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1ºAula Panorama geral da simulação da produção Objetivos de aprendizagem Ao término desta aula, vocês serão capazes de: • entender qual é o objetivo da simulação da produção; • entender a importância de utilizar essa ferramenta dentro do nosso dia a dia; • conhecer as principais características interligadas aos tipos de simulações mais aplicadas; • compreender como é o desenvolvimento e como nos auxilia a simulação de problemas fictícios ou reais; • conhecer como a simulação da produção pode nos auxiliar na gestão e tomada de decisão. Prezados(as) alunos(as). Vamos dar início à disciplina de simulação da produção. Veremos, nesta aula, alguns conceitos iniciais sobre simulação da produção. Aprenderemos também alguns tipos de aplicações dentro da simulação da produção, as vantagens que temos utilizando as ferramentas de simulação, e os tipos de simulação mais utilizados. Vamos entender o processo, passo a passo, da simulação da produção, bem como o desenvolvimento neste campo. Também veremos uma interpretação de simulação da produção sob a visão de alguns autores que trazem exemplos práticos com base no dia a dia. Teremos uma noção de que como se desenvolve a simulação da produção com qualidade e como devemos aprender os requisitos de forma adequada com um alto nível de tecnologia. Boa Aula! Bons estudos! 6Simulação da Produção Seções de estudo 1- Defi nição e contextualização da simulação da produção 2- Aplicações da simulação 3- As modalidades de Simulação 1- Defi nição e contextualização da simulação da produção De acordo com Barton (1973), o termo simulação da produção signifi ca “um método que rapidamente toma administração e o treinando de qualquer tipo”. Ele destaca que o público-alvo era “para as profi ssões administrativas, as ciências do comportamento e para educação”. Seguindo esse raciocínio desse mesmo autor que procura buscar na consistência teórica, através da sistematização e sua preocupação em incorporar a simulação computadorizada, o que fornece uma valiosa compreensão nos sistemas de gestão. Segundo Ramos (1991), “a simulação da produção é comum método de ensino que visa e possibilita trazer fl exibilidade, relevância e realidade trazendo por sua vez a individualidade” A principal ideia da simulação da produção dentro da Engenharia de Produção é abrir diversos caminhos para que as tarefas se tornem mais dinâmicas, trazendo um maior realismo cotidiano, consolidando uma fonte a maior de conhecimento na resolução de problemas dinâmicos e complexos. Autores como Bordadev e Pereira (1984) trazem a ideia de que simulação é o enfoque de sistemas a pesquisa e ao ensino de ciência, através da construção de modelos imitativos da realidade, simplifi cados, porém muito úteis para estudar a relação entre os seus diversifi cados componentes. Já, Bateman (1997) afi rma que o modelo da simulação da produção tem um excelente desempenho na avaliação de mudanças proposta a um sistema existente ou no projeto de sistemas. De acordo ainda com Bateman (1977), um modelo de simulação bem construído pode gerar estimativas de desempenho em termos de tempo e espaço, passagem, utilização de recursos, dimensionamento de fi las e otimização de tempos produtivos. Campbell et al. (2000) refl ete que as simulações são instrumentos de aprendizagem com alto poder, por colocar os alunos em um ambiente ou em uma situação que forçam a se desenvolverem por si mesmo. Barton (1973) diz que “simular signifi ca dar aparência de outras coisas também e signifi ca ter o efeito de”, o que nos estimula de tal maneira a pensar fora do quadrado, ou seja, procurar inovações nas ideias e ter o efeito de trazer para a simulações a rotina cotidiana. Para Ramos (1991), o conceito de simulador e o conceito de simulação são semelhantes, onde o termo simulador normalmente é empregado para se referir a objetos palpáveis, como equipamentos, ou mecanismos que tem por objetivo aperfeiçoar competências individuais, sob condições controladas. De uma maneira geral, simulador signifi ca a variação das condições físicas, sociais e políticas, direcionadas a uma situação real. A mesma autora ainda destaca que o termo simulação está diretamente ligado ao desenvolvimento de competências, simulação tem diversos e variados signifi cados. Vamos conhecer alguns agora? A simulação é conhecida como modelo operacional dinâmico que retrata algum aspecto da realidade; é um método de aproximação da realidade; são modelos dinâmicos de situações atuais físicas, simbólicas ou sociais; é uma seletiva representação da realidade, que abrange apenas os elementos da situação que o autor da simulação pode considerar relevantes para o seu objetivo; é um modelo que visa obter simulação de operação ou função para determinado propósito, dentre outros. Aprenderam um pouco dos diversos signifi cados de simulação? Mas vamos continuar a aprender com mais conceitos, pois é importante ter essa noção teórica, antes de irmos para a prática. Então, nesse mesmo raciocínio e para Ramos (1991), a simulação é um processo de experimentação de um modelo mais detalhado e defi nido, trazendo à tona um sistema real que respondera a mudança da atual estrutura, ambiente ou condições de contorno. Mas o que seria essas condições de contorno? Essas condições nada mais são que atalhos para se resolver o problema atual, diversos tipos de solução, para isso empregamos a simulação. Vamos pensar em um exemplo prático, pensem em um grupo de máquinas, cada uma desempenhando uma função na produção de uma determinada peça, isso constituiria um sistema de manufatura. Cada combinação de elementos consiste em uma combinação de elementos que por sua vez, compreende um subsistema de um sistema ainda maior, pensem em uma caneta como se fosse a máquina e a tampa e a tinta subsistema, entenderam? Outra vantagem da simulação é que ela pode representar algo inovador, nunca visto, que ainda não existe, dentro das variadas opções de modelos e programas disponíveis para auxiliar na resolução ou auxílio de criação. Para se ter um sistema com mais exatidão e mais resultados palpáveis, precisamos defi nir um modelo, e para defi nição desse modelo deve-se seguir alguns requisitos que vamos conhecer agora. Segundo Bateman (1997), o primeiro é se perguntar qual deveria ser o escopo do modelo e o segundo é que nível de detalhe deve ser considerado. Partindo dessas premissas a escolha do modelo auxilia no propósito a ser alcançado. Precisamos lembrar também que devemos almejar variáveis coerente a fi m de retratar a solução do nosso problema. Frequentemente de acordo com o modelo escolhido, justifi camos o nosso resultado criando assim, um replica exata do nosso sistema. Os avanços na tecnologia nos permitem diversifi car os modelos da simulação e os torna uma atividade por meio da qual podemos chegar a conclusões a respeito do comportamento dado um sistema, através do seu comportamento correspondente, cujas relações de causa e 7 efeito são as mesmas ou similares à original, envolve a geração da história simulada artifi cial de um sistema e a observação do comportamento de acordo com o objetivo, produzindo, assim, interferências a respeito de algumas características de operação dado um sistema real (HARRELL et. al, 1995). Kolb (1984) fortalece a hipótese de que a simulação pode ser utilizada nas etapas “Por quê ?” e “E se” do ciclo do aprendizado. Fornece ainda uma sugestão que pode indicar a utilização preferencial da Simulação em algumas etapas, dado os questionamentos anteriores. Em relação à velocidade da utilização da simulação, Ramos (1991) apontava alguns fatores sociais e tecnológicos como responsáveis pela explosão da simulação: • Rápido avanço na tecnologia de computadores; • A grande ênfase colocada nos procedimentos de tomada de decisão; • Consenso ligado à crença de que um fenômeno social só pode ser compreendido através da visão globalde todos os complexos relacionamentos entre seus elementos; • A tendência de se enfocar problemas de um ponto de vista interdisciplinar. 2- Aplicações da simulação A simulação da produção, como visto anteriormente, tem diversas defi nições e essas defi nições nos levam a um caminho com propósitos de resolução de um determinado problema. Para Thorellei et.al (1964), a simulação da produção pode ser empregada em campos como educação, pesquisa, planejamento de negócios e na nossa vida cotidiana. Segundo o autor, na educação, a simulação é efi ciente no sentido do aluno entender sobre “problemas no nível funcional”, como marketing, produção, processos, negócios, são áreas que possuem inter-relação das suas determinadas funções no sentido de ampliar a visão e focar na solução desses problemas das organizações auxiliando o processo de tomada de decisão. No mesmo sentido na área de pesquisa, a simulação auxilia em áreas como consultoria na economia e ciência dos comportamentos. E, por fi m, na área de planejamento de negócios, atua em sistemas de mercado e administrativos. De acordo com Garvey et al(1971), a simulação é usada como ferramenta que pode ser empregada para se atingir qualquer um dos diferentes objetivos, onde os estudantes possam adquirir informação conceitual integrando a informação contribuindo para a compreensão da “estrutura” do conhecimento, aprimorando as habilidades, se preparando para as situações reais da vida, causando uma experiência, adquirindo e mudando habilidades relacionadas a vida real e promovendo experiência. Ainda segundo Barton (1973), as variáveis de entrada do sistema dão aos simuladores a experiência de tendências, fl utuações sazonais ou fenômenos inesperados. E como podemos aplicar isso? Podemos aplicar com o modelo Monte Carlo: utilizando esse modelo teremos a experiência da incerteza, uma oportunidade de otimizar a gestão da produção através de um modelo empregado na simulação da produção e vamos aprender com o Excel, mais adiante. A vantagem de utilizar a simulação é que os estudantes podem interromper e recomeçar em qualquer momento, simulando o que aconteceria em diversos tipos de tomada de decisão, o que nos permite deduzir que a sua utilização, incorpora-se a incerteza e isso faz parte do ciclo de aprendizagem. Bom, utilizando a simulação encontramos uma maneira de examinar as diversas fi nalidades e exploramos um sistema- objeto. Mas com todas essas incertezas como saberemos o modelo certo a utilizar? Ao abordar sistemas complexos, que via de regra apresentam grande interdependência entre as atividades, analisamos a variabilidade temporal, o projeto de modelos de simulação e empregamos na nossa gestão, no nosso caso em Engenharia de Produção. Agora vamos aprender alguns campos em que a simulação da produção está inserida. Vamos lá? Barton (1973) apresenta um sumário de aplicações obtidas através de 5 anos de pesquisa: • Simulação de sistemas de computador: simulações computadorizadas foram desenvolvidas para simular a lógica de alta velocidade de computador. Na fase de projeto de sistemas controladores de processos industriais, simulações computadorizadas são realizadas para fi m de testes de alternativas e de desempenho. • Jogos educacionais: jogos que simulavam assuntos a serem aprendidos estavam sendo cada vez mais usados na graduação, pó s-graduaç ã o e em programas educacionais contínuos. Atingiam desde jogadores isolados interagindo com modelos simples até jogadores coordenados, organizados em times interagindo competitivamente com outros times. • Aconselhamento simulado: tentativas de simular atividades de aconselhamento envolvem, em geral, atividades homem-computador, com o computador assumindo o papel de conselheiro. • Administração educacional: um modelo que integrava informações sobre o quadro de funcionários, espaço, os cursos oferecidos, o tamanho das salas e os professores havia sido utilizado em simulação iterativa de planejamento com resultados satisfatórios. • Vida e saúde: aplicações em que se utilizam técnicas de Monte Carlo incluíam estudos de casamento, fertilidade, natalidade e mortalidade. Estudos de evolução competitiva vinham sendo simulados para lagostas, vírus, epidemias, crescimento de fl orestas e genética animal. Decisões administrativas relativas à saúde, hospital, serviços médicos, pavilhão de maternidade, planejamento de saúde de comunidades. Processos decisórios de diagnósticos médicos vinham sendo estudados através da exposição pelo computador de sintomas gerados. • Sistemas homem-má quina: a maioria destas 8Simulação da Produção simulações envolve algum análogo físico não digital do sistema objeto. Exemplos são simuladores de voo com instrumentos controlados por instrutores. • Jogos experimentais: nas décadas de 40 e 50 uma teoria analítica denominada Teoria dos Jogos foi desenvolvida conceitualmente e, objetivando a confi rmação ou não de suposições e conclusões, foram realizados testes com sujeitos vivos. Mais tarde, concluiu-se que as premissas e suposições desta teoria não poderiam ser estendidas as pessoas vivas, sendo apenas um ponto de partida da análise. Jogos experimentais são simulações homem-modelo orientadas para estudar as infl uências de vitória e derrota, resistência e confi ssão, cooperação e confl ito, propensão a correr riscos e outras variáveis psicológicas em testes de negociações e barganha. • Simulação de pensamento humano: simulações computadorizadas vinham representando os processos mentais internos de obtenção de conceitos, sistemas de crença, reconhecimento de padrões, resolução de quebra-cabeças, tentativa e erro para se chegar a racionalizações dedutivas, geração de sinônimos etc. • Redes de Comunicação: esta aplicação lidava com sistemas maciços como redes de telefone, onde o interesse não é o conteúdo da comunicação, mas, sim, o seu volume, o seu fl uxo e questões relativas ao tráfego. • Organizações: simulações vinham sendo desenvolvidas para estudo de aspectos organizacionais para implementação de política, aceitação de recomendações e mudanças, autoridade burocrática, aprendizagem, liderança, inovação, tendências no processo de tomada de decisões e comportamento interpessoal. Simulações de tarefas de fabricação foram realizadas utilizando-se de tesouras, fi tas e cartões. • Sistemas sociais: Simulações homem-modelo investigavam o confl ito e a agressão em processos sociais, parentesco e a sua relação com a estrutura social, comportamento coletivo durante pânico, convergência de atitude, alimentação social, controle através de pressões sociais e mobilidade social. • Simulações civis, politicas e de comunidade: sistemas- objeto do domínio público, estudados através de simulação compreendiam processamento de casos criminais através de cortes, divisão legislativa em novos distritos, paradoxos de votação, controvérsias quanto a plebiscito, orçamento municipal, procedimentos da polícia e para a segurança pública, redes de transporte público, sistemas de esgoto e desastres públicos tais como enchentes e incêndios. • Sistemas regionais, nacionais e internacionais: simulação computadorizada na forma de repetiç ã o dinâmica de modelos analíticos nã o estocá sticos vinha sendo aplicada à representação de características políticas e econômicas das regiões, nações e sistemas internacionais. • Jogos de guerra e crises: são também chamados simulaç ã o-em-trê s-salas, onde dois times oponentes são segregados em salas separadas e um time de controle ou árbitros é colocado em uma terceira sala. Os times em confl ito interagem entre si apenas através do time de controle. Cenários adicionais e o próprio modelo são muitas vezes desenvolvidos pelo time de controle durante o jogo. • Jogos operacionais: estas aplicações foram utilizadas no Laboratório de Simulação Logística da Corporação Rand em Santa Mônica Califórniae tinham por objetivo estudar estruturas alternativas de gerência e administração para grandes sistemas logísticos. Envolviam modelos computadorizados e não computadorizados, além de pessoas recrutadas do sistema-objeto. • Jogos de Administração: eram simulações que seguiam os padrões dos jogos de guerra e eram utilizadas para treinamentos e ensino. Os participantes, como jogadores solitários ou em equipe, tomavam decisões numéricas para variáveis como preço de produtos, níveis de produção, esforço de vendas e aquisição de materiais. Em geral, dava- se ênfase às atividades de marketing e produção. É muito importante ressaltarar a constatação do autor em relação aos Jogos de Administração, segundo a qual, vinham sendo feitas algumas tentativas de usá -los como veículos de pesquisa. No entanto, processamentos de jogos de administração eram tão vagamente estruturados e geravam dados para tantas variáveis que era difícil produzir conclusões que fossem ao encontro dos critérios de pesquisa. • Sistemas interdependentes: são sistemas relativos ao tráfego onde se percebe a existência de fi las. Este tipo de problema é um caso clássico em que a análise matemática falha em representar sistemas- objeto. A simulação vinha sendo utilizada no estudo de tráfego de veículos, politicas de transporte, tráfego de mensagens em redes telefônicas, sistemas de transporte aéreo, movimento de reposição de peças, manejo de cargas, administração de cais, estabelecimento de rotas de vagões, redes de distribuição de produtos, enfi m, na maioria dos sistemas interdependentes, cujas naturezas estocásticas requeriam simulações de Monte Carlo como solução. • Pesquisa Operacional: objeto de pesquisa da engenharia de produção, envolvia problemas relativos a fi las, distribuição, inventário, sequenciamento de tarefas, alocação de recursos e substituição de equipamentos. Ressalta-se que, nessa época, estavam sendo desenvolvidos computadores para fi ns gerais e a simulação estava sendo utilizada para resolver problemas por demais complexos para serem resolvidos através modelos matemáticos. • Tomada de decisão em negócios: o sonho de alguns estudiosos em administração era retratar uma sala de controle onde as alternativas de decisão pudessem ser exploradas através da interação com modelos em que estratégias de mercado, de produção, 9 dos concorrentes, dos preços e dos produtos pudessem ser testadas utilizando-se painéis na interface de simulações homem-computador e computadorizadas. Na época, no entanto, apenas problemas menores e mais específi cos eram explorados pela utilização de simulações: projetos de plantas da indústria química, estratégias de movimento na bolsa de valores, introdução de novo produto, estratégias alternativas de propaganda, fl uxo de informação sobre canais de marketing e sistemas de distribuição de produtos. • Problemas relativos ao pessoal: representação de papéis e tomada rápida de decisões, através da seleção de atividades em uma caixa postal interna, vinham sendo utilizados para treinamento em habilidades de supervisão, negociação coletiva, controle de produção e compras. A simulação poderia ser utilizada na seleção e na avaliação para a promoção de pessoas quando o sistema-objeto simulado tratasse de uma habilidade bem compreendida, como a montagem de peças. • Sistemas físicos: simulação computadorizada vinha sendo utilizada para estudo de sistemas físicos como fl uxo de água subterrânea, absorção de moléculas em superfícies, comportamento de campos de íon, comportamento de partículas magnéticas, envelhecimento de sistemas geológicos, previsões de tempo, bacias hidrográfi cas e sedimentação marinha. • Sistemas de defesa e militar: por motivo de segurança, muitas destas simulações não foram publicadas. Essas simulações variavam desde modelos políticos e econômicos de guerra e de paz internacionais até representações individuais de batalhas aéreas e terrestres. Algumas partes do complexo industrial militar tinham sido simuladas como estaleiros, logística, tática militar, detecção de radar, combate aéreo e comportamento de torpedo. • Simulação de voo e espaço: a preparação de voos espaciais requer muitas simulações homem-má quina, tanto para pesquisa quanto para treinamento lançamentos de mísseis reais necessários ao desenvolvimento de foguetes. Simulações computadorizadas de voos atmosféricos e espaciais expunham o ambiente do voo numa tela de televisão. Agora já aprendemos onde pode ser empregada todos os diversos tipos de simulação da produção, vamos aprender algumas modalidades, a seguir. 3- As modalidades de Simulação Analisando pelo parâmetro de que a simulação possui um vasto campo de implementação, temos que explorar as diversas possibilidades existentes de acordo com as modalidades e possibilidades, ainda de acordo com Barton(1973), a simulação possui quatro categorias, sendo que uma pode conduzir o uso da outra, ou pode também servir como base de comparação de resultados ou complementação, vamos aprender quais são elas? As quatro categorias que são empregadas na simulação da produção: • Análise; • Simulação homem-modelo; • Simulação homem-máquina ou homem computador; • Simulação computadorizada. Diante dessas quatro modalidades, vamos aprender sobre cada uma? Bom, vamos começar com a modalidade de análise. A análise é importante dentro da simulação, porque diante de todas as defi nições que aprendemos até agora, essa é a que vai nos conduzir a uma resposta inteira, integra e de fácil compreensão. Na análise, tentaremos descobrir a que classe pertence a variáveis em estudo, transformando o complexo de dados e descobrindo as relações existentes, ou seja, nada mais é que uma simulação do comportamento das variáveis, do sistema, que estudamos, a análise fundamenta-se quando os dados são quantitativos, números reais ou simulados. A análise nos ajuda obter conclusões a respeito das nossas simulações, suposições, vai além do que pode ser limitado, exclusivamente ao campo da matemática e da lógica, tanto em variáveis comportamentais quanto em outras variáveis. Precisamos manter o foco no sistema e no objeto. Vamos pensar em um fi lme. Podemos dizer que a análise está para um conjunto de fotografi as, assim como a simulação está para o fi lme, uma interação diretamente proporcional, pois são complementares. O fi lme nada mais é que uma sequência de fotografi a, ou seja, podemos concluir que apesar dos diferentes tipos de ações, uma é interligada com a outra. Agora vamos falar sobre a modalidade de simulação homem-modelo. Esse tipo de simulação se caracteriza pela introdução de pessoas, agentes humanos, na experiência simulada de uma maneira que as suposições adquiram uma menor proporção no estudo do comportamento da simulação do modelo. Uma maneira de avaliar essas suposições é estabelecendo cenários associados a diferentes parâmetros, usualmente adotados pelos protagonistas e antagonistas integrados dentro do sistema-objeto. A simulação homem-modelo, é caracterizada pela introdução de agentes humanos que com a experiência simulada adquirem uma menor relevância no estudo do comportamento do modelo, esse sistema é usualmente utilizado em experiência no laboratório, os resultados são dados e então observados e registrados. Já temos que na simulação homem-má quina, o simulante interage com algum tipo de aparelho físico que representa parte de todo o sistema. É utilizado programas de treinamento, com fi m de aprender e descobrir seus erros ou algum incentivo pelo sucesso, tudo isso decorrente e dentro do cenário adequado. Resumindo esse sistema, quando a máquina utilizada é o computador em programas de treinamento, o estudante aprende pela descoberta de seus erros e pelo incentivo ao seu sucesso, quando a máquina é um computador refere-se 10Simulação da Produção à experiência como uma simulação homem - computador (BARTON,1973).Na simulação computadorizada, Barton (1973) diz que os computadores são máquinas lógicas e manipuladoras de símbolos gerais: são extensões da mente do homem, de maneira que o homem que produz o raciocínio lógico para direcionar a máquina. Pensando no problema, o homem consegue passar essa imagem para o computador através de códigos e esses códigos traduzem essas instruções, podendo usar quantas vezes forem necessárias, mudando as variáveis de entrada e saída. Quando a simulação inteira é conduzida pelo computador, damos o nome de simulação computadorizada. O programa fornece representações do comportamento que se quer estudar, passo a passo. O experimentador pode combinar diversas variáveis de estudo, automação e controle, através das instruções geradas, pode-se usar diferentes dados de entrada e saída e em diferentes circunstâncias. Vamos pensar na frase que vai transmitir o conhecimento exato nesse modelo de simulação que é “a simulação computadorizada é apenas uma experiência de raciocínio assistida eletronicamente”. Pensando assim, vemos várias vantagens na simulação, uma delas é que propicia grande fl exibilidade para que seja conduzida experiências alternativas de pensamento em grande complexidade. A simulação computadorizada se origina em duas fontes: a primeira é na habilidade de responder as experiências rapidamente e a segunda é na habilidade de combinar números enormes de sistemas em uma só experiência, é uma extensão da mente do homem, aumentando a velocidade do pensamento e aumentando também o alcance do que pode ser pensando e passado para o simulador. Chegamos ao fi m da primeira aula! Vamos recordar? Retomando a aula 1- Defi nição e contextualização da simulação da produção Aprendemos, nesta sesção, algumas defi nições sobre simulação da produção. Vimos um diversifi cado ramo de utilização para os procedimentos tanto do dia a dia como mais profi ssionais. Aprendemos também que a tecnologia é nossa aliada nesta ferramenta e que a simulação da produção também auxilia na tomada de decisão. 2- Aplicações da simulação Nesta seção aprendemos quão amplo é o campo da simulação da produção e o quanto ele pode nos auxiliar nos mais diversos tipos de serviços. Conhecemos as diversas aplicações de acordo com Barton (1973) e com certeza a discussão vai nos auxiliar na hora de simular algum problema a ser resolvido. 3- As modalidades de Simulação Nesta seção aprendemos algumas modalidades inclusas na simulação da produção. Vimos também sobre o conceito de simulação computadorizada e aprendemos diversas maneiras em que podemos utilizar a simulação. Até a próxima! Disponível em: https://repositorio-aberto.up.pt/ bitstream/10216/59757/1/000134578.pdf (Artigo aplicando simulação). Vale a pena acessar https://www.youtube.com/watch?v=ECFVkyY8_ WY (Video sobre simulações). Vale a pena assistir Introdução a modelagem e simulação de sistemas com aplicações em arena. Paulo José de Freitas Filho. 2 ed. Editora: Visual Books. Vale a pena ler Vale a pena Minhas anotações
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