TEORIA DAS RESTRIÇÕES PESQUISA UNI 3

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TEORIA DAS RESTRIÇÕES
O que é?
Proposta pelo físico israelense Eliyahu Moshe Goldratt no livro A Meta, a chamada Teoria das Restrições (no inglês Theory of Constraints ou TOC) é uma filosofia de negócios que se baseia na existência de restrições em uma empresa. Uma restrição nada mais é do que um recurso dentro do sistema de produção cuja capacidade é menor ou igual à demanda alocada para esse recurso. Em outras palavras, uma restrição é uma máquina ou processo de fabricação incapaz de atender a demanda que lhe é requisitada; uma máquina parada devido a algum defeito é temporariamente uma restrição, pois é incapaz de produzir qualquer coisa (sua capacidade é nula). 
Esse conceito de restrições exige uma visão sistêmica da organização, isto é, enxergar o processo de produção como um fluxo contínuo, ao invés de segmentá-lo em diversas unidades independentes (Ex.: Montagem, Fabricação e Distribuição são etapas de um mesmo processo, e não unidades diferentes). Isso garante que todo o sistema esteja alinhado com uma única meta (no caso de empresas, a maior e mais simples meta de todas é ganhar dinheiro) e permite que as restrições possam ser trabalhadas para atingi-la mais facilmente. Na TOC existem dois tipos básicos de restrições: físicas e não-físicas. As restrições físicas na maior parte das vezes estão relacionadas a recursos: máquinas, equipamentos, veículos, instalações, sistemas etc. As restrições não-físicas podem ser a demanda por um produto, um procedimento corporativo ou mesmo um paradigma mental no encaminhamento de um problema.
Segundo a TOC, todos os sistemas de negócio sofrem uma limitação devido a pelo menos um dessas restrições, o que os impede de atingir as metas traçadas pela organização. Esse pensamento característico pode ser resumido na frase “Uma corrente é tão forte quanto seu elo mais fraco” - Henry Ford; isso significa que haverá sempre um item na organização enfraquecido, o que prejudicará o desempenho da empresa. É papel do gestor, portanto, controlar na medida do possível as restrições ou “elos fracos” da empresa garantindo com isso um melhor desempenho e eficácia.
Para garantir e efetuar esse controle, a Teoria de Restrições propõe diversas práticas buscando responder às três perguntas básicas:
O que mudar?
O primeiro passo para efetuar uma mudança é ter foco, saber exatamente o que se deve mudar. Para isso, a TOC baseia-se no princípio de que a eficácia de uma entidade de produção (ou seja, a capacidade de uma organização empresarial atingir sua maior meta – ganhar dinheiro) está sempre sendo limitada por pelo menos uma restrição. Para Eliyahu Goldratt, uma restrição dentro de um sistema produtivo nada mais é do que um recurso cuja capacidade é menor ou igual do que a demanda alocada para o mesmo. Portanto, identificar o que mudar resume-se a identificar restrições.
Entre as restrições a serem identificados, Goldratt descreve três principais:
Equipamento/Maquinário: A maneira como certos equipamentos são utilizados podem limitar a capacidade de um processo.
Recursos Humanos: A falta de pessoas capazes e/ou modelos mentais ultrapassados podem gerar comportamentos que limitam um processo.
Políticas/Normas: Políticas e normas utilizadas tanto formal quanto informalmente podem atrapalhar mais do que ajudar uma empresa a atingir seus objetivos.
Suponha por exemplo uma empresa de nome fantasia “Restriction Corp” tem como função o corte de vigas de ferro em blocos menores para utilização em outras indústrias e outras etapas de fabricação. Os gerentes da fábrica estão muito preocupados, pois o tempo de produção do produto final é alto e os clientes estão insatisfeitos com a entrega e o desempenho da empresa. O que poderia haver de errado nesse caso?
Partindo da Teoria das Restrições, poderíamos nos deparar que uma das máquinas de corte das vigas consegue processar apenas 1,5 vigas/minuto, enquanto que a chegada dessas vigas na máquina tem uma taxa de 2 vigas/minuto. É fácil ver que essa máquina em particular é uma restrição de Equipamento/Maquinário, pois não consegue atender a demanda (2 vigas/minuto), considerando sua capacidade (1,5 vigas/minuto). Uma possível restrição de Recursos Humanos seria a falta de treinamento dos funcionários ao operar a máquina, o que tornaria o processo ainda mais lento e sujeito a erros. Outra possível restrição de Políticas/Normas é a política de retrabalho dos blocos de ferro até que os mesmos não possuam imperfeições. Será que todo esse trabalho adicional é percebido pelo cliente? Será que as imperfeições realmente afetam as etapas posteriores?
A última restrição do exemplo acima ilustra a necessidade de se abordar e aplicar a TOC com uma visão sistêmica do processo fabril, isto é, enxergar o processo de produção como um fluxo contínuo, ao invés de segmentá-lo em diversas unidades independentes (Ex.: Montagem, Fabricação e Controle de Qualidade são etapas de um mesmo processo, e não unidades diferentes.). Isso garante que todo o sistema esteja alinhado com uma única meta (no caso de empresas, a maior e mais simples metas de todas é ganhar dinheiro) e permite que as restrições possam ser trabalhadas para atingi-la mais facilmente.
Agora que as restrições foram identificadas, como se pode controla-los e efetuar as mudanças necessárias para que o sistema se aprimore?
Como mudar?
Uma vez tendo respondido à primeira pergunta, sabemos quais são as restrições produtivos dentro do sistema estudado. Em termos simples, para melhorar então esse sistema basta aumentar a capacidade das restrições de tal modo que sua capacidade seja igual à sua demanda. No caso da empresa “Restriction Corp”, basta aumentar a capacidade de uma máquina de corte de vigas de aço de 1,5 vigas/minuto para 2 vigas/minuto (a demanda alocada para a máquina atender).
Em muitos casos, porém esse aumento não é tão fácil nem simples de executar, podendo envolver treinamento de funcionários, inserção de novas tecnologias e alterações no processo. Nesse contexto antes mesmo de pensar em aumentar a capacidade da restrição, devemos fazer com que todo o processo antes do mesmo trabalhe em função dele. Na empresa “Restriction Corp” seria equivalente dizer rearranjar o processo de corte de vigas de tal forma que a demanda alocada para a máquina-restrição seja de 1,5 vigas/minuto, exatamente igual à sua capacidade.
Esse raciocínio simples define o chamado roteiro de 5 passos (Five Focusing Steps) de Goldratt:
Five Focusing Steps – O Processo
Identificar as restrições (restrições) do sistema estudado;
Explorar as restrições encontradas (fazê-las funcionar a favor da capacidade de produção);
Subordinar o sistema às mudanças elaboradas no passo anterior;
Elevar a capacidade das restrições;
Impedir que a inércia gere novas restrições (garantir que a falta de ação e mudanças nos processos existentes não criem novos gargalos).
O passo 5 em particular nos lembra constantemente a necessidade de revisar e rever as alterações feitas nas restrições, para garantir que elas ainda estão sendo executadas e também para assegurar que nenhuma alteração foi causa da criação de uma restrição em outros pontos do processo. Os gerentes da “Restriction Corp” poderiam muito bem ter rearranjado o processo para que a máquina-restrição receba 1,5 vigas/minuto (e não 2 vigas/minuto como antes). Tendo tomado essa decisão, os gerentes pouco tempo depois descobriram que a ação gerou uma nova restrição: o processo anterior continuava recebendo 2 vigas/minuto, mas agora só produzia a uma taxa de 1,5 para não afetar a etapa da frente. Isso acabou gerando uma nova restrição.
Por isso os 5 Focusing Steps são um passo-a-passo contínuo de identificar, melhorar e manter as alterações de restriçãos ao longo do processo. Em outras palavras, a TOC procura constantemente novas restrições para o processo como um todo (lembrando sempre da visão sistêmica), assegura que as restrições ditam o ritmo inteiro da produção e por fim eleva a capacidade de todas as restrições, fazendo com isso que o próprio sistema aumentesua capacidade.
Porém, o maior problema ao realizar essas mudanças não é identificar as restrições ou aumentar suas capacidades, mas sim motivar a mudança do processo. Esta á a terceira e última questão que a Teoria das Restrições procura responder: Como motivar a mudança?
Como motivar a mudança?
Anteriormente respondemos à pergunta como mudar? executando o processo denominado 5 Passos Foco (Five Focusing Steps) do TOC e assim melhorando o fluxo do processo e sistematicamente eliminando restriçãos. Porém, por mais que os problemas sejam encontrados e sugestões sejam propostas, sempre nos deparamos com a resistência a mudança. Como convencer os funcionários envolvidos de que as alterações propostas levarão a uma melhoria? Como motivar as mudanças tão necessárias para manter uma empresa competitiva e à frente do mercado?
Normalmente o que encontramos nas organizações em termos de mudanças são dois grandes obstáculos:
A falta de direcionamento a respeito de como executar claramente a mudança;
Medos, preocupações e resistências não verbalizadas mesmo após o acordo de realizar a mudança (aquela dúvida interna que sempre passa a impressão de que as ações não terão efeito, ou são desnecessárias).
Para vencer essas barreiras é necessário primeiro entender o motivo delas existirem: Goldratt, pai da TOC, prega que primeiro devemos entender as necessidades de nossos clientes (que nesse caso são os funcionários e gestores da empresa na qual a mudança pretende ser implantada). Como a mudança é encarada pelos operários na fábrica? Pelos gestores do processo? Pelos demais setores de empresa?
Uma vez conhecendo a fundo as motivações dos clientes envolvidos, deve-se começar a apresentar a mudança sob aspectos que interessem aos clientes e os motivem a agir e testar as sugestões apresentadas. Toda mudança proposta envolve a saída de um estado atual e a transição para um estado futuro, com novas perspectivas e posições sobre o processo realizado na organização. Cada posição (a antiga e a atual) envolvem benefícios e malefícios.
Pensando nessa transição, para efetivamente eliminar as aparentes resistências, medos e apreensões e incertezas, os gestores da “Restriction Corp” devem apresentar claramente o lado positivo e negativo de não realizar a mudança tanto quanto de realizar a mudança, tudo isso considerando a visão de quem está ouvindo a proposta (clientes); Se os benefícios para quem mudar são maiores que os de quem não fazê-lo e se os malefícios de quem mudar são menores, poucos funcionários e pessoas na empresa resistirão à mudança.
Com esse raciocínio é possível traçar e mapear diretamente qualquer mudança e obter o suporte de todos os envolvidos na organização, respondendo, portanto, à última pergunta de nossa série sobre TOC.
Aplicação Prática
Uma empresa fabrica dois produtos, Y e Z que são processados em quatro departamentos, A, B, C e D. O produto Y requer três tipos de materiais: M1, M2 e M4. O produto Z requer dois tipos de materiais, M2 e M3. Na Figura 1 são representadas as lógicas das estruturas dos produtos (logical product structures). A combinação da lista de materiais ou itens (bill of materials) de um produto com o roteiro das operações (ou das estações de trabalho, ou dos departamentos) percorrido pelos itens que compõem este produto (part routings) forma a lógica da estrutura dos produtos.
	 
	Figura 1 – Lógicas das estruturas dos produtos
	OBS.: As coordenadas, definidas pelas letras gregas e pelos numerais arábicos definem uma operação dentro da lógica da estrutura de produtos. Por exemplo, α é a operação realizada no departamento A para processar a matéria-prima M1. Posteriormente o item processado é enviado para o departamento C realizar a operação β1.
Os requisitos de fabricação para cada produto são resumidos na Tabela 1:
		Recurso
	Quantidade necessária por unidade do produto Y
	Quantidade necessária por unidade do produto Z
	M1
	$ 100
	–
	M2
	$ 100
	$ 100
	M3
	–
	$ 100
	M4
	$ 15
	–
	Depto A
	15 minutos
	10 minutos
	Depto B
	15 minutos
	30 minutos
	Depto C
	15 minutos
	5 minutos
	Depto D
	15 minutos
	5 minutos
	Tabela 1 – Consumo de recursos e de capacidade por produto
Cada departamento tem 2400 minutos de capacidade disponível por semana. As despesas operacionais desta empresa hipotética são de $ 30000 por semana. Com base na demanda corrente, a empresa consegue vender 100 unidades do produto Y e 50 unidades do produto Z por semana. Os preços de venda são $ 450 para o produto Y e $ 500 para o produto Z. Todos os quatro materiais são disponíveis em quantidades suficientes. A mão de obra necessária também está disponível.
A abordagem que é apresentada a seguir é particularmente útil quando são apenas dois produtos e existe apenas uma restrição ativa além da demanda. Todavia, a abordagem por programação linear torna-se necessária em situações mais complexas, com múltiplos produtos e diversas restrições ativas além da demanda.
O primeiro passo consiste na determinação da restrição do sistema. Para isto, as necessidades totais de tempo de cada departamento para se atender a demanda semanal corrente de Y e de Z devem ser calculadas, conforme é indicado na Tabela 2, e confrontadas com a capacidade disponível.
		Departamento
	Produto Y
	Produto Z
	Tempo Total Necessário por Semana
	A
	(15 min)(100 unidades)
	(10 min)(50 unidades)
	2000 minutos
	B
	(15 min)(100 unidades)
	(30 min)(50 unidades)
	3000 minutos
	C
	(15 min)(100 unidades)
	(5 min)(50 unidades)
	1750 minutos
	D
	(15 min)(100 unidades)
	(5 min)(50 unidades)
	1750 minutos
	Tabela 2 – Consumo da capacidade pela demanda semanal
Como cada departamento possui capacidade disponível de 2400 minutos por semana, o departamento B é a restrição por não possuir capacidade suficiente para atender semanalmente às 100 unidades de Y e às 50 unidades de Z.
O segundo passo depende inicialmente da determinação da rentabilidade ou da margem de contribuição unitária para cada produto. Isto é necessário para determinar como gerenciar a restrição de modo a maximizar o lucro. A rentabilidade unitária é dada na Tabela 3.
		Produto
	Preço – Custo Variável
	Margem de Contribuição
	Y
	$ 450 – 215
	$ 235
	Z
	$ 500 – 200
	$ 300
	Tabela 3 – Cálculo da margem de contribuição unitária por produto
Na Tabela 3 são fornecidos os elementos necessários para completar o segundo passo e determinar a rentabilidade por unidade de recurso consumida na restrição para fabricar o produto. Este cálculo é indicado na Tabela 4.
		Produto
	Rentabilidade Unitária / Minutos Necessários em B
	Rentabilidade por unidade de recurso consumida em B
	Y
	$ 235 / 15
	$ 15,67 por minuto
	Z
	$ 300 / 30
	$ 10,00 por minuto
	Tabela 4 – Rentabilidade unitária por unidade de recurso consumida
O terceiro passo consiste na subordinação do sistema à restrição. Nesta aplicação prática, a maximização do lucro passa pela fabricação do maior número possível de unidades com maior rentabilidade por unidade de recurso consumida na restrição. Para atender a demanda, a empresa deveria produzir 100 unidades de Y. Isto consumiria (100 unidades) (15 minutos) = 1500 minutos da capacidade disponível de B e deixaria 2400 – 1500 = 900 minutos semanais para a fabricação de 30 unidades de Z, ou seja, 900 minutos / 30 minutos por unidade = 30 unidades.
Na Figura 2 é ilustrada graficamente a abordagem adotada para determinação dos tamanhos de lote de produção. Para construir este gráfico, devem ser determinadas inicialmente as restrições que delimitam o espaço das soluções viáveis. Nesta empresa, as restrições são a demanda corrente pelos dois produtos (Y = 100 e Z = 50) e o trade-off do consumo de recursos do departamento B por unidade produzida (15Y + 30Z = 2400). Observando-se este trade-off e ignorando-se as demandas correntes, o departamento B poderia produzir 160 unidades de Y (2400/15) e nenhuma unidade de Z ou 80 unidades de Z (2400/30)e nenhuma de Y ou qualquer combinação de Y e Z que totalize 2400 minutos semanais. 
A solução que maximiza a margem de contribuição deve ser encontrada nos vértices que delimitam o espaço das soluções viáveis.A margem de contribuição é dada pela equação 235Y + 300Z. Na Tabela 5 são apresentados os resultados para a equação da margem de contribuição em função destes vértices.
		Vértice
	Margem de Contribuição
	100 Y e zero Z
	(100)(235) = $ 23500
	100 Y e 30 Z
	(100)(235) + (30)(300) = $ 32500
	60 Y e 50 Z
	(60)(235) + (50)(300) =$ 29100
	Zero Y e 50 Z
	0 + (50)(300) = $ 15000
	Tabela 5 – Teste dos vértices do espaço de soluções viáveis
Finalmente, o lucro semanal pode ser calculado ao serem incorporadas as despesas operacionais. Lucro semanal = $ 32500 – 30000 = $ 2500. Uma vez que a restrição foi identificada e o mix de produção definido, um gráfico de Gantt detalhando o Tambor (programação da restrição, ou seja, do departamento B) deve ser construído. Diversas programações são viáveis e, para efeito de simplificação, supõe-se que não há incertezas no sistema e que o cliente não estabeleceu prazos para recebimento, de forma que todos os pulmões (restrição, montagem e carregamento) são iguais a zero. Também supondo os tempos de set up iguais a zero no departamento B, lotes iguais à demanda diária podem ser produzidos sem a criação de uma nova restrição. Neste caso, seriam 20 unidades de Y (100/5) e 6 unidades de Z (30/5) para turnos de 480 minutos (2400/5).