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Capítulo 1 – Introdução 1 1 - Introdução A Produção pode ser considerada como um processo que transforma bens e serviços em outros bens e serviços. O realização do processo de transformação da produção deve considerar materiais pré-existentes, o insumo, em bens de consumo destinados ao mercado, denominados genericamente de produto. Figura 1 - A Produção como um Processo de Transformação O processo de transformação pode ser vizualisado tanto sob o ponto de vista técnico (função de um engenheiro, por exemplo) quanto sob o ponto de vista econômico (função de um economista/adminis- trador). Produção Bens de Consumo Serviços Sapatos Alimentos Máquinas ... Peça de teatro Curso de especialização Pacotes de viagens ... ProduçãoProduçãoProduçãoProdução InsumoInsumoInsumoInsumo ProdutoProdutoProdutoProduto Capítulo 1 – Introdução 2 Neste caso, o administrador se interessará principalmente pela relação utilizada entre as quantidades de insumo e produto no processo de transformação. O administrador prefere entender a produção como uma caixa preta, que proporciona certas quantidades de produto quando certas quantidades de insumo forem empregadas no processo. Exemplos (Dyckhoff, 1995): Para coordenar o processo de transformação da produção podem ser consideradas duas abordagens: 1) Teoria da Produção; 2) Planejamento e Controle da Produção. Mão-de-Obra [minutos] 500 unidades Máquina de Costura [minutos] 2.400 unidades Couro [m2] 30 unidades Manufatura deManufatura deManufatura deManufatura de Produtos de Produtos de Produtos de Produtos de CouroCouroCouroCouro Sapatos [par] 40 unidades Bolsas [unidades] 40 unidades Restos de Couro [g] 2.700 unidades Lixo [kg] 1.000 unidades Água Limpa [litro] 800 unidades Ar [m3] 6.000 unidades Sistema deSistema deSistema deSistema de IncineraçIncineraçIncineraçIncineração de ão de ão de ão de LixoLixoLixoLixo Sucata [kg] 60 unidades Água [litro] 700 unidades Gases [m3] 6.000 unidades Energia Elétrica[KWh] 470 unidades Resíduos [kg] 330 unidades Capítulo 1 – Introdução 3 1.1 - Teoria da Produção e Função de Produção A Teoria da Produção concentra-se em estudar de forma fortemente agregada as relações entre quantidades de insumos e quantidades de produtos de um processo de transformação. A função Fp(r1,r2,...,rn;x1,x2,...,xm) = 0 que estabelece uma relação entre as quantidades dos diferentes insumos, r1,r2,...,rn, (também denominados de fatores de produção) e as quantidades dos diversos produtos, x1,x2,...,xm é denominada de função de produção. Fatores de Produção Produtos Figura 2 - Fatores de Produção na Transformação em Produtos Exemplos: T r a b a l h o 5 30 34 37 4 26 30 33 3 21 25 28 2 16 20 23 1 10 13 15 1 2 3 Capital Figura 3 - Função de Produção (Forma Tabular) de dois Insumos (Capital,Trabalho) e um Produto Matérias-Primas Bens Materiais Equipamentos Mão-de-Obra Serviços Produção = Combinação e Transformação de fatores de produção em produtos Capítulo 1 – Introdução 4 Figura 4 - Função de Produção de dois Insumos (K,L) e um Produto (Y) Desvantagens: • não há a preocupação de analisar os aspectos tecnológicos e organizacionais do processo de produção, mas apenas aspectos gerais da relação entre insumos e produtos; • não tem caráter dinâmico, pois desconsidera que o processo de transformação se desenvolve no tempo, e que a execução de um plano de produção necessita de tempo para sua execução. Caso fosse possível representar todo o processo de transformação da produção através de uma função de produção, a produção seria então apenas um problema técnico e não mais gerencial, pois através da função de produção seria trivial determinar: a) os custos e preços dos produtos; b) a quantidade a ser produzida a partir de estimativas para a demanda. A função de produção não é simplesmente uma relação que indica uma combinação de quantidades de insumo para cada quantidade a ser produzida de produto, mas é principalmente o resultado de decisões sobre processos alternativos de transformação e portanto, objeto Capítulo 1 – Introdução 5 de análise econômica considerando características gerais do processo de produção, pois processos alternativos de produção geralmente estão disponíveis, os quais permitem produzir determinada quantidade de produtos através de diferentes combinações de insumos ou, com determinada combinação de insumos, produzir diferentes quantidades de produtos. 1.2 - Planejamento e Controle da Produção As atividades do Planejamento e Controle da Produção consideram a organização do processo de produção, bem como a coordenação e controle da combinação dos fatores de produção e sua transformação em produtos no decurso do tempo. Tem por objetivo responder às questões: 1) Aspecto Qualitativo: • O que será produzido? (escolha de produtos) • Como será produzido? (escolha de processo) • Com o que será produzido? (escolha de equipamentos) 2) Aspecto Quantitativo • Quanto será produzido? (definição das quantidades/tamanho de lote) • Quanto será utilizado? (definição das necessidades de materiais) 3) Aspecto Temporal • Quando será produzido? (definição de datas e prazos) • Em que ordem será produzido? Capítulo 1 – Introdução 6 1.2.1 - O Planejamento da Produção no Contexto do Planejamento Empresarial O Planejamento Empresarial é o instrumento que norteia as operações futuras da empresa. Ele define as metas que se pretende atingir a curto, médio e longo prazo, as estratégias de crescimento da empresa, espaço físico ideal, mão-de-obra necessária, processos produtivos e quanto será preciso investir para alcançar seus objetivos. Neste contexto, a produção é considerada como o processo de transformação de fatores de produção em produtos. Figura 5 - A Produção no Contexto do Planejamento Empresarial A Produção é acionada pelo setor de Vendas (=> Plano de Vendas). O Plano de Vendas estabelece os tipos e quantidades de produtos que devem ser colocados à disposição pela Produção (=> Plano de Produção). Vendas Produtos M er ca do de M at ér ia s- Pr im a s PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO Capital Capital PLANEJAMENTO ESTRATÉGICO (Direção da Empresa) Plano de Investimentos Compras Produção Objetivos Estratégicos M er ca do de Pr o du to s E M P R E S A PLANEJAMENTO FINANCEIRO Capítulo 1 – Introdução 7 Com a definição do Plano de Produção podem ser determinadas as quantidades dos fatores de produção a ser empregadas. As quantidades devem ser providenciadas pelo setor de Compras (=> Plano de Compras). Para a aquisição dos fatores de produção é necessário capital, o qual pode estar disponível em razão de vendas realizadas nos períodos anteriores, ou caso negativo,assumindo empréstimos no mercado financeiro (=> Plano Financeiro). A Direção da empresa é a interface entre o planejamento operacional e financeiro. Ela estabelece os objetivos estratégicos. Responde ainda pela disponibilização dos recursos vinculados ao longo prazo: pessoal, capacidade produtiva etc (=> Plano de Investimentos). O sistema Empresa é ainda constantemente submetido às ações do ambiente: � demanda nos mercados consumidores; � preços e condições de compra nos mercados de insumos; � obrigações legais, as quais têm influência no processo de planejamento e exigem constante revisão dos planos. Capítulo 1 – Introdução 8 1.2.2 - Elementos do Planejamento e Controle da Produção O Planejamento e Controle da Produção pode ser dividido em quatro partes: 1) Planejamento do Processo de Produção; 2) Planejamento Operacional da Produção; 3) Controle do Processo da Produção; 4) Planejamento de Recursos. No Planejamento do Processo de Produção (também conhecido por Planejamento Tático da Produção) são estabelecidos os planos de produção de médio prazo, em geral, com um horizonte de planejamento de meses ou anos. Engloba principalmente: � desenvolvimento de produtos; � planejamento do sortimento de produtos; � planejamento das quantidades (considerado informações bastante agregadas da demanda e das capacidades); � planejamento dos prazos. O Planejamento Operacional da Produção tem por objetivo realizar o Planejamento do Processo de Produção de acordo com as características da produção da empresa: a) na produção sob encomenda, quando se produz artigos especiais especificados pelo consumidor, o planejamento operacional se concentra em: definir a sequência com que as encomendas serão processadas e o plano de trabalho das máquinas, derivado da especificação da sequência; b) na produção em série, quando uma quantidade limitada de produtos é produzida em lotes, na mesma unidade de produção, devem ser definidos os tamanhos dos lotes de uma série de produtos e a sequência com que as diversas séries devem ser produzidas; c) na produção contínua, quando existe um único fluxo de transformação das matérias-primas em produtos acabados, o planejamento operacional deve se preocupar principalmente com a questão de calibrar a demanda com a capacidade de produção Capítulo 1 – Introdução 9 ao longo do tempo, bem como com o tamanho de lote. Caso o sistema de manufatura seja constituído por uma ou mais linhas de produção, então o problema de ajuste da linha, também conhecido como o problema de balanceamento, deve ser considerado. Por considerar um horizonte de planejamento relativamente curto (da ordem de dias ou semanas), o Planejamento Operacional da Produção tem alto grau de repetitividade se comparado com a frequência com que se realiza o Planejamento do Processo. O Controle do Processo de Produção tem como função, monitorar a realização da produção, detectando e eliminando discrepâncias entre o realizado e o planejado. Compreende especialmente o controle de qualidade, controle dos prazos, controle das quantidades planejadas e realmente produzidas. Tem grau de repetitividade alto, ou seja, deve estar sincronizado com a frequência do planejamento operacional. O Planejamento de Recursos tem a função de disponibilizar os recursos necessários à produção de forma a permitir a sua perfeita realização. Ou seja, equipamentos, matérias-primas e pessoal devem estar disponíveis no local, na quantidade, na qualidade e no tempo previstos. 1.2.3 - Objetivos do Planejamento e Controle da Produção O objetivo geral do Planejamento e Controle da Produção é gerar planos de produção, os quais especificam as quantidades, quando e onde (equipamento) será fabricado cada produto, de forma que os objetivos básicos: 1. minimização do ciclo médio de fabricação; 2. maximização da ocupação de máquinas; 3. minimização dos estoques intermediários e de produto acabado; 4. minimização dos desvios em relação ao prazo de entrega, sejam tão bem quanto possível, atingidos. Capítulo 1 – Introdução 10 Os objetivos básicos do Planejamento e Controle da Produção podem ser, sob certas condições, conflitantes entre si. Por exemplo: � a minimização do ciclo médio de fabricação pode ser conseguida mais facilmente caso uma pequena quantidade de encomendas seja aceita pelo Setor de Vendas (= baixos volumes de estoques intermediários e portanto, pouco capital investido) e uma grande capacidade produtiva esteja disponível (= custos elevados com pessoal e equipamentos); � a maximização da ocupação de máquinas, por outro lado, pode ser mais facilmente atingida se pouca capacidade produtiva estiver disponível (= custos baixos com pessoal e equipamentos) e um grande volume de encomendas for liberado para a produção (= custos elevados com capital investido, pois o nível de estoque de produto intermediário, ou semiacabado, tende a ser elevado); � a maximização do atendimento em relação ao prazo de entrega pode ser mais facilmente atingido se muita capacidade produtiva estiver disponível (= custos elevados com pessoal e equipamentos) e um grande volume de encomendas for liberado para a produção (= custos elevados com capital investido decorrentes do maior nível de estoques intermediários). Ou seja, inexiste uma combinação dos fatores de produção que possa atender simultaneamente de forma ótima, os três objetivos anteriormente citados. Desta forma, a gerência de produção deve estabelecer qual ou quais dos objetivos básicos deve(m) ser preferencialmente atingido(s) na definição dos planos de produção, relegando um menor grau de importância aos demais objetivos. A importância relativa dos objetivos básicos do planejamento e controle da produção tem se alterado significativamente nos últimos tempos. A figura abaixo apresenta esquematicamente esta variação, a qual foi desencadeada principalmente, nas duas últimas décadas, pela entrada dos inúmeros produtores asiáticos na produção de bens de consumo. A entrada destes novos produtores acirrou a competição por mercados, o que levou à profundas alterações na importância relativa dos objetivos básicos do planejamento da produção. Capítulo 1 – Introdução 11 Figura 6 - A Importância Relativa dos Objetivos Básicos do Planejamento da Produção 1.3 - Caracterização dos Sistemas de Produção Uma tipificação das inúmeras situações de produção não pode ser baseada num único aspecto. Os problemas de planejamento da produção – bem como os métodos que podem ser aplicados para a solução destes problemas – podem ser associados a certos sistemas de produção típicos, os quais podem ser caracterizados segundo: 1) a frequência com que o produto é produzido; 2) a organização dos meios de produção (layout); 3) ao grau de continuidade do processo de produção; 4) o tipo de processo de produção; 5) a forma em que a demanda está articulada. Na sequência, sistemas de manufatura são particularizados segundo as características anteriormente mencionadas: Ocupação de Máquinas Ciclo Médio de Fabricação Estoques Estoques Prazo de Entrega Ocupação Máquinas No Passado (há 20-30 anos) Hoje Ciclo Médio de Fabricação Prazo de Entrega Capítulo 1 – Introdução 12 1) 1) 1) 1) quanto a quanto a quanto a quanto a freqfreqfreqfrequuuuênciaênciaênciaência com que o produto é produzidocom que o produto é produzidocom queo produto é produzidocom que o produto é produzido:::: 1.a) Manufatura Monoproduto 1.a) Manufatura Monoproduto 1.a) Manufatura Monoproduto 1.a) Manufatura Monoproduto Somente “peças únicas” são produzidas (máquinas especiais, roupas sob medida, navios, casas etc). 1.b) 1.b) 1.b) 1.b) ManufaturaManufaturaManufaturaManufatura SeriadaSeriadaSeriadaSeriada Produção de produtos seriados, os quais pouco se diferenciam entre si (relógios, computadores, geladeiras, vestuário, casas pré-fabricadas etc) 1.c) Produção em Massa1.c) Produção em Massa1.c) Produção em Massa1.c) Produção em Massa Produção de um único produto cujo consumo é massificado (Coca-Cola, Bom-Bril, energia elétrica etc). 2) 2) 2) 2) quanto a organização dos quanto a organização dos quanto a organização dos quanto a organização dos meiosmeiosmeiosmeios de produção (de produção (de produção (de produção (LLLLayoutayoutayoutayout): 2.a) Produção Fixa (2.a) Produção Fixa (2.a) Produção Fixa (2.a) Produção Fixa (in locoin locoin locoin loco) ) ) ) Não é o bem produzido que é transportado para (e durante) a produção, mas sim os meios de produção é que são levados até ele (casas, navios, aviões, estradas etc). 2.b) Manufatura Orientada segundo o Processo2.b) Manufatura Orientada segundo o Processo2.b) Manufatura Orientada segundo o Processo2.b) Manufatura Orientada segundo o Processo Meios de produção semelhantes (por exemplo, furadeira, torno, serralheira, etc) são juntados fisicamente formando grupos. Uma peça a ser fabricada precisa, desta forma, passar por alguns destes grupos (ou todos), sendo que cada produto tem uma única sequência de manufatura. Também conhecida como manufatura delayout funcional. Figura 7 - Exemplo de Manufatura Orientada segundo o Processo Grupo de Fresas Grupo de Furadeiras Produto A Produto B F1 F2 F3 S1 S2 S3 S4 Capítulo 1 – Introdução 13 Desvantagem: excesso da necessidade de transportar os itens em fabricação de uma máquina para outra. 2.c) Tecnologia de Grupo 2.c) Tecnologia de Grupo 2.c) Tecnologia de Grupo 2.c) Tecnologia de Grupo Visa melhorar o fluxo dos itens em fabricação e com isso diminuir os tempos de transporte. Produtos que necessitam das mesmas máquinas são agrupados em “famílias” de produtos, as quais são então fabricadas no mesmo grupo de máquinas. Este tipo de manufatura compreende as “ilhas de manufatura”, “células de manufatura” e os “sistemas flexíveis de manufatura”. São sistemas que consistem de uma ou mais máquinas de controle numérico interligadas por sistemas automatizados de transporte de itens e ferramentas (ex: indústrias de peças e maquinário em geral). Figura 1.6 - Exemplo de Manufatura de Tecnologia de Grupo Figura 8 - Exemplo de Manufatura de Tecnologia de Grupo 2.d) Linha de Produção2.d) Linha de Produção2.d) Linha de Produção2.d) Linha de Produção Pode ser vista com um caso particular da Tecnologia de Grupo. Os meios de produção são dispostos de acordo com as operações que precisam ser realizadas, sendo geralmente idênticas para todos os itens (linhas de montagem de automóveis, indústria química etc). Figura 9 - Exemplo de Linha de Produção Produto L T F S F S T L Q Célula de Manufatura 1 Célula de Manufatura 2 S T L Capítulo 1 – Introdução 14 3) 3) 3) 3) quanto ao grau de quanto ao grau de quanto ao grau de quanto ao grau de continuidade continuidade continuidade continuidade do processo de produçãodo processo de produçãodo processo de produçãodo processo de produção:::: 3.a) Manufatura Contínu3.a) Manufatura Contínu3.a) Manufatura Contínu3.a) Manufatura Contínua a a a Típica na indústria química e de alimentos. A produção é realizada em grandes lotes e sortimento reduzido que praticamente eliminam as descontinuidades no processo. 3.b) Manufatura Descontínua (Múltiplos Estágios)3.b) Manufatura Descontínua (Múltiplos Estágios)3.b) Manufatura Descontínua (Múltiplos Estágios)3.b) Manufatura Descontínua (Múltiplos Estágios) Típica da indústria de bens de consumo em geral, onde imperam pequenos lotes e um sortimento variado. Geralmente é subdividida em 3 categorias: Flow Shop, Job Shop e Open Shop. i) Flow Shop i) Flow Shop i) Flow Shop i) Flow Shop Todos os itens a serem produzidos têm a mesma sequência de estações, mas não necessariamente com os mesmos tempos de operação em cada estação. Cada estação pode assumir qualquer das formas de organização da produção anteriormente apresentadas. ii) Job Shop ii) Job Shop ii) Job Shop ii) Job Shop Neste caso, os itens a serem produzidos não têm a mesma sequência de estações. Cada item tem a sua própria sequência de estações a percorrer. Esta forma de organização da produção pode ser vista como uma superposição simultânea de vários planos do tipo Flow shop. iii) Open Shop iii) Open Shop iii) Open Shop iii) Open Shop É o caso extremo de flexibilidade na manufatura. Nem mesmo a sequência de produção é conhecida a priori, porém os tempos de todas as sequências alternativas são conhecidos. Ela é estabelecida em tempo real (online) durante o próprio processo de fabricação, que tende a ser fortemente automatizado. Capítulo 1 – Introdução 15 4) 4) 4) 4) quanto ao tipo de quanto ao tipo de quanto ao tipo de quanto ao tipo de processoprocessoprocessoprocesso dededede produçãoproduçãoproduçãoprodução:::: 4.a) Processo Divergente4.a) Processo Divergente4.a) Processo Divergente4.a) Processo Divergente É o caso em que muitos produtos diferentes são produzidos a partir de poucos materiais diferentes. Indústrias químicas e fundições são exemplos típicos deste processo. 4.b) Processo Convergente4.b) Processo Convergente4.b) Processo Convergente4.b) Processo Convergente Poucos produtos diferentes são produzidos a partir de muitos materiais diferentes. Nestes casos, a programação da produção é de vital importância pela necessidade de se garantir o suprimento de materiais (ex: indústrias eletromecânica, farmacêutica e montagem em geral). 4.c) Proce4.c) Proce4.c) Proce4.c) Processo Linear sso Linear sso Linear sso Linear É o caso quando uma pequena variedade de produtos é produzida a partir de uma quantidade igualmente pequena de materiais distintos (ex: indústria do cimento, panificadora etc). Figura 10 - Representação Esquemática dos Tipos de Processos de Produção M Processo Convergente P P P M M Processo Divergente Processo Linear Capítulo 1 – Introdução 16 5) 5) 5) 5) quanto a forma quanto a forma quanto a forma quanto a forma comcomcomcom que a que a que a que a demandademandademandademanda está articuladaestá articuladaestá articuladaestá articulada:::: 5.a) Produção sob Encomenda (5.a) Produção sob Encomenda (5.a) Produção sob Encomenda (5.a) Produção sob Encomenda (make to ordermake to ordermake to ordermake to order) ) ) ) A produção (quantidade e qualidade) é feita de acordo com as exigências do consumidor (ex: produção de máquinas especiais, navios, construção de uma casa etc) 5.b) Produção Anônima (5.b) Produção Anônima (5.b) Produção Anônima (5.b) Produção Anônima (make to stockmake to stockmake to stockmake to stock) ) ) ) A produção é realizada para um cliente anônimo. A manufatura é orientada para produzir com estoques (ex: vestuário, medicamentos etc). 1.4 - Formas Mistas e Combinadas Em geral, ostipos de manufatura apresentados anteriormente não são encontrados na prática em sua forma pura, conforme apresentado anteriormente. Por exemplo, como seria classificada a indústria automobilística? Apesar desta dificuldade, a tipificação da manufatura tem como objetivo orientar os métodos de planejamento mais apropriados para cada tipo de produção. As combinações mais comuns na prática são: (1) Produção em Massa – Linha de Produção – Flow Shop – Convergente – Anônima (2) Produção Seriada – Manufatura de Processo – Job Shop – Convergente – Anônima (3) Produção Seriada – Tecnologia de Grupo – Flow Shop – Convergente – Anônima (4) Manufatura Monoproduto - Produção Fixa – Sob Encomenda. A figura abaixo ilustra um sistema de manufatura misto de duas etapas, o qual combina algumas das formas “puras” definidas e exemplificadas nas seções anteriores. Devido a complexidade matemática inerente ao processo de estabelecimento de planos de produção considera-se, numa primeira etapa, dados bastante agregados no planejamento da produção (� Plano Mestre de Produção). Em seguida, partindo-se dos resultados obtidos para o Plano Mestre de Produção e empregando-se procedimentos apropriados para a programação da produção de cada uma das formas puras do sistema misto de manufatura, passa-se para o detalhamento deste Capítulo 1 – Introdução 17 plano, que deverá resultar no Programa de Produção de cada uma das componentes do sistema de manufatura. Figura 11 - Exemplo de Forma Mista de Manufatura (adaptado de Schneeweiss, 1993) Linha 1 Linha 2 Processo Torno Furadeira Plaina Fresa Furadeira Desbaste Corte Prensa Furadeira Desbaste Estoque Intermediário de Componentes Pe di do s Es pe ci ai s Linha de Montagem Et a pa 2 2Fl ow sh o p M on ta ge m de Su bc o n jun to s A e B M on ta ge m de Su bc o n jun to s C e D M on ta ge m de Su bc o n jun to s E e F Pe di do s Es pe cia is Es pe cia is Desbaste F lo w sh o p Fl ow sh o p Et a pa 1 1 Estoque de Materiais
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