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Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 130 7 PROGRAMAÇÃO COM PERT/CPM 7.1 Introdução Os tipos de produção intermitente sob encomenda buscam atender a demanda específica de um determinado cliente, que muito provavelmente não se repetirá nos próximos pedidos. Nesses tipos de produção, particularmente os que apresentam maior complexidade e duração na confecção do produto, a principal questão a ser resolvida pela programação consiste da alocação dos recursos disponíveis no sentido de garantir a data de conclusão. Esta data de conclusão é, junto com o custo e as aptidões técnicas do executor, um fator determinante na escolha pelo cliente da empresa executora de seu produto, havendo inclusive multas e restrições contratuais que buscam evitar atrasos no cumprimento dos contratos. Desta forma, deve o PCP buscar programar as diferentes atividades do projeto, de forma a que cada uma delas tenha seu início e conclusão encadeados com as demais atividades que estarão ocorrendo em seqüência e/ou paralelo com a mesma. A técnica mais empregada para planejar, programar e acompanhar produções sob encomenda de longa duração, bem como de projetos de uma maneira geral é o PERT/CPM 7.2 Rede PERT/CPM Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 131 As técnicas do caminho crítico, PERT – Program Evaluation and Review Technique e CPM – Critical Path Method surgiram nos Estados Unidos. O primeiro em 1956 durante o rograma de pesquisas, Projeto de Construção dos Mísseis Polaris, e o segundo em 1958 quando a Du Pont preocupava-se em planejar, coordenar e controlar o programa de construção de grandes fábricas de produtos químicos nos Estados Unidos. Ambas aplicam-se a três fases distintas na execução de um projeto. 1. No planejamento deve-se estabelecer as atividades a serem executadas para conclusão do projeto, bem como as relações de dependência entre as diversas atividades. 2. Na programação se estipula o tempo de execução de cada uma atividade, bem como a identificação daquelas atividades nas quais o tempo é crucial para a execução do projeto. 3. No controle confronta-se a execução do projeto com o planejamento e a programação, para que sejam tomadas providências em tempo. 7.2.1 Planejamento 7.2.1.1 Atividade e Evento O primeiro passo na realização do planejamento de um projeto será dividi-lo em diversas etapas lógicas. Para o sistema PEERT-CPM, cada etapa lógica é denominada de Atividade. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 132 Exemplo: Substituição de uma Retífica Atividades: 1. Esperar a chegada da nova retífica. 2. Remover a retífica velha da base. 3. Vender a retífica velha. 4. Instalar a nova retífica. 5. Retirar a retífica velha da fábrica. O que caracteriza a atividade é o fato de consumir tempo e ou recursos financeiros. Toda atividade possui duas características comuns: um início e um fim. Esses dois acontecimentos se denominam de eventos. 7.2.1.2 Relação de Dependência entre as Atividades Cumprida a divisão do projeto em atividades o passo seguinte é a necessidade de se estabelecer para cada atividade àquela que lhe deve anteceder e a que lhe deve suceder. Por exemplo: na construção de uma casa é evidente que a edificação das fundações deve preceder a construção das paredes, e esta deve preceder à construção do teto. Exemplo: Projeto: Lavar o Automóvel (Tabela 7.1) A. Retirar os tapetes (3min). B. Ir até o posto de serviços mais próximo (5 min). C. Comprar flanela e polidor (20 min). D. Passar jato de ar no interior do automóvel (10 min). E. Voltar do posto de serviço para casa (5 min). Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 133 F. Lavar os tapetes (15 min). G. Colocar os tapetes (4 min). H. Fazer a limpeza internamente (25 min). I. Lavar o carro externamente (30 min). J. Enxugar o carro (10 min). L. Aplicar o polidor (10 min). M. Polir. Tabela 7.1 Tabela de Interdependência de Atividades do Projeto: Lavar o Automóvel Atividades Depende da Conclusão de: Duração (min) A - 3 B A 5 C B 20 D A e B 10 E C e D 5 F A e E 15 G F 4 H G 25 I H 30 J I 10 L C e J 10 M L 10 É evidente que um programador PERT/CPM não poderá conhecer a seqüência de atividades de uma infinidade de projetos, assim, nesta etapa, o programador deverá recorrer aos técnicos especialistas de cada projeto. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 134 7.2.2 Diagrama Utilizado Atividades e eventos possuem duas maneiras distintas de representação: atividade na flecha e atividade no nó. Aqui, trabalhar-se-á com atividade no nó. Atividade no nó – A cada uma das atividades que compõem um projeto associa-se um nó e as relações de dependências são representadas por flecha (Figura 7.1). Nó: Atividade Flecha: Relação de Dependência Figura 7.1 Atividade no Nó Atividade na flecha – A cada uma das atividades que compõem um projeto associa-se uma flecha. Os nós representam inícios e términos de atividades. 7.2.3 Exemplos 7.2.3.1 Projeto Pintar Porta (Tabela 7.2 e Figura 7.2) A. Comprar tinta. B. Limpar porta. C. Pintar porta Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 135 Tabela 7.2 Projeto Pintar a Porta Atividade Depende da Conclusão de: A - B - C A e B Figura 7.2 Projeto Pintar Porta 7.2.3.2 Segundo Exemplo (Tabela 7.3 e Figura 7.3) Tabela 7.3 Tabela de Interdependência do Segundo Exemplo Atividade Depende da Conclusão de: A - B A C B Figura 7.3 Segundo Exemplo A B C A B C A B C A B C Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 136 7.2.3.3 Terceiro Exemplo (Tabela 7.4 e Figura 7.4) Tabela 7.4 Tabela de Interdependência do Terceiro Exemplo Atividade Depende da Conclusão de: A - B A C A Figura 7.4 Terceiro Exemplo 7.2.3.4 Quarto Exemplo (Tabela 7.5 e Figura 7.5) Tabela 7.5 Tabela de Interdependência do Quarto Exemplo Atividade Depende da Conclusão de: A - B - C A D A e B A B C A B C Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 137 Obs.: Atividade Fantasma – Não consome tempo nem recursos. Figura 7.5 Quarto Exemplo 7.2.3.5 Quinto Exemplo (Tabela 7.6 e Figura 7.6) Tabela 7.6 Tabela de Interdependência do Quinto Exemplo Atividade Depende da Conclusão de: A - B - C A e B D A e B Figura 7.6 Quinto Exemplo 7.3 Programação com CPM A B C D A B C D Atividade Fantasma A B C D A B C D Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 138 CPM é uma técnica de caminho crítico determinística, ou seja, quando o tempo de execução das atividades não sofre variação. Isto ocorre em duassituações distintas: a. Uma atividade em que se conhece com precisão seu tempo de duração; b. A bem da simplicidade, assume-se esta posição. 7.3.1 Duração Normal, Tempos de Início e Término de uma Atividade Duração Normal de uma Atividade é a quantidade de tempo necessário para executar esta atividade. Representar-se-á pela letra D seguida de um índice que identificará a atividade. Então, representar-se-á a duração da 1ª atividade por D1, e, de uma maneira geral a iésima atividade por Di. Início Cedo de uma Atividade é o instante mais cedo que essa atividade pode ser iniciada após a conclusão de todas as atividades que lhe são precedentes e relacionadas. Obviamente toda a atividade que não tenha precedentes, o seu início mais cedo é o instante zero. Representar-se-á o instante de início cedo de uma atividade por IC seguido de um índice que o identificará. Assim, representa-se o início cedo da iésima atividade por ICi. Término Cedo de uma Atividade é o instante mais cedo que uma atividade pode ser concluída. É representada por TC, e é obtida somando-se ao Início Cedo a Duração Normal da Atividade TCi = ICi + Di. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 139 Início Tarde de uma Atividade é o instante mais tardio que esta atividade pode ser iniciada sem que retarde a execução do projeto. Representa-se o Início Tarde de uma atividade iésima por ITi. Término Tarde de uma Atividade é o instante mais tardio para o término de uma atividade sem que haja retardamento na execução do projeto. Representar-se-á o tempo de término tarde da atividade i por TTi. Os cálculos para determinação dos TT e IT das atividades de um projeto são realizados na ordem inversa do projeto tomando na última atividade o TT = TC e calculando os tempos para as atividades através da subtração do término tarde de uma atividade a sua duração normal (ITi = TTi – Di). Para as demais atividades, que têm um conjunto de atividades imediatamente subseqüentes, tomamos como seu Término Tarde, o menor Início Tarde do conjunto de atividades imediatamente subseqüente, ou seja: TTi = Min ITj. 7.3.2 Representação Reticular e Cálculos Exemplificados dos Tempos de Início e Término de uma Série de Atividade Uma atividade A com tempo de início cedo ICA, término cedo TCA, duração normal DA e início e término tarde ITA e TTA, será representada como a Figura 7.7. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 140 Figura 7.7 Representação Reticular de uma Atividade A Considerando o exemplo do projeto Lavar o Automóvel, construir a rede CPM calculando os tempos de início e término das atividades. Solução: inicialmente, constrói-se a rede CPM desprezando-se os tempos de duração e de início e término das atividades, conforme Figura 7.8. Figura 7.8 Rede CPM par o Projeto Lavar um Automóvel Feito isto, passa-se a calcular os tempos de início e término cedo de cada atividade. ICA = 0; A DA ICA ITA TCA TTA A B C D E F G H I J L M Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 141 TCA = 0 + DA = 0 + 3 = 3 min; ICB = TCA = 3 min; TCB = ICB + DB = 3 + 5 = 8 min; ICD = TCA = 3 min; TCD = ICD + DD = 3 + 10 = 13 min. Faz-se essas operações para todas as atividades até se ter a situação apresentada na malha seguinte (Figura 7.9). Figura 7.9 Tempos de Início e Término Cedo do Projeto Lavar Automóvel Isto feito, passa-se a calcular os tempos de término e início tarde para cada atividade começando por M até chegar a A (Figura 7.10). TTM = TCM = 137 min; A B C D E F G H I J L M 0 3 3 5 3 8 20 8 28 10 8 18 28 5 33 33 15 48 4 48 52 25 52 77 30 77 107 10 107 117 10 117 127 10 127 137 Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 142 ITM = TTM – DM = 137 – 10 = 127 min. TTL = TTM = 127 min; ITL = TTL – DL = 127 – 10 = 117. E assim sucessivamente, até completar todas as atividades, como se vê na Figura 7.10. Obs: Caminho Crítico Figura 7.10 Tempos de Início e Término Tarde e Caminho Crítico do Projeto Lavar Automóvel 7.3.3 Folga e Caminho Crítico A B C D E F G H I J L M 0 3 3 5 3 8 20 8 28 10 8 18 28 5 33 33 15 48 4 48 52 25 52 77 30 77 107 10 107 117 10 117 127 10 127 137 137 127 127 117 117 107 107 77 77 52 52 48 48 33 33 28 28 8 8 3 3 0 28 18 Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 143 Folga Total é a quantidade de tempo que o início de uma atividade pode ser retardada, sem causar alongamento da duração do projeto normal. Tal retardamento pode causar outros atrasos nas atividades que se lhe seguem, mas não retardará o projeto. FTI = TTI – TCI = ITI – ICI Existem atividades em que a data de início mais tarde é igual à data de início mais cedo. Essas atividades têm folga nula, ou ainda são aquelas que não podem sofrer atraso na sua execução sem que haja um atraso correspondente na data de término do projeto. Essas atividades de FT = 0, constituem o Caminho Crítico (Figura 7.10, Figura 7.11 e Figura 7.12). Obs.: Caminho Crítico: A, B, D, F, G e H Figura 7.11 Exemplo de Caminho Crítico A B C D E F G H 3 0 3 3 10 3 6 3 13 8 6 14 4 13 17 6 14 20 5 20 25 10 25 35 35 25 25 20 20 14 14 6 6 3 3 0 20 16 16 6 Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 144 Obs.: Caminho Crítico: A, B, C, E, F, G e H Figura 7.12 Exemplo de Caminho Crítico A B 3 0 3 4 3 7 C 5 12 7 7 12 3 7 3 0 E 6 12 18 18 12 F 4 18 18 22 22 G 3 22 22 25 25 H 2 25 27 25 27 D 2 7 9 22 20 Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 145 7.4 Programação com PERT Quando as estimativas de tempo estão sujeitas a variações aleatórias, diz-se que as estimativas são probabilísticas. As estimativas probabilísticas devem incluir uma indicação do grau de variabilidade das previsões. Por conveniência, emprega-se a distribuição Beta para representar a aleatoriedade nos tempos. Esta distribuição tem a vantagem de permitir o cálculo fácil da média e da variância (ou do desvio-padrão) dos tempos probabilísticos de uma rede. O tempo médio esperado (te) de cada atividade é obtido segundo a seguinte fórmula: te = (tp + 4 . tm + to) / 6, onde: tp = tempo pessimista: é o tempo em que se prevê condições desfavoráveis para a realização da atividade; tm = tempo mais provável: éo tempo que a atividade levaria se tudo corresse normalmente; to = tempo otimista: é o tempo em que se prevê condições favoráveis para a realização da atividade. A variância (σ2), que fornece o grau de incerteza associado à previsão, é estimada como o quadrado da sexta parte da diferença entre as previsões otimista e pessimisa, ou seja: σ2 = [(tp – to) / 6]2 Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 146 De posse do tempo médio esperado e da variância de cada atividade, pode-se montar a rede e proceder aos cálculos dos Cedos, Tardes, Folgas e Caminho Crítico da mesma forma como foi feito no tópico anterior para os tempos determinísticos, considerando que o tempo médio esperado é o tempo da atividade. Por outro lado, dado que a média da soma de variáveis aleatórias é igual à soma das médias destas variáveis, pode-se considerar como a variância total do projeto a soma das variâncias das atividades que compõem o caminho crítico. Caso ocorram dois ou mais caminhos críticos, adota-se como variância total do projeto aquela que for menor. Também se considera que o tempo esperado total (ttotal) do projeto é a soma dos tempos médios esperados das atividades do caminho crítico. Para se exemplificar o emprego de tempos probabilísticos na análise da rede PERT, admita-se o seguinte exemplo representado na Tabela 7.7, mostrada a seguir. Tabela 7.7 Programação PERT Atividade Dependência Duração to tm tp te σσσσ2 A - 8 10 11 9,83 0,25 B - 4 6 7 5,83 0,25 C A 5 7 7,5 6,75 0,17 D B 4,5 5 6 5,08 0,06 E B 8 9 11 9,16 0,25 F C e D 4,5 5 6,5 5,16 0,11 G E 2 4 5 3,83 0,25 Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 147 Constrói-se normalmente a rede PERT utilizando-se os te, tempos médios esperados, como os tempos das atividades (Figura 7.13). Figura 7.13 Rede PERT Como se vê, o Caminho Crítico foi determinado como: A, C e F, com um tempo esperado total de 21,74 e uma variância de 0,53 (0,25 + 0,17 + 0,11). Como os tempos de realização das atividades são probabilísticos, é importante estimar qual a probabilidade que se tem do projeto ficar concluído em determinado prazo. Para tanto, empregando o tempo esperado A 9,83 0 9,83 9,83 0 C 9,83 6,75 16,58 16,58 9,83 F 5,16 16,58 21,74 16,58 21,74 D B 5,08 5,83 0 5,83 5,83 10,91 16,58 11,5 E 9,16 5,83 14,99 G 3,83 14,99 18,82 21,74 17,91 17,91 8,75 8,75 2,92 Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 148 total e a variância (ou o desvio padrão) do caminho crítico, pode-se obter um fator de probabilidade (z) associado a determinado tempo preestabelecido (t) que corresponde em uma tabela da curva normal (Tabela 7.8) a uma probabilidade de conclusão do projeto nesta data. A fórmula de obtenção do fator (z) é a seguinte; Z = (t – ttotal)/ σ Por exemplo, diga-se que se quer saber qual a probabilidade deste projeto ser concluído em 23 unidades de tempo. Aplicando a fórmula anterior, acha-se o valor de z = 1,73. Entrando com este valor na Tabela 7.8, verifica-se que existe uma probabilidade de 95,7 % (0,5000 + 0,4573) de o projeto ser concluído neste prazo. Z = (23 – 21,74) / 0,531/2 = 1,72 Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 149 Tabela 7.8 Valores de F(x) – F(µ) na Distribuição Normal (x-µµµµ)σσσσ 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,0 0,0000 0,0040 0,0080 0,0120 0,0159 0,0199 0,0239 0,0279 0,0319 0,0359 0,1 0,0398 0,0438 0,0478 0,0517 0,0557 0,0596 0,0636 0,0675 0,0714 0,0753 0,2 0,0793 0,0832 0,0871 0,0910 0,0948 0,0987 0,1026 0,1064 0,1103 0,1141 0,3 0,1179 0,1217 0,1255 0,1293 0,1331 0,1368 0,1406 0,1443 0,1480 0,1517 0,4 0,1554 0,1591 0,1628 0,1664 0,1700 0,1736 0,1772 0,1808 0,1844 0,1879 0,5 0,1915 0,1950 0,1985 0,2019 0,2054 0,2088 0,2123 0,2157 0,2190 0,2224 0,6 0,2257 0,2291 0,2324 0,2357 0,2389 0,2422 0,2454 0,2486 0,2518 0,2549 0,7 0,2580 0,2612 0,2642 0,2673 0,2704 0,2734 0,2764 0,2794 0,2823 0,2852 0,8 0,2881 0,2910 0,2939 0,2967 0,2995 0,3023 0,3051 0,3078 0,3106 0,3133 0,9 0,3159 0,3186 0,3212 0,3238 0,3264 0,3289 0,3315 0,3340 0,3365 0,3389 1,0 0,3413 0,3438 0,3461 0,3485 0,3508 0,3531 0,3554 0,3577 0,3599 0,3621 1,1 0,3643 0,3665 0,3686 0,3718 0,3729 0,3749 0,3770 0,3790 0,3810 0,3830 1,2 0,3849 0,3869 0,3888 0,3907 0,3925 0,3944 0,3962 0,3980 0,3997 0,4015 1,3 0,4032 0,4049 0,4066 0,4083 0,4099 0,4115 0,4131 0,4147 0,4162 0,4177 1,4 0,4192 0,4207 0,4222 0,4236 0,4251 0,4265 0,4279 0,4292 0,4306 0,4319 1,5 0,4332 0,4345 0,4357 0,4370 0,4382 0,4394 0,4406 0,4418 0,4430 0,4441 1,6 0,4452 0,4463 0,4474 0,4485 0,4495 0,4505 0,4515 0,4525 0,4535 0,4545 1,7 0,4554 0,4564 0,4573 0,4582 0,4591 0,4599 0,4608 0,4616 0,4625 0,4633 1,8 0,4641 0,4649 0,4656 0,4664 0,4671 0,4678 0,4686 0,4693 0,4699 0,4706 1,9 0,4713 0,4719 0,4726 0,4732 0,4738 0,4744 0,4750 0,4758 0,4762 0,4767 2,0 0,4773 0,4778 0,4783 0,4788 0,4793 0,4798 0,4803 0,4808 0,4812 0,4817 2,1 0,4821 0,4826 0,4830 0,4834 0,4838 0,4842 0,4846 0,4850 0,4854 0,4857 2,2 0,4861 0,4865 0,4868 0,4871 0,4875 0,4878 0,4881 0,4884 0,4887 0,4890 2,3 0,4893 0,4896 0,4898 0,4901 0,4904 0,4906 0,4909 0,4911 0,4913 0,4916 2,4 0,4918 0,4920 0,4922 0,4925 0,4927 0,4929 0,4931 0,4932 0,4934 0,4936 2,5 0,4938 0,4940 0,4941 0,4943 0,4945 0,4946 0,4948 0,4949 0,4951 0,4952 2,6 0,4953 0,4955 0,4956 0,4957 0,4959 0,4960 0,4961 0,4962 0,4963 0,4964 2,7 0,4965 0,4966 0,4967 0,4968 0,4969 0,4970 0,4971 0,4972 0,4973 0,4974 2,8 0,4974 0,4975 0,4976 0,4977 0,4977 0,4978 0,4979 0,4980 0,4980 0,4981 2,9 0,4981 0,4982 0,4983 0,4984 0,4984 0,4984 0,4985 0,4985 0,4986 0,4986 Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 150 Tabela 7.8 Valores de F(x) – F(µ) na Distribuição Normal (continuação 3,0 0,4986 0,4987 0,4987 0,4988 0,4988 0,4988 0,4989 0,4989 0,4989 0,4990 3,1 0,4990 0,4991 0,4991 0,4991 0,4992 0,4992 0,4992 0,4992 0,4993 0,4993 3,2 0,4993 3,3 0,4995 3,4 0,4996 3,5 0,4997 3,6 0,4998 3,7 0,4998 3,8 0,4999 3,9 0,4999 4,0 0,4999 Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 151 7.5 Questionário 7.5.1 A partir da tabela de interdependência seguinte, faça a programação CPM identificando o Caminho Crítico. Atividades Depende da Conclusão de: Duração (min) A - 5 B A 3 C A 4 D A 5 E B 4 F C e G 3 G D 2 H E 10 I F e H 11 J G 12 L I e J 5 7.5.2 Dada a tabela de interdependência seguinte, do projeto Preparar Batatinhas Fritas para Consumo com Cerveja, realize a programação CPM identificando o Caminho Crítico. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 152 Atividades Descrição Depende da Conclusão de: Duração (min) A Escolher as batatas - 5 B Descascar as batatas A 10 C Óleo na frigideira - 2 D Acender o fogão C 2 E Esquentar o óleo D 17 F Cortar batatasB 5 G Batatas no óleo E e F 3 H Fritar batatas G 5 I Ligar o rádio - 30 J Retirar batatas H 3 L Desligar o rádio J e I 1 Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 153 7.5.3 Monte uma rede PERT para o projeto com as atividades abaixo e identifique o Caminho Crítico. Qual a probabilidade de conclusão do projeto em 66 unidades de tempo? Atividade Dependência Duração to tm tp A - 18 20 22 B A 14 16 17 C A 15 17 18 D B 13 15 16 E B 18 19 21 F C e D 14 15 16 Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 154 8 SISTEMA KANBAN 8.1 Introdução O sistema kanban foi desenvolvido na década de 60 pelos engenheiros da Toyota Motors Cia, com objetivo de tornar simples e rápidas as atividades de programação, controle e acompanhamento de sistemas de produção intermitente repetitivas. Este sistema foi projetado para ser usado dentro do contexto mais amplo da filosofia Just in Time para buscar e fornecer os itens dentro da produção apenas nas quantidades necessárias e no momento necessário. O sistema kanban caracteriza-se por “puxar” os lotes dentro do processo produtivo, enquanto que os métodos tradicionais “empurram” um conjunto de ordens para serem feitas no período (Figura 8.1). Nos sistemas convencionais de empurrar a produção, elabora-se periodicamente, para atender ao PMP, um programa de produção completo, da compra da matéria-prima à montagem do produto acabado, transmitindo-os aos setores responsáveis por meio da emissão de ordens de compra, fabricação e montagem. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 155 Figura 8.1 “Empurrar” e “Puxar” a Produção No sistema kanban de puxar a produção não se produz nada até que o cliente (interno ou externo) de seu processo solicite a produção de um determinado item. Neste caso, o PPCP usa as informações do PMP para emitir ordens apenas para o último estágio do processo produtivo, normalmente a montagem final, assim como para dimensionar as quantidades de kanbans dos estoques em processo para os demais setores. À medida que o cliente de um processo necessita de itens, ele recorre aos kanbans em estoque neste processo, acionando diretamente o processo para que os kanbans dos itens consumidos sejam fabricados e repostos aos estoques. Processo Processo Processo PA MP PROGRAMAÇÃO DA PRODUÇÃO Processo Processo Processo PA MP OC OF OF OM OM Empurrar a Produção Puxar a Produção Programação da Produção Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 156 O sistema kanban, agindo dessa maneira, simplifica muitas atividades de curto prazo desempenhadas pelo PCP nos processos intermitentes repetitivos, delegando-as aos próprios funcionários do chão de fábrica, pois o sistema kanban, uma vez dimensionado com base no PMP, executa em sua sistemática de funcionamento, que será exposta no decorrer deste capítulo, as atividades de administração de estoques, emissão de ordens, programação, movimentação e acompanhamento e controle das ordens referentes a um programa de produção. A Figura 8.2 apresenta esta visão geral do PCP com o sistema kanban. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 157 Figura 8.2 Visão Geral das Atividades do PCP com o Sistema Kanban Como forma de apresentar o funcionamento do sistema kanban, vai-se inicialmente descrever os diferentes tipos de cartões kanban disponíveis, para, em seguida, mostrar sua sistemática de operacionalização pelos fornecedores e clientes envolvidos no processo produtivo. Planejamento estratégico da produção Plano de Produção Planejamento-mestre da produção Plano Mestre de Produção Programação da produção • Programa de montagem final • Cálculo do número de kanbans • Emissão e liberação de kanbans Kanbans de fornecedores Kanbans de movimentação Kanbans de produção Programa de montagem Fornecedores Fabricação Montagem Clientes Acompanhamento e controle da produção Avaliação de desempenho Departamento de Marketing Previsão de vendas Pedidos em carteira K K Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 158 8.2 Tipos de Cartões Kanban O sistema kanban funciona baseado no uso de sinalizações para ativar a produção e movimentação dos itens pela fábrica. Estas sinalizações podem ser realizadas por diversos meios, entretanto a mais utilizada é baseada nos cartões kanban e nos painéis porta-kanbans. Os cartões kanban convencionais são confeccionados de material durável para suportar o manuseio decorrente do giro constante entre os estoques do cliente e do fornecedor do item. Conforme a função que exercem, os cartões kanban dividem-se em dois grupos: cartões kanban de produção e cartões kanban de requisição ou movimentação. Os cartões kanban de produção autorizam a fabricação ou montagem de determinado lote de itens. Os de requisição autorizam a movimentação de lotes entre o cliente e o fornecedor de determinado item, podendo, por sua vez, serem cartões kanban de requisição interna ou serem cartões kanban de requisição externa à empresa ou de fornecedores. A Figura 8.3 esquematiza essa subdivisão dos cartões kanban. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 159 Figura 8.3 Subdivisões dos Cartões Kanban 8.2.1 Cartão Kanban de Produção O cartão kanban de produção, também chamado de kanban em processo, é empregado para autorizar a fabricação ou montagem de determinado lote de itens, tendo sua área de atuação restrita ao centro de trabalho que executa a atividade produtiva nos itens. O cartão kanban de produção exerce as funções das ordens de fabricação e montagem emitidas pelos sistemas convencionais de PCP, porém, em virtude das características da filosofia JIT de produção, na qual se insere o sistema kanban, o nível de informações contidas nos cartões kanban é bastante reduzido. A Figura 8.4 apresenta uma ilustração de um cartão kanban de produção com as informações básicas que este tipo de cartão normalmente necessita para operar, quais sejam: Kanban Kanban de produção Kanban de requisição Kanban de req. interna Kanban de req. externa Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 160 • Especificação do processo e do centro de trabalho onde esse item é produzido; • Descrição do item, com o código e especificação do mesmo; • Local onde o lote deve ser armazenado após a produção; • Capacidade do contenedor ou tamanho do lote que será fabricado; • Tipo de contenedor para esse item; • Número de emissão deste cartão em relação ao número total de cartões de produção para esse item; • Relação dos materiais necessários para a produção desse item e local onde se devebuscá-los. Estes dados podem estar representados por um código de barras que, ao ser lido, agilizará o fluxo de informação do PCP com os demais setores da empresa. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 161 Figura 8.4 Cartão Kanban de Produção 8.2.2 Cartão Kanban de Requisição Interna O cartão kanban de requisição interna, também chamado de cartão kanban de transporte, retirada ou movimentação, ou simplesmente cartão kanban de requisição, funciona como uma requisição de materiais, autorizando o fluxo de itens entre o centro de trabalho produtor e o centro consumidor dos itens. Os cartões kanban de requisição são utilizados quando os centros de trabalho consumidor e produtor estão distantes um do outro, funcionando como uma autorização permanente de transporte de itens para reposição no estoque do centro consumidor, desde que o mesmo empregue o referido lote de itens no seu processo produtivo. Dessa forma, o fluxo de informações é agilizado e a movimentação dá-se sem a interferência do pessoal do PCP. Processo Centro de Trabalho N.º de item N.º prateleira Estocagem Nome do item Materiais necessários Capacidade do N.º de Tipo de Código Locação contenedor emissão contenedor Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 162 Assim como no cartão kanban de produção, no cartão kanban de requisição, visto na Figura 8.5, devem constar apenas as informações indispensáveis para a movimentação dos itens entre os dois postos de trabalho, ou seja: • Descrição do item, com o código e a especificação do mesmo; • Especificação do centro de trabalho onde o item é produzido, também chamado de centro de trabalho precedente, e local onde se encontra armazenado o lote; • Especificação do centro de trabalho onde o item é consumido, também chamado de centro de trabalho subseqüente, e local onde se deve depositar o lote requisitado; • Capacidade do contenedor ou tamanho do lote que será movimentado; • Tipo de contenedor para esse item; • Número de emissão desse cartão em relação ao número total de cartões de requisição para esse item. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 163 Figura 8.5 Cartão Kanban de Requisição 8.2.3 Cartão Kanban de Fornecedor O cartão kanban de fornecedor executa as funções de uma ordem de compra convencional, ou seja, autoriza o fornecedor externo da empresa a fazer uma entrega de um lote de itens, especificado no cartão, diretamente a seu usuário interno, desde que o mesmo tenha consumido o lote de itens correspondente ao cartão. O uso do sistema kanban com fornecedores, com base no relacionamento de parceria proposto pela filosofia JIT, simplifica e racionaliza as atividades de reposição de estoques de curto prazo por parte dos fornecedores, pois os mesmos ficam previamente autorizados a reporem os itens N.º de item Centro de trabalho precedente Nome do item Locação no estoque Capacidade do N.º de Tipo de contenedor emissão contenedor Centro de trabalho subseqüente Locação no estoque Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 164 consumidos por seus clientes internos, a partir da sinalização de um cartão kanban de fornecedor. Dessa forma, além das informações usuais a um cartão kanban de requisição, o cartão kanban de fornecedor, exemplificado na Figura 8.6, possui informações detalhadas quanto à forma e ao momento em que o fornecedor terá acesso as instalações do cliente para promover a entrega do lote. As informações básicas de um cartão kanban de fornecedor são as seguintes: • Nome e código do fornecedor autorizado a fazer a entrega; • Descrição do item a ser entregue, com o código e a especificação do mesmo; • Especificação do centro de trabalho onde o lote do item deve ser entregue, e local onde se deve depositar lote requisitado; • Lista de horários em que se deve fazer as entregas dos lotes e ciclo em número de vezes por período, normalmente diário; • Capacidade do contenedor ou tamanho do lote que será entregue; • Tipo de contenedor para esse item; • Número de emissão deste cartão em relação ao número total de cartões de fornecedor para esse item. No caso do sistema kanban com fornecedores, o uso do código de barras no cartão kanban é bastante recomendável para acelerar o fluxo de informação sobre a entrega de materiais, principalmente com os setores de compras e Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 165 financeiro, haja vista que o sistema kanban com fornecedores dispensa a emissão de qualquer outra documentação, como a nota de entrada de materiais, por exemplo, por parte da portaria ou do almoxarifado central. Figura 8.6 Cartão Kanban de Fornecedor 8.2.4 Painel Porta-Kanban O sistema kanban tradicional emprega painéis ou quadros de sinalização, chamados de painéis porta-kanban, junto aos pontos de armazenagem espalhados pela produção, com a finalidade de sinalizar o fluxo de movimentação e consumo dos itens com base na fixação dos cartões kanban nestes quadros. Estes pontos de armazenagem são chamados de “supermercados” de itens, em decorrência de a origem histórica de o sistema kanban estar associada à adaptação Nome e código Centro de trabalho Local estocagem do fornecedor para entrega Horários de N.º de item entrega Nome do item Ciclo de Capacidade do N.º de Tipo de Entregas contenedor emissão contenedor Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 166 japonesa do sistema de reposição de produtos existentes, na época de sua criação, nos supermercados americanos. Cada supermercado de itens espalhado pelo sistema produtivo da empresa possui um painel porta-kanban correspondente. Olhando para uma estação de trabalho isoladamente, a mesma está atrelada a dois supermercados. Um deles é o supermercado de entrada, onde estão as materiais primas e peças necessárias à execução de suas atividades produtivas, com seu respectivo painel porta-kanban de requisição e/ou fornecedor. O outro é o supermercado de saída, onde estão os produtos acabados executados por esta estação de trabalho, com seu respectivo painel porta-kanban de produção. O painel porta-kanban de requisição ou de fornecedor é empregado para sinalizar as necessidades de reposição dos itens por parte dos fornecedores, internos ou externos, desta estação de trabalho, quais itens estão sendo consumidos por seus clientes e qual prioridade ele deve dar à reposição destes itens. Nos painéis porta-kanban existe uma coluna para cada item existente no respectivo supermercado, essas colunas são subdivididas em tantas linhas quanto forem o número de kanbans projetados no sistema. A Figura 8.7 apresenta uma ilustração desse painel. Geralmente, como o dimensionamento do número de kanbans no sistema é um processo dinâmico,algumas dessas linhas podem no momento não estarem sendo usadas. Conforme os clientes desse supermercado forem retirando os contenedores com os lotes de itens, o cartão kanban corespondente, que está junto ao lote no contenedor, é Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 167 afixado, geralmente de baixo para cima, na primeira linha vazia da coluna correspondente deste item, e o movimentador, ou o produtor, estão autorizados a requisitar ou fabricar o lote de itens referentes ao cartão kanban afixado. peça 1 Peça 2 peça 3 peça 4 peça n Urgência Atenção Condições normais de operação Figura 8.7 Painel Porta-kanban Cada linha das colunas desses painéis porta-kanban é pintada com uma cor para facilitar a visualização da urgência em se requisita ou produzir este item. Normalmente, emprega- se a cor verde para indicar condições normais de requisição ou produção, a cor amarela para indicar “atenção” com este item, e a cor vermelha para sinalizar urgência na requisição ou produção do item. Quanto mais perto da faixa vermelha, maior a prioridade para repor o item. O somatório das linhas verdes, amarelas e vermelhas de cada coluna corresponde ao número total de catões kanban, bem como contenedores e lotes de itens, projetados para a operação do sistema. 8.2.5 Outros Tipos de Kanbans Como já foi afirmado, o sistema kanban funciona baseado no uso de sinalizações para ativar a produção e a movimentação dos itens pela fábrica. Estas sinalizações são convencionalmente feitas com base nos cartões kanban e nos Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 168 painéis porta-kanbans, porém pode utilizar-se outros meios para passar essas informações, entre os quais pode-se citar o kanban contenedor, o quadrado kanban, o painel eletrônico e o kanban informatizado. • Kanban contenedor: em situações em que existem contenedores específicos para cada tipo de item, pode-se substituir o cartão kanban por um cartão afixado diretamente no contenedor com todas as informações necessárias a sua movimentação ou produção. Ao serem requisitados os itens deste contenedor pelo cliente, o contenedor ficará vazio e, de imediato, autorizará sua reposição. Uma variante do kanban contenedor consiste em empregar um carrinho como sinal de kanban, visando facilitar a movimentação das peças, particularmente, para peças de grande porte. • Quadrado kanban: esse sistema consiste em identificar no chão da fábrica um espaço predefinido, ao lado do centro de trabalho, geralmente linhas de montagem, com capacidade para um número predeterminado de itens. A reposição se dará no momento em que este quadrado kanban ficar vazio, sendo, então, preenchido todo o espaço do quadrado kanban com novos itens. Essa sistemática é geralmente útil para peças grandes com formatos irregulares, como, por exemplo, um quadro de motocicleta, de difícil colocação em um contenedor. • Painel eletrônico: o uso de painéis eletrônicos com lâmpadas coloridas (verde, amarela e vermelha) para cada tipo de item, junto ao centro de trabalho Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 169 produtor, pode ser empregado para acelerar o fluxo de informações em relação ao método de cartões kanban convencional. Nesse método, sempre que o usuário consumir um lote de itens, ele aciona eletronicamente o painel de seu fornecedor, que estará autorizado a produzir o item. À medida que as solicitações de um item forem se acumulando, as lâmpadas correspondentes ao nível de urgência se acenderão. Quando o centro de trabalho fornecedor concluir um lote, ele acionará o painel para desativar a lâmpada correspondente. • Kanban informatizado: o kanban pode ser informatizado através do emprego de computadores, dispositivos de entrada e saída de dados, e de uma rede de comunicações para interligar diferentes pontos produtivos entre si, inclusive fornecedores externos. Uma aplicação deste sistema em uma indústria é feita da seguinte maneira: no almoxarifado de produtos acabados, ao se expedir um lote de produtos, o código de barras do cartão kanban é lido e o cartão destruído; a informação então é processada por um computador que autoriza a impressão de um novo cartão kanban, semelhante ao anterior, junto ao centro produtor responsável pela produção do item expedido. Como pode ser visto, as opções para implantação do sistema kanban são múltiplas, dependerão da criatividade e dos recursos disponíveis na empresa, respeitando sempre os princípios básicos de funcionamento do sistema, que serão expostos a seguir. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 170 8.3 Funcionamento do Sistema Kanban O sistema kanban pode ser adaptado para trabalhar em diferentes situações, porém existem algumas condições básicas simples que devem ser respeitadas e seguidas para se tirar o máximo proveito desse sistema de programação, controle e acompanhamento da produção. Essas condições são conhecidas como “regras” de funcionamento do sistema kanban, e serão apresentadas e comentadas a seguir. Regra 1: o processo subseqüente (cliente) deve retirar no processo precedente (fornecedor) os itens de sua necessidade apenas nas quantidades e no tempo necessário. Essa primeira regra do sistema kanban é a chave do sistema de puxar a produção, diferenciando-o dos sistemas tradicionais de empurrar. O atendimento da mesma implica que os clientes estão desde já autorizados a buscar em seus fornecedores os itens de sua necessidade, porém apenas nas quantidades e no momento em que ocorrer seu consumo, ou seja, de posse de um cartão kanban. Como conseqüência direta dessa regra temos que qualquer requisição de itens sem um cartão kanban autorizando-a é proibida, bem como qualquer requisição de itens em quantidades diferentes da autorizada no cartão kanban também é proibida. Regra 2: O processo precedente (fornecedor) deve produzir seus itens apenas nas quantidades Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 171 requisitadas pelo processo subseqüente (cliente). Essa regra tem como objetivo limitar os estoques em processo nos postos de trabalho à quantidade projetada para o sistema kanban, evitando a superprodução. Dessa forma os fornecedores estarão produzindo apenas os itens imediatamente requisitados pelos clientes, nivelando os ritmos de produção e garantindo uma reposição uniforme dos itens, no momento e nas quantidades necessárias. Em decorrência dessa regra, pode-se afirmar que qualquer produção diferente da autorizada pelo cartão kanban está proibida. Regra 3: Produtos com defeito não devem ser liberados para os clientes. Essa regra ressalta a importância da qualidade total dentro do sistema produtivo, via padronização das operações, permitindo um fluxo contínuo de itens sem defeitos. Por outro lado, a filosofia JIT, na busca da flexibilidade no atendimento das necessidades dos clientes (internos e externos), propõem-se a trabalhar com pequenos lotes de produção o que, conseqüentemente, não dá margem à existência de itens defeituosos nestes lotes. Regra 4: O número de kanbans no sistema deve ser minimizado. Como o sistema kanban tem por base o ambiente da filosofia JIT, deve-se seguir o princípio do “melhoramentoPlanejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 172 contínuo”, ou seja, todos os envolvidos no processo produtivo devem buscar alternativas para trabalhar sempre com a mínima quantidade de estoques em processo. Regra 5: O sistema kanban deve adaptar-se a pequenas flutuações na demanda. Essa última regra diz respeito à capacidade de o sistema kanban absorver pequenas alterações de curto prazo na demanda sem a necessidade de intervenção do PCP no sentido de alterar o número de kanbans no sistema. Enquanto no sistema tradicional de emissão de ordens não existe a possibilidade de responder rapidamente às variações de curto prazo na demanda, no sistema kanban, projetado para trabalhar com pequenos lotes e tempos de ciclo operacionais balanceados, esta adaptação dá-se de forma simples e natural dentro da lógica de “puxar” a produção pela demanda do momento. Uma vez apresentadas as regras básicas que devem ser seguidas no funcionamento do sistema kanban, vai-se apresentar agora as três alternativas de operacionalização desse sistema mais encontradas na prática, quais sejam: o sistema kanban com dois cartões, o sistema kanban com um cartão, e o sistema kanban com fornecedores. 8.3.1 Sistema Kanban com dois Cartões O sistema kanban com dois cartões, um de produção e outro de requisição ou movimentação, é empregado em situações em que o fornecedor (posto precedente) está situado longe de seu cliente (posto subseqüente), obrigando-os a se comunicarem com o cartão de movimentação, geralmente Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 173 operacionalizado por uma terceira pessoa, aqui chamada de movimentador. A Figura 8.8 ajudará a entender seu funcionamento. Conforme se pode ver na Figura 8.8, existem duas estações de trabalho: o posto precedente (fornecedor) e o posto subseqüente (cliente). Cada uma delas possui dois supermercados de itens com seus respectivos painéis porta- kanban, um supermercado de matérias-primas, ou itens a serem processados, com um painel kanban de requisição, onde são colocados os cartões kanban de requisição ou movimentação, simbolizados pela letra “M”, e um supermercado de itens prontos com um painel kanban de produção, onde são colocados os cartões kanban de produção, simbolizados pela letra “P”. Como o sistema kanban é de puxar a produção, o posto subseqüente é o que dará partida ao processo, sendo que as mesmas atividades serão executadas pelo posto precedente, no momento oportuno. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 174 Figura 8.8 Sistema Kanban com dois Cartões Quando um cliente do posto subseqüente retira no supermercado de itens prontos um contenedor com um lote de itens, ele coloca o cartão kanban de produção, que se encontrava junto aos itens, no painel kanban de produção desse posto, na coluna correspondente ao item. Dessa forma, o operador do posto está autorizado a recolher o cartão do painel, seguindo a regra de prioridade exposta quando se apresentou o painel porta-kanban, e iniciar a produção do lote. Em algumas aplicações, operador está autorizado a recolher de uma só vez todos os cartões de um mesmo item visando aproveitar o setup da máquina. Painel kanban Produção P1 P2 P3 Pn P P P Estação de Trabalho Posto Precedente P P P P P M M M M P M M M M Painel kanban Requisição P1 P2 P3 Pn M M M Painel kanban Produção P1 P2 P3 Pn P P P Painel kanban Requisição P1 P2 P3 Pn M M M Estação de Trabalho Posto Subsequente P P P P P P Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 175 Para iniciar a produção do lote, o operador recorre a seu supermercado de matérias-primas, retirando os itens necessários para seu trabalho. Nesse momento, ele retira o cartão kanban de movimentação que estava junto a suas matérias-primas, e coloca-o no painel kanban de requisição, na coluna correspondente ao item, para informar da necessidade de reposição do lote de matérias-primas consumido. Deixa junto o contenedor vazio. Em seguida, o operador produz seus itens, coloca-os dentro do contenedor de itens prontos, com o respectivo cartão kanban de produção, e deposita-os em seu supermercado de itens prontos. Terminado este ciclo, o operador recorre novamente a seu painel kanban de produção para reiniciar suas atividades. Analise-se agora o que ocorre com o cartão kanban de movimentação. Um operário com a função de abastecedor dos supermercados espalhados pelo sistema produtivo, aqui chamado de movimentador, periodicamente visita os supermercados de matérias-primas dos postos de requisição. De posse dos cartões kanban de movimentação e dos contenedores vazios, o movimentador está autorizado a ir até o supermercado de itens prontos do posto precedente, para reabastecer os contenedores com os itens equivalentes. Aí chegando, o movimentador identifica os itens que veio buscar com o cartão kanban de movimentação, retira do contenedor identificado o cartão kanban de produção, fixando- o na coluna correspondente ao item no painel kanban de produção desse posto, e coloca o cartão kanban de movimentação dento do contenedor cheio. Deixa, ainda, o contenedor vazio no local apropriado, para que o operador Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 176 deste posto o utilize. Realizadas todas as trocas necessárias, o movimentador retorna ao posto subseqüente, onde repõe, no supermercado de matérias-primas deste posto, os contenedores com os itens e os cartões kanban de movimentação. Encerra assim seu ciclo de reabastecimento. Olhando agora para o posto de trabalho precedente, este está autorizado, pelos cartões kanban de produção, afixados em seu painel kanban de produção, a iniciar um ciclo de trabalho equivalente ao descrito para o operador do posto subseqüente. Dessa forma, quando todos os postos de trabalho do sistema produtivo seguem estas regras, o sistema de puxar a produção na quantidade e nos momentos certos está ocorrendo, ou seja, a produção JIT. 8.3.2 Sistema kanban com um Cartão Diferentemente do sistema kanban com dois cartões, o sistema kanban com um cartão, o cartão de produção, é empregado em situações em que o fornecedor (posto precedente) está situado perto de seu cliente (posto subseqüente), não havendo necessidade de se comunicarem com um cartão kanban de movimentação, fazendo eles mesmos a tarefa antes delegada ao movimentador de cartões. Examine-se a Figura 8.9 para explicar o funcionamento deste sistema mais simples. Conforme pode-se ver na Figura 8.9, existem duas estações de trabalho: o posto precedente (fornecedor) e o posto subseqüente (cliente). Cada uma delas possui dois supermercados de itens, um supermercado de matérias-primas, ou itens a serem processados, e um supermercado de itens prontos, com seus respectivos painéis porta-kanban. Porém, Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 177 como as duas estações estão fisicamente próximas, as duas dividem um mesmo supermercado colocado entre elas, pois o que é item pronto parao posto precedente é matéria-prima para o posto subseqüente. Nesse caso, os cartões kanban que circulam pelo sistema são apenas os cartões de produção, simbolizados pela letra “P”. Inicie-se a explicação de funcionamento do sistema pelo posto subseqüente. Quando um cliente do posto subseqüente retira no supermercado de itens prontos um contenedor com um lote de itens, ele coloca o cartão kanban de produção, que se encontrava junto aos itens, no painel kanban de produção desse posto, na coluna correspondente ao item. Dessa forma, o operador do posto subseqüente está autorizado a recolher o cartão do painel, seguindo a regra de prioridade exposta quando apresentou-se o painel porta-kanban, e iniciar a produção do lote. Da mesma forma aqui, o operador poderá estar autorizado a recolher de uma só vez todos os cartões de um mesmo item visando aproveitar o setup da máquina. Para iniciar a produção do lote, o operador recorre a seu supermercado de matérias-primas, que é o mesmo compartilhado com o posto precedente, retirando os itens necessários para seu trabalho. Nesse momento, ele retira o cartão kanban de produção desse supermercado, na coluna correspondente ao item, para informar de necessidade de reposição do lote de matérias-primas consumido. Deixa junto o contenedor vazio. Em seguida, o operador produz seus itens, coloca-os dentro do contenedor de itens prontos, com o respectivo cartão kanban de produção e deposita-os em seu supermercado de itens prontos. Terminado esse ciclo, o Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 178 operador recorre novamente a seu painel kanban de produção para reiniciar suas atividades. Olhando agora para o posto de trabalho precedente, este está autorizado, pelos cartões kanban de produção, afixados em seu painel kanban de produção pelo operador do posto subseqüente, a iniciar um ciclo de trabalho equivalente ao descrito para o operador do posto subseqüente. Dessa forma se dá seqüência ao sistema de puxar a produção. Figura 8.9 Sistema Kanban com um Cartão 8.3.3 Sistema Kanban com Fornecedores O sistema kanban com fornecedores deve ser entendido em sua forma mais ampla, ou seja, para que o sistema seja realmente eficiente, tanto para o cliente quanto para o fornecedor, não basta que o fornecedor faça suas entregas freqüentes em pequenos lotes na fábrica do cliente, mas que Painel kanban Produção P1 P2 P3 Pn P P P Painel kanban Produção P1 P2 P3 Pn P P P Painel kanban Produção P1 P2 P3 Pn P P P Estação de trabalho Posto precedente P P P Estação de trabalho Posto subseqüente P P P P P P P P P P P Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 179 ele sincronize seu processo produtivo a essa freqüência de entregas, reduzindo os custos totais da cadeia produtiva. Dessa forma, deve haver um entrelaçamento de informações entre os setores de PCP das duas empresas, em dois níveis: • Em nível de planejamento, o plano mestre de produção do cliente deve servir de base para a elaboração do plano mestre de produção do fornecedor, permitindo que o mesmo organize sua estrutura produtiva e dimensione seus kanbans internos, preparando-se para a demanda que virá; • Em nível de programação diária, a comunicação é feita por meio do sistema kanban, especificando o que realmente o cliente está necessitando naquele momento. Esta comunicação pode ser feita de duas formas: convencionalmente, via cartão kanban de fornecedor, ou de forma avançada, via envio diário de uma tabela com as necessidades de itens a serem entregues naquele dia. Como a maioria das aplicações do sistema kanban com fornecedores se dá no modo convencional, com a circulação de cartões, vai-se recorrer a Figura 8.10 para explicar sua lógica de funcionamento, considerando apenas a visão do que ocorre dentro das instalações do cliente. Conforme se pode ver na Figura 8.10, tem-se uma estação de trabalho com seus dois supermercados: um supermercado de itens prontos com seu respectivo painel kanban de produção, que serve para acionar a produção de itens neste posto, e um supermercado de matérias-primas com seu painel de kanban de Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 180 fornecedores, abastecido por um fornecedor externo. Os cartões kanban de fornecedor estão simbolizados pela letra “F’. Figura 8.10 Sistema Kanban com Fornecedores O sistema de funcionamento é bastante simples. Quando o operador da estação de trabalho necessita repor seu supermercado de itens prontos, dentro da sistemática já explicada anteriormente, ele recorre a seu supermercado de matérias primas, retirando os itens necessários para seu trabalho. Neste momento, ele retira o cartão kanban de fornecedor que estava junto as suas matérias primas, e coloca-o no painel kanban de fornecedores deste supermercado, na coluna correspondente ao item, para informar da necessidade de reposição do lote de matérias primas consumido. Deixa junto o contenedor vazio. Painel kanban Fornecedores P1 P2 P3 Pn F F F Painel kanban Produção P1 P2 P3 Pn P P P Estação de trabalho P P P P P F F F F Supermercado de maatérias-primas F F F F Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 181 Nesse exemplo, está-se considerando apenas um supermercado de matérias prima junto à estação de trabalho. Em algumas aplicações iniciais do sistema kanban com fornecedores, ou devido a limitações físicas da fábrica, não é permitido que o fornecedor entregue diretamente à estação de trabalho seus itens, existindo então dois supermercados de matérias primas, um junto à estação de trabalho e outro junto à recepção. O fluxo de cartões e de itens entre esses dois supermercados, nesse caso, dá-se com a intervenção do movimentador, já explicada no sistema kanban com dois cartões. Periodicamente, um transportador do fornecedor, próprio ou terceirizado, entra na empresa trazendo as matérias primas solicitadas na viagem anterior, dirigindo-se para o supermercado de matérias primas (na recepção ou na estação de trabalho correspondente). Nesse momento ele deposita os contenedores cheios que trouxe, com seus respectivos cartões kanban de fornecedores, no supermercado, e recolhe do painel kanban de fornecedores os cartões kanban de fornecedores aí afixados, levando junto os contenedores vazios. Estes cartões kanban de fornecedores autorizam o transportador a trazer na próxima viagem as matérias primas equivalentes, fechando assim o ciclo de comunicação entre as empresas dentro da ótica de puxar a produção. 8.4 Cálculo do Número de Cartões Kanban A determinação do número de cartões kanban para os itens que circularão entre os supermercados distribuídos pelo sistema produtivo pode ser encarada sob dois aspectos: o tamanho do lote do item para cada contenedor e cartão, e o Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 182 número total de contenedores e cartões por item, definindo o nível total de estoques do item no sistema. Inicialmente, há necessidade de se estabelecer o tamanho do lote para cada item, pois com base nele é que se definiráo número total de cartões que circulam no sistema. Conforme a filosofia JIT busca-se trabalhar com lotes teoricamente unitários. Conforme se coloca, dentro da filosofia JIT busca- se trabalhar com custos de setup mínimos, seja pela implantação da produção focalizada com células de fabricação, bem como pela aplicação de técnicas de setup rápidos às máquinas. Por outro lado, considera-se que qualquer nível de estoque que circula no sistema produtivo é uma fonte potencial de problemas que levam a deterioração da qualidade. Em decorrência disso, chega-se ao lote econômico unitário. Na prática, apesar de a busca pelo lote unitário ser contínua, normalmente se define o tamanho do lote em função de dois fatores: o número de setup que se dispõe a fazer por dia e o tamanho do contenedor onde serão colocados os itens. Quanto maior for o tempo de setup, maior o tamanho do lote para diluir seus custos e menor sua freqüência de produção diária. Uma alternativa para se trabalhar com lotes menores por cartão, já citada, consiste em estabelecer, como regra de funcionamento do sistema kanban, que o operador espere ser afixado determinado número de cartões kanban no painel de seu supermercado para, então, iniciar a produção e diluir os custo de setup. O segundo fator diz respeito à variedade de tipos e tamanhos de contenedores que circulam no sistema. Deve-se Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 183 procurar reduzi-los ao máximo, no sentido de simplificaar e padronizar as funções de armazenagem e movimentação dentro do sistema produtivo. Dessa forma, o tamanho do lote de cada item deverá adaptar-se aos tamanhos predefinidos de contenedores. Estabelecido para cada item o tamanho do lote por contenedor se pode projetar o número total de lotes no sistema. A determinação do número de cartões kanban é função do tempo gasto para a produção e movimentação dos lotes no sistema produtivo, bem como, da segurança projetada. A fórmula 8.1 apresenta a expressão básica usada para este cálculo. N = [D/Q . Tprod . (1 + S)] + [D/Q . Tmov . (1 + S)] 8.1 Onde: N = número total de cartões kanban no sistema; D = demanda média diária do item (itens/dia); Q = tamanho do lote por contenedor ou cartão (itens/cartão); Tprod = tempo total para um cartão kanban de produção completar um ciclo produtivo, em percentual do dia, na estação de trabalho (%); Tmov = tempo total para um cartão kanban de movimentação completar um circuito, em percentual do dia, entre os supermercados do produtor e do consumidor (%); S = fator de segurança, em percentual do dia (%). A primeira parte da expressão (8.1) determina o número de cartões kanban de produção, e a segunda o número de Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 184 cartões kanban de movimentação. Obviamente, se se está trabalhando com o sistema kanban de um cartão, emprega-se apenas a primeira parte da expressão; por outro lado, para projetar o sistema kanban com fornecedores, emprega-se apenas a segunda parte da expressão. Apresenta-se a seguir três exemplos para ilustrar sua aplicação. Exemplo 8.1 – sistema com dois cartões: Suponha-se que um item possui uma demanda média diária de 500 itens/dia, e que ele é acondicionado em contenedores padrões em lotes de 20 itens/cartão. Diga-se que, em função dos custos de setup da máquina, pretende-se fazem em média cinco preparações por dia para esse item, ou seja, um cartão kanban de produção irá circular em sua estação de trabalho na velocidade de 0,2 do dia (1/5 do dia). Por outro lado, o funcionário responsável pela movimentação dos lotes entre o produtor e o consumidor está encarregado de fazer oito viagens por dia, ou seja, um cartão kanban de movimentação colocado no painel imediatamente após a passagem do movimentador, gastará numa dessas viagens do movimentados, de 0,125 do dia (1/8 do dia), esperando para ser recolhido, e noutra dessas viagens, de 0,125 do dia (1/8 do dia), para ir até o produtor e retornar com os itens, fechando um ciclo de movimentação total de 0,25 do dia. Complementando, vai-se admitir uma segurança inicial para o sistema de 10 %, ou seja 0,1 do dia. Logo: D = 500 itens/dia; Q = 20 itens/cartão; Tprod = 0,2 do dia; Tmov = 0,25 do dia; S = 0,1 do dia. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 185 N = [500/20 . 0,2 . (1 + 0,1)] + [500/20 . 0,25 . (1 + 0,1)] N = 5,5 + 6,87 Como não existem números de cartões kanban fracionados, fica-se com: N = 6 cartões kanban de produção + 7 cartões kanban de movimentação O número total de cartões kanban e contenedores no sistema será de 13, ou seja um estoque total de 260 itens (13 cartões x 20 itens/cartão), sendo que seis contenedores, com seus cartões kanban de produção, ficarão no supermercado de itens prontos do produtor, e sete contenedores, com seus cartões kanban de movimentação, em circulação entre o supermercado de itens prontos do produtor e o supermercado de matérias primas do consumidor. Exemplo 8.2 – sistema com um cartão: Neste segundo exemplo, admita-se que o posto consumidor está junto ao posto produtor, existindo apenas um supermercado de itens entre eles, com cartões kanban de produção. Diga-se que o consumidor demanda 1.500 itens/dia, em contenedores padrões com lotes de 10 itens/cartão, e o produtor emprega entre preparar a máquina e produção de um lote de 10 itens 30 min. de um dia de 480 min., ou seja, 0,062 do dia. Se for dimensionada uma segurança de 5%, ou 0,05 do dia, pode-se determinar o número de cartões no sistema, pela fórmula (8.1), como segue: Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 186 D = 1.500 itens/dia; Q = 10 itens/cartão; Tprod = 0,062 do dia; Tmov = 0; S = 0,05 do dia. N = [1.500/10 . 0,062 . (1 + 0,05)] = 9,76 = 10 Ou seja, com apenas dez contenedores com cartões kanban de produção é possível sincronizar o ritmo de consumo do posto subseqüente com o ritmo de produção do posto precedente, e atender a demanda diária de 1.500 itens. Exemplo 8.3 – kanban com fornecedores: Vai-se projetar o sistema para um item cuja demanda diária é de 1.200 itens/dia, com um contenedor padrão, movimentado pelo fornecedor, para lotes de 40 itens/cartão. Suponha-se que o fornecedor realize duas viagens a empresa por dia, uma no início da manhã e outra no inicio da tarde, definindo um ciclo de movimentação dos contenedores, entre as duas empresas, de um dia, ou seja, um cartão kanban colocado no painel do fornecedor pela manhã será recolhido na visita da tarde (0,5 do dia) indo ao fornecedor, e retornará com os itens na viagem da manhã do dia seguinte (0,5 do dia). Como as estradas não estão em boas condições de tráfego, admita-se uma segurança de 20%, ou de 0,2 do dia. Pela fórmula (8.1) pode-se calcular o número de contenedores e cartões kanban de fornecedor no sistema. D = 1.200 itens/dia; Q = 40 itens/cartão; Tprod = 0; Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 187 Tmov = 1 dia; S = 0,2 do dia. N = [ 1.200/40 . 1 . (1 + 0,2)] = 36 Há necessidade de operar o sistema com 36 cartões de fornecedor, sendo que normalmente 18 cartões estarão no supermercado de matérias primas do posto consumidor, com 720 itens, à disposição do operador para o turno da manhã, e 18 cartões estarão de posse do fornecedor parareposição no turno da tarde. Concluindo a questão sobre o número de cartões kanban e contenedores que circulam pelo sistema produtivo, cabe ressaltar a facilidade com que, dado o caráter prático e simples de operacionalização do sistema de cartões, pode-se redimensionar este número pela verificação visual da efetiva operação do sistema. Por exemplo, inicialmente pode-se projetar uma segurança maior no sistema, e, a medida em que os padrões operacionais se estabilizarem, ir retirando-se esta segurança até atingir o ponto ideal. 8.5 Funções Executadas Pelo Sistema Kanban O sistema kanban, conforme definido inicialmente, é um sistema de controle do fluxo de informações e produção de tipos de produção intermitente repetitivos, garantindo uma produção puxada em um ambiente JIT. Contudo, esta definição é muito smplista e não expõe todas as funções executadas e as vantagens decorrentes da implantação adequada do sistema kanban. Desta forma, apresenta-se em seguida quais as funções que são executadas pelo sistema kanban, e seus benefícios em Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 188 relação aos sistemas convencionais de produção em lotes, não só na esfera de interesse do PCP, mas também dentro do sistema produtivo em geral. O sistema kanban atua dentro do PCP no nível operacional de curto prazo, ou seja, executa as atividades de programação, acompanhamento e controle da produção, de forma simples e direta. Senão, veja-se: • As funções de administração de estoques estão contidas dentro do próprio sistema de funcionamento do kanban, ou seja, a definição de quanto produzir, quando produzir e que segurança empregar são inerentes ao sistema; • O seqüenciamento do programa de produção segue as regras de prioridades estabelecidas nos painéis porta-kanban, sem a interferência do PCP, refletindo mais rapidamente as variações na demanda do posto cliente. Desta forma, ao utilizar os recursos produtivos apenas para demandas reais, reduz os estoques especulativos e acelera os lead times produtivos; • A emissão das ordens pelo PCP se dá em um único momento, quando da confecção dos cartões kanban, sendo os mesmos reaproveitados dentro do ciclo de reposição dos itens. Conjugado a produção focalizada, os cartões kanban possuem um conjunto mínimo de informações, suficientes para a produção e movimentação dos itens no sistema, contribuindo para a simplicidade operacional. Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 189 • Assim como para o seqüenciamento, a liberação das ordens aos postos de trabalho se dá a nível de chão de fábrica, sem interferência do pessoal do PCP. Os cartões kanban de produção e movimentação são ordens de produção e movimentação de itens, administradas pelos próprios operários e liberadas aos mesmos sempre que forem afixadas nos painéis porta kanban dos supermercados; • O sistema kanban permite, de forma simples, o acompanhamento e controle visual e automático do programa de produção. O atendimento das regras de funcionamento do sistema kanban garante que não serão formados estoques superiores, ou inferiores, aos projetados para atender à um programa de produção. A gerência, recorrendo visualmente aos painéis porta kanban, sabe de imediato quanto de trabalho é necessário par atender ao programa predeterminado. Além das vantagens obtidas nas atividades do PCP, o sistema kanban desempenha uma série de funções adicionais, não menos importantes, que fazem dele um sistema catalisador do incremento contínuo da produtividade e da qualidade. Essas funções podem ser descritas como: • Por ser opracionalizado pelos próprios operários, o sistema kanban estimula a iniciativa e o sentido de propriedade nos mesmos. Os operários agem como, e sentem-se como, donos de processo em que trabalham, seguindo suas próprias decisões; • Ao estabelecer uma cadeia clara entre o cliente e o fornecedor dos itens, facilita os trabalhos dos grupos de melhorias, como os Círculos de Controle da Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 190 qualidade, na identificação e eliminação de problemas; • Permite a identificação imediata de problemas que inibam o incremento da produtividade, pela redução planejada do número de cartões kanban em circulação no sistema. Esses problemas serão os temas a serem tratados pelos grupos de melhoria; • Ao estimular o uso de pequenos lotes, reduz a necessidade de equipamentos de movimentação e acusa imediatamente problemas de qualidade nos itens; • Implementa efetivamente os conceitos de organização, simplicidade, padronização e limpeza nos estoques do sistema produtivo; • Dispensa a necessidade de inventários periódicos nos estoques; a quantidade de cada item é definida por seu número de cartões kanban em circulação no sistema; • Estimula o emprego do conceito de operador polivalente, pois fomenta nos operadores atividades de programação e controle da produção, antes de responsabilidade do pessoal do PCP; • Por meio dos cartões kanban, fornece informações precisas e simples aos operadores para execução de suas atividades, facilitando o cumprimento dos padrões de trabalho. 8.6 Pré-requisitos para o funcionamento do Sistema Kanban A lista de vantagens ao sistema kanban, conforme vista anteriormente, é bastante grande, porém ela só é Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 191 plenamente alcançada quando o sistema produtivo está projetado para operar dentro da filosofia JIT/TQC. Desta forma, pode-se dizer que os pré-requisitos de funcionamento do sistema kanban são as próprias ferramentas que compõem essa filosofia, e que determinam quão eficiente o sistema produtivo é, quais sejam: • Estabilidade de projeto de produtos, evitando-se mudanças bruscas de curto prazo, portanto não planejadas, no roteiro de produção; • Estabilidade no programa mestre de produção empregado para projetar o sistema kanban, obtidas com base no relacionamento de longo prazo com clientes, evitando- se mudanças inesperadas de curto prazo nas quantidades a serem produzidas; • Índices de qualidade altos, visto que lotes com defeitos causarão sérios danos ao fluxo produtivo sob a ótica de puxar empregada no sistema kanban; • Fluxos produtivos bem definidos, de preferência com layout celular, permitindo roteiros claros de circulação dos cartões kanban; • Lotes pequenos, viáveis com a implantação do setup rápido, possibilitando resposta imediata às solicitações do cliente, sem a necessidade de estoques excessivos; • Operários treinados e motivados com os objetivos do melhoramento contínuo, cumprindo rigorosamente as regras de funcionamento do sistema kanban; • Equipamentos em perfeito estado de conservação, com ênfase na manutenção preventiva, evitando-se paradas Planejamento, Programação e Controle da Produção Organizado por: Antônio de Mello Villar 192 inesperadas não suportadas pelo nível mínimo de estoques no sistema. Logicamente, as empresas não esperam atingir plenamente todos esses pré-requisitos para só então iniciar a implantação do sistema kanban. O sistema kanban, devido a sua simplicidade, deve ser implantado já no início, em conjunto com as demais técnicas da filosofia JIT/TQC, em setores onde seu potencial de sucesso seja maior. O sistema kanban, conforme já colocado, é um sistema idealizado para trabalhar em tipos de produção
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