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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/307512004 APOSTILA DA DISCIPLINA PLANEJAMENTO E ORGANIZAÇÃO DA PRODUÇÃO Research · August 2016 DOI: 10.13140/RG.2.2.25738.47046 CITATIONS 0 1 author: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: GESTÃO DA PRODUÇÃO View project Marcelo Gechele Cleto Universidade Federal do Paraná 33 PUBLICATIONS 18 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Marcelo Gechele Cleto on 31 August 2016. The user has requested enhancement of the downloaded file. UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA PLANEJAMENTO E ORGANIZAÇÃO DA PRODUÇÃO Marcelo Gechele Cleto, Dr. Eng. Maio de 2008 MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZAÇÃO DA PRODUÇÃO ii Apresentação Este trabalho nasceu do interesse em se organizar conteúdos apresentados nas aulas ministradas na disciplina POP – Planejamento e Organização da Produção, TM 208 do Curso de Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Paraná. É direcionado para médias e grandes empresas, embora possa ser aplicado com os devidos ajustes às micro e pequenas empresas. Objetivos Seus objetivos são: a) apresentar conceitos e técnicas relevantes para a adequada gestão das atividades industriais; b) apresentar e discutir as alternativas existentes em termos de configuração e gestão de sistemas industriais; c) fixar conhecimentos através de estudos de caso e exercícios. Desta forma, busca auxiliar os alunos em seu aprendizado sobre o assunto, bem como ser fonte de estímulo para a investigação e desenvolvimento de uma visão crítica sobre o tema. Agradecimentos: Este trabalho teve o apoio de Fernanda Tassi. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZAÇÃO DA PRODUÇÃO iii SUMÁRIO Pág. 1. Introdução........................................................................................................1 2. Histórico dos Sistemas de Produção................................................................4 3. Engenharia de Produção................................................................................11 4. Planejamento e Controle da Produção...........................................................17 5. Capacidade de Produção................................................................................21 6. A Gestão Informatizada da Produção...........................................................33 7. Produção Enxuta............................................................................................37 8. Ferramentas da Produção Enxuta...................................................................40 9. Gerenciamento das Restrições.......................................................................62 10. Sistemas de Produção na Atualidade...........................................................65 Referências.........................................................................................................68 MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 1 CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO 1.1 Aspectos Gerais A competição entre empresas em termos mundiais torna-se cada vez acirrada. A entrada de empresas de Países em Desenvolvimento, tais como Brasil, China, México, Cingapura, Índia e outros, em algumas áreas ou mercados dominados por empresas de Países Desenvolvidos, força todo o conjunto a buscar níveis mais elevados de performance. Tal movimento configura-se em um aumento da oferta ou do número de produtores. O consumidor, por outro lado, torna-se cada vez mais exigente e, face à diversidade e quantidade de opções, faz valer seu poder de escolha. Como consequência tem-se um aumento moderado da demanda e uma elevada exigência em relação à qualidade dos produtos e serviços. Assim, para sobreviverem e se desenvolverem, as empresas no mercado doméstico ou mundial, precisam utilizar da melhor forma possível os recursos disponíveis. No caso de empresas industriais, apresenta elevado impacto sobre as suas operações a forma como será estruturado e gerenciado o sistema produtivo, incluindo-se aí, além das suas próprias operações, seu relacionamento com fornecedores, distribuidores, atacadistas e clientes finais, ou seja, toda a sua cadeia de valor. 1.2 A importância do projeto para a gestão do sistema produtivo A definição das características do sistema produtivo, tais como: forma ou tipo do arranjo-físico, porte ou capacidade instalada, nível de automação planejado, forma e frequência de entregas pelos fornecedores, alternativas de estocagem de materiais, forma de trabalho das pessoas, etc., normalmente são realizadas através da condução de um projeto, isto é, de uma atividade que objetiva ter como produto final a fábrica ou o sistema produtivo implantado. Em função disto, muito cuidado e planejamento são exigidos na fase de projeto de um sistema de produção, uma vez que é neste período que serão tomadas decisões que afetarão a gestão da empresa posteriormente. Uma vez que o sistema produtivo é composto de um conjunto amplo de elementos, tais como postos de trabalho manuais, máquinas, equipamentos, matérias- primas, materiais em processo, produtos acabados, espaços para movimentação e estocagem, equipamentos de transporte, etc., uma vez realizada a implantação de tais elementos, fica mais difícil e normalmente onerosa, a sua alteração. E também sistemas de produção projetados para suportar uma determinada estratégia de vendas ou gama de produtos não poderão ser utilizados com a mesma eficiência para um conjunto muito diferente de produtos. Desta forma, o setor de vendas da empresa deverá estabelecer campanhas de vendas que estejam em sintonia com os níveis de quantidade e qualidade possíveis de serem suportados pelo sistema produtivo. Também em relação ao desenvolvimento de produtos a interação com a área da produção é de grande importância, uma vez que os novos produtos ou as mudanças nos atuais deverão estar em consonância com a estrutura produtiva existente para a sua produção. Embora Porter (1986) tenha razão em colocar que estratégia não é eficiência operacional, no caso das indústrias, é justamente esta que, em muitos casos, possibilita MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 2 à empresa sustentar determinadas posições competitivas. A estratégia de mercado define “o que fazer”, que produto vender, quais mercados são interessantes e eventualmente rentáveis. No entanto, o “como fazer” é suportado pelas estratégias de produção, qualidade, logística, etc. Também Kotler (1986) em seu livro “A Nova Concorrência” coloca de forma clara a importância do “Marketing” no processo de expansão das empresas japonesas pelo mundo no início da década de 70. No entanto, poucas menções faz ao Sistema Toyota de Produção, o qual originou em grande parte o nível de competitividade da indústria japonesa a partir daquela década. Assim, toda e qualquer questão relativa ao projeto de um sistema produtivo deverá ser analisada em relação a quatro indicadores-chave: a) produtividade das operações, sejam manuais ou automatizadas;b) qualidade do produto e processo; c) flexibilidade das instalações para introdução de produtos, redução ou aumento da escala de produção; d) pontualidade na entrega aos clientes ou distribuidores. Nos capítulos seguintes serão apresentados tópicos relevantes presentes nas atividades de gestão dos sistemas atuais de produção. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 3 1.3 Estrutura do Trabalho Os assuntos abordados nos capítulos são: Capítulo 1 – Aspectos Gerais e a Importância do Projeto para a Gestão dos Sistemas Produtivos. Capítulo 2 – Histórico dos Sistemas de Produção: o Sistema de Produção em Massa, a Escola Sócio-Técnica e o Surgimento da Produção Enxuta. Capítulo 3 – Engenharia de Produção: Explanação sobre as principais funções gerenciais e conceitos como produtividade, qualidade, flexibilidade, pontualidade, automação e competitividade. Capítulo 4 – Planejamento e Controle da Produção: Níveis de Planejamento e Atividades de Planejamento e Controle da Produção - PCP. Capítulo 5 – Capacidade de Produção: Conceitos e Equações empregadas no cálculo da capacidade, no dimensionamento de linha e no balanceamento de mão-de-obra e máquinas em sistemas produtivos. Capítulo 6 – A Gestão Informatizada da Produção: Elementos e implantação de Sistemas informatizados de gestão do tipo MRP, MRP II e ERP. Capítulo 7 – Produção Enxuta: Apresentação do histórico do sistema e princípios. Capítulo 8 – Ferramentas da Produção Enxuta: Descrição de ferramentas do Sistema de Produção Enxuta e forma de implantação. Capítulo 9 – Gerenciamento das Restrições: a Teoria das Restrições e o Método Tambor-Pulmão-Corda (T-P-C). Capítulo 10 – Sistemas de Produção na Atualidade: o Consórcio Modular e o CondomínioIndustrial. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 4 CAP. 2 – HISTÓRICO DOS SISTEMAS DE PRODUÇÃO Até os primórdios do Séc. XIX, a produção era restrita, artesanal e voltada somente para a satisfação das necessidades locais. Com a Primeira Revolução Industrial (1820-1870) surgem as máquinas a vapor e de tear. No entanto, é somente com a Segunda Revolução Industrial (1870-1900), com o advento do uso da eletricidade e do motor à combustão interna, que a produção industrial passa a apresentar um elevado crescimento em termos de quantidade e qualidade. Vale ressaltar que neste período, por volta de 1890, um projeto foi desenvolvido na Alemanha para implantar uma linha de montagem, mas em função da baixa qualidade e demanda apresentada pelos produtos, a tentativa foi frustrada. Com o início do desenvolvimento econômico dos Estados Unidos da América, ao final do Século XIX acontece o estabelecimento da indústria automobilística. Neste cenário surgem dois personagens importantes: Frederick W. Taylor e Henry Ford. Taylor ao estudar o fluxo de trabalho, percebendo a desorganização existente nas operações e com a proposta de que o pagamento fosse feito pela na quantidade produzida, propõe a divisão do trabalho, lançando os alicerces da ciência da Administração Científica. Ford ao desenvolver a linha de montagem do modelo “T” com a especialização (simplificação) do trabalho, a busca pela padronização (através da utilização de sistemas de medição mais confiáveis) e intercambiabilidade dos componentes (eliminação do ajustes da montagem) constrói os alicerces da nova forma de produção que iria predominar em quase todo o Século XX, a chamada Produção em Massa. Este modo de produção prevaleceu perante os demais modelos existentes, até quando a GM – General Motors, através de Alfred Sloan, seu Presidente, através de uma série de inovações gerenciais, conseguiu grandes vantagens competitivas, as quais serão descritas adiante. 2.1 O Sistema de Produção em Massa Quando Ford introduziu a linha de montagem de automóveis em fluxo contínuo, em 1913, na fábrica de Highland Park, em Detroit, Estados Unidos, provocou tanto impacto quanto o que provocam hoje as técnicas industriais japonesas. A Tabela 2.1, a seguir, que compara a produção artesanal tardia com a produção em massa na mencionada fábrica proporciona uma idéia desse impacto. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 5 Tabela 2.1 – Produção Artesanal versus Produção em Massa na Área de Montagem Minutos para Montar Produção Artesanal Outono 1913 Produção em Massa Primavera 1914 Percentual da Redução do Esforço Motor 594 226 62 Gerador 20 5 75 Eixo 150 26,5 83 Componentes principais em um veículo completo 750 93 88 Nota: A “produção artesanal tardia” já incluía vários dos elementos da produção em massa, em particular peças consistentemente permutáveis e minuciosa divisão do trabalho. A grande mudança de 1913 para 1914 foi a transição da montagem estacionária para a móvel. Fonte: (Womack,1992). Outros dados também refletem a magnitude dos impactos provocados a partir da implantação do sistema inovador de produção em massa, assim denominado por Ford. A produção anual dos modelos fabricados artesanalmente girava em torno de 1.000 unidades ao ano por fabricante, enquanto que em 1920, a Ford produziu quase 2 milhões de unidades do mesmo modelo. Nessa época, a Ford já havia reduzido o preço de venda ao consumidor final de seu modelo T em mais de 2/3. Figura 2.1 – Fábrica de Highland Park, Detroit - Estados Unidos. Apesar de todo sucesso alcançado por Ford, com a massificação da produção de seu único modelo padronizado, tal sucesso se concentrou dentro da fábrica. Não se desenvolveu a organização e o seu sistema administrativo, necessários para efetivamente administrar o sistema total de fábricas, as operações de engenharia e os sistemas de marketing exigidos pela produção em massa. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 6 A solução desses problemas negligenciados por Ford, dotado de um estilo pessoal e paternalista para conduzir os negócios, teve lugar em outra empresa norte- americana, a General Motors, por meio de Alfred Sloan, que, em meados da década de 1920 e através de sua equipe, desenvolveu e implementou sistemas gerenciais que permitiram a administração descentralizada das operações e de marketing, a partir de uma pequena sede da corporação, através de relatórios e indicadores. Essa foi a complementação necessária que faltava para que o sistema de produção em massa iniciado por Ford adquirisse as características atuais. Em termos técnicos, a GM começou a trabalhar com uma plataforma básica para todos os carros, alterando somente a carenagem externa para produzir diferentes tipos de automóveis, em função das diferentes classes de mercado que atenderia. Isto fez com que a GM centralizasse a produção dos chassis em plantas específicas, tornando-as altamente especializadas, aumentando assim a produção e reduzindo os custos através da padronização nas partes não visíveis dos carros (Womack,1992). O apogeu da produção em massa de automóveis, considerando o domínio das indústrias norte-americanas sobre esse mercado, em nível mundial, ocorreu em 1955, quando as três grandes empresas – Ford, GM e Chrysler – eram responsáveis por 95% das vendas dos mais de 7 milhões de veículos dentro do mercado norte-americano.Nesse mesmo ano, a América do Norte detinha quase 75% da produção mundial de automóveis e a Europa, cujas indústrias operavam nos mesmos moldes das americanas, tinham cerca de 22 ou 23% da produção, cabendo os 2 ou 3% remanescentes para o restante do mundo, inclusive o Japão. Resumindo pode-se dizer que as características principais desta forma de trabalho são: trabalho simplificado (pobre), ou seja, sem atrativos que estimulassem o trabalhador em sua jornada diária; trabalho repetitivo, ou seja, monótono, sem rotatividade nas tarefas; trabalho isolado (visão puramente a técnica), isto é, sem interação entre os trabalhadores. Em alguns acasos isto era enfatizado pelo alto número de estrangeiros, falando diferentes idiomas, no mesmo local; mínima participação intelectual dos trabalhadores na definição de como o trabalho deveria ser realizado e controlado. Tais atividades eram responsabilidades dos supervisores e engenheiros. 2.2 A Escola Sócio-Técnica A visão mecanicista do trabalho imposta pelo Taylorismo/Fordismo, veio a ser desmistificada pela Escola Sócio-Técnica, movimento iniciado através dos estudos realizados pelo Instituto Tavistock em Londres, ainda nas décadas de 40 e 50, que defendia que o trabalho é composto de relações técnicas e sociais (indivíduo/grupo) e que nenhuma das partes se sobrepõe à outra na caracterização das relações de trabalho. Este modelo privilegia o conteúdo das tarefas e tenta compreender as questões sociais, psicológicas e organizacionais do trabalho concomitantemente com os aspectos tecnológicos. Um bom exemplo desta alternativa foram as experiências realizadas pela Volvo a MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 7 partir da década de 60 em várias plantas na Suécia, culminando com o Sistema de Produção Reflexiva (fábrica da Volvo em Uddevalla – Suécia, década de 80), conforme citado por Ellegard (1997). Com a perspectiva Sócio-Técnica, o comportamentalismo, a ênfase da satisfação no trabalho como forma de aumentar a produtividade, conceitos como o trabalho em grupo (grupo semi-autônomos) e a qualidade de vida no trabalho (quality of working life – QWL), tornaram-se os pilares deste paradigma industrial. Dentro desta concepção, as diferenças de habilidades, motivação e comportamento que há entre os indivíduos podem ser minimizados e ajustados às situações de trabalho com a instituição dos grupos semi-autônomos, que são sistemas capazes de adquirir conhecimento e evoluir constantemente. Cleto et al. (2001) apresenta aspectos da mudança organizacional em relação à organização do trabalho conduzida pela Volvo do Brasil. Esta integração entre os trabalhadores aliada a uma melhoria das condições ambientais do local de trabalho, e uma perspectiva de satisfação pessoal impulsiona a produtividade, além de melhorar a qualidade de vida no trabalho. Suas características são: compensação justa e adequada; condições seguras e saudáveis de trabalho; oportunidade imediata de uso e desenvolvimento de capacidades humanas; oportunidade de contínuo crescimento e seguridade; congruência do trabalho com o espaço total de vida; relevância social da vida de trabalho. Paralelamente à Produção Reflexiva dá-se o surgimento de outros modelos industriais, cada um com um grau de variação nas relações de trabalho e adaptado ao contexto em que está inserido. O mais relevante será apresentado a seguir. 2.3 O Surgimento da Produção Enxuta Vistas as características dos modelos anteriores, cabe agora ressaltar o Sistema de Produção Enxuta ou Sistema Toyota de Produção. Ainda que este não tenha se tornado um modelo hegemônico, revolucionou o mundo ao final dos anos 70 e ainda hoje provê resposta bastante razoável às necessidades em termos de organização e gestão dos sistemas produtivos. Algumas de suas características quanto à organização do trabalho são: flexibilização do processo produtivo; maior grau de autonomia dos trabalhadores e sua alocação de forma flexível; trabalhadores polivalentes; introdução do emprego vitalício – o que reduziu a taxa de rotatividade e conseguiu maior engajamento por parte dos trabalhadores; atribuição de maiores responsabilidades aos trabalhadores (controle de qualidade, diagnósticos de problemas etc.); introdução da terceirização (de forma intensiva). No início da década de 50, a Toyota estava desenvolvendo e implantando seu sistema de gestão de produção, que seria difundido para as demais empresas japonesas e, depois, para outras partes do mundo, principalmente a América do Norte e a Europa. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 8 Esse sistema de gestão da produção veio a ser denominado na década de 1990, como Sistema de Produção Enxuta (SPE), termo traduzido da expressão inglesa lean manufacturing. Os resultados alcançados com a Produção Enxuta podem ser demonstrados a partir da Pesquisa Mundial das Montadoras, realizada pelo IMVP – International Motor Vehicle Program (Programa Internacional de Pesquisa sobre a Indústria Automobilística), do Massachusetts Institute of Technology – MIT, publicados por Womack (1992). A Tabela 2.2a – Algumas Características das Montadoras e Fornecedores, a seguir, ressalta os resultados da Produção Enxuta, admitindo-se que a mesma se encontra bastante disseminada nas montadoras e fornecedores japoneses, em comparação com as montadoras norte-americanas e européias, que ainda não adotavam ou implantavam parcialmente esse sistema de gestão da produção, durante o período que compreendeu a pesquisa, entre 1989 e 1990. A mesma tabela destaca ainda a experiência da adoção da Produção Enxuta das montadoras japonesas que operam na América do Norte. Tabela 2.2a – Algumas Características das Montadoras e Fornecedores Indicadores Japoneses no Japão Japoneses na América Norte- Americanos na América Toda Europa Desempenho Produtividade (horas/veículo) 16,8 21,2 25,1 36,2 Qualidade (defeitos de montagem/100 veículos) 60,0 65,0 82,3 97,0 Layout Espaço (m 2 /veículo/ano) 0,53 0,85 0,72 0,72 Área de Reparos (% do espaço de montagem) 4,1 4,9 12,9 14,4 Fonte: Womack (1992) O que salta aos olhos numa primeira observação é o tempo na produção dos veículos alcançado pelas montadoras japonesas: 33% menor do que as norte-americanas na América e 53,5% do que as européias, além de apresentar uma qualidade superior, com 27% menos defeitos em relação às norte-americanas e 38% menor do que as européias. De maneira semelhante ao impacto provocado pela produção em massa, essa primeira dimensão pode traduzir-se em benefícios para os consumidores, como a redução dos preços, e para as montadoras através da elevação da lucratividade. Vale ressaltar que a maioria dos benefícios aos consumidores, na medida em que não implicavam em elevação significativa dos preços, se constituíam em um processo que agregava cada vez mais valor aos produtos fabricados. Como resultado, o nível de satisfação dos consumidores elevou-se, assim como também o de exigência, implicando numa sofisticação das práticas de marketing, impulsionando os métodos gerenciais dessa área de relacionamento com o mercado. Apesar de não ser esse um objetivo inicial dos métodos de Produção Enxuta, os mesmos se harmonizavam muito bem com os de marketing. Outras dimensões tornaram-se possíveisde serem consideradas a partir da Produção Enxuta, notadamente no que se refere ao comportamento dos trabalhadores e o relacionamento com fornecedores, tais como a participação dos trabalhadores em MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 9 equipes e a rotação de tarefas que envolvem a força de trabalho, resultando em motivação que pode ser medida pelo número de sugestões e absenteísmo, cujos indicadores para as montadoras japonesas são muito superiores às das norte-americanas e européias. Ainda no âmbito comportamental, o relacionamento das montadoras com os fornecedores é mais próximo e envolvente, o que também os torna mais cooperadores. Todas essas dimensões refletem em menores custos de produção e menor esforço de gerenciamento das operações, alcançado pelo desenvolvimento e aplicação de algumas ferramentas gerenciais, conforme veremos na Tabela 2.2b seguir. Tabela 2.2b Algumas Características das Montadoras e Fornecedores Indicadores Japoneses no Japão Japoneses na América Norte- Americanos na América Toda Europa Desempenho Estoques (dias para amostragem de 8 peças) 0,2 1,6 2,9 2,0 Força de Trabalho % da Força de Trabalho em Equipes 69,3 71,3 17,3 0,6 Rotação de Tarefas (0=nenhuma; 4=freqüente) 3,0 2,7 0,9 1,9 Sugestões por Empregado 61,6 1,4 0,4 0,4 Treinamento de Novos Trabalhadores (horas) 380,3 370,0 46,4 173,3 Absenteísmo 5,0 4,8 11,7 12,1 Automação Soldagem (% passos diretos) 86,2 85,0 76,2 76,6 Pintura (% passos diretos) 54,6 40,7 33,6 38,2 Montagem (% passos diretos) 1,7 1,1 1,2 3,1 Relacionamento Fornecedor/Montadora No de Fornecedores para Planta Montadora 170 238 509 442 Níveis de Estoques (dias para 8 peças) 0,2 1,6 2,9 2,0 Proporção de Peças Entregues Just-in-time (%) 45,0 35,4 14,8 7,9 Proporção de Peças com um só Fornecedor (%) 12,1 98,0 69,3 32,9 Fonte: Womack (1992) MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 10 2.4 . Comentários Finais Verifica-se, portanto, que no projeto e na gestão de um sistema de produção é de grande relevância a filosofia de organização e gestão da produção que será adotada, isto é, o conjunto de princípios e valores nos quais se acredita e que serão a base para as pessoas trabalharem, de modo que melhores resultados sejam obtidos para a empresa, trabalhadores, comunidade local, meio-ambiente e país. Face à competição existente desde os primórdios do capitalismo, observa-se uma forte tendência à adoção de princípios e valores que estabeleçam uma base segura para o desempenho superior da organização. Assim, mesmo em países com uma forte ênfase sócio-técnica, como é o caso da Suécia, Finlândia, etc., inicia-se gradualmente a introdução de conceitos e ferramentas do Sistema de Produção Enxuta, de modo a atender os requisitos de competitividade. A construção de sistemas híbridos, isto é, que combinam aspectos da Escola Sócio-técnica (EST) e o Sistema de Produção Enxuta (SPE), conforme coloca Wallace (2004) é uma alternativa que está sendo construída em muitas organizações, as quais não querem abandonar determinados princípios da EST por uma série de razões, tais como: complexidade dos produtos e consequente necessidade de maior tempo de aprendizagem, processos e produtos com elevado nível de tecnologia embutida, transferência de autonomia aos trabalhadores de chão-de-fábrica com correspondente aumento da responsabilidade, etc. Por outro lado, as empresas não querem deixar de utilizar um conjunto amplo de técnicas vindas com o SPE e que, de maneira inegável, contribuem para a melhoria da produtividade e qualidade das operações. Outro fato cada vez mais presente na Europa é a maior disposição dos sindicatos para negociar com as empresas aspectos relativos à organização do trabalho, tais como não-redução da jornada de trabalho, implantação de tempos de ciclo mais baixos, etc., em virtude do maior desemprego ou de menores taxas de crescimento da oferta de empregos. Muitos sindicatos flexibilizam pontos antes colocados como “cláusulas pétreas” de seus contratos ou acordos, a fim de evitar perda de unidades produtivas para o exterior, principalmente para PED. No entanto, a melhoria das condições de trabalho também é vista como um ponto importante no Sistema Toyota de Produção de modo a garantir a sua atratividade para os trabalhadores. Novas plantas da Toyota Motor Company no Japão foram construídas de modo a atender requisitos ergonômicos, conforme pode ser visto em Matsudaira & Nimi (1997). MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 11 CAP. 3 – ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 3.1 Aspectos Preliminares A Engenharia de Produção não é uma ciência exata. Ela precisa do conhecimento técnico aprofundado e do conhecimento humano que gerencia a atividade para atingir seu objetivo, que é a produção de um produto e/ou serviço. Eng. de Produção - Engenharia Técnica - Aspectos Humanos da Administração Produto e/ou Serviço Seu objetivo principal é realizar o estudo, a análise e o projeto de um sistema produtivo. O sistema é definido pela entrada, transformação (processamento) e saída de um produto e/ou serviço com qualidade. A entrada compreende os equipamentos e a capacidade produtiva instalada, o ambiente, as informações, a mão-de-obra e a matéria- prima. O processamento é a interação dos cinco elementos da entrada. A saída é o resultado do processamento e esta só atinge seu objetivo quando o produto e/ou serviço fornecido apresentar qualidade, isto é, quando atende as especificações e requisitos definidos pelo projetista e exigências legais, bem como apresenta compatibilidade com as necessidades e desejos do cliente. As áreas de estudo da Engenharia de Produção eram inicialmente: Gerência da Produção, Engenharia Econômica, Pesquisa Operacional e Projeto do Produto. Atualmente abrange outras áreas, tais como: Sistemas de Informação, Ergonomia, Ensino da Eng. de Produção, Simulação, Gestão do Conhecimento, etc. 3.2 Funções Gerenciais As organizações são gerenciadas através da divisão de suas atividades em áreas principais. Cada uma destas áreas tem seus objetivos específicos, que devem ser convergentes com os das demais áreas e beneficiem a empresa como um todo. Algumas funções gerenciais existentes nas organizações modernas são: a) Produção: área responsável pela definição das quantidades a serem produzidas na empresa, isto é, o Planejamento da Produção. Envolve também as atividades para garantir a execução do planejado, isto é, as atividades de Controle; b) Comercial (ou Marketing): área responsável pelas estratégias e operações de vendas, pós-venda, atendimento aos clientes, etc.; c) Finanças: área responsável pela análise do fluxo de recursos econômicos na organização. Envolve o fluxo de caixa, avaliação de financiamentos, grau de endividamento, avaliação de custos, etc.; d) Logística: área que trata do planejamento e das operações de movimentação interna e externa de materiais na organização. Trata também da armazenagem e definição de embalagens envolvidas com os materiais. Pode ter uma abrangência nacional ou internacional, dependendo do porte da empresa, envolvendo procedimentos de importação e exportação. Pela sua importância para a definição do planejamento da produção, passou em muitos casos, a realizá-lo juntamente com o setor de Produção; MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTOE ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 12 e) Tecnologia da Informação: área que trata dos sistemas de informação, isto é, do software e do hardware necessário para a empresa atingir seus objetivos. Os sistemas de informação ou software´s tipo ERP – Enterprise Resources Planning, são programas de computador que permitem acesso imediato às informações necessárias para as atividades de planejamento e à tomada de decisão; f) Outras áreas importantes na empresa moderna: Recursos Humanos, Compras, Qualidade, etc.; 3.3 Conceitos A) Produtividade: O conceito de produtividade é importante para a avaliação da forma como está sendo realizada uma ou um conjunto de atividades. Normalmente a medição da produtividade é realizada através da relação entre a quantidade de produtos resultantes e a quantidade de recursos ou insumos utilizados na realização da(s) atividade (s). De forma simplificada, pode ser expressa através da seguinte equação: Produtividade = Saídas = Produção Resultante Entradas Recursos Utilizados Assim, a produtividade é também uma medição dos desperdícios que a pessoa ou empresa incorre ao executar as suas atividades. As perdas são um dos focos do Sistema de Produção Enxuta (Sistema Toyota de Produção). Embora a avaliação ou medição da produtividade seja simples, as causas que a influenciam não são tão simples assim. Particularmente nas empresas com grande conteúdo de trabalho manual, vários podem ser os estímulos que afetam a produtividade, tais como: a cultura existente na região, voltada ou não para o trabalho; o treinamento recebido pelos trabalhadores para a execução das tarefas; a motivação dos trabalhadores para a execução das tarefas; o projeto do posto de trabalho em termos ergonômicos; o estilo de liderança e estrutura hierárquica utilizada na empresa; o plano de benefícios e participação nos resultados da empresa, bem como planos de carreira existentes; a possibilidade de aprendizagem e trabalho em grupo; o método utilizado para se executar as tarefas e resolver problemas no dia-a-dia da empresa; o nível de automação existente na fábrica ou unidade considerada. Exemplos de medição de produtividade são: automóveis/homem.hora , m 3 de alumínio/dia, O conceito de produtividade em sistemas produtivos é análogo ao de rendimento ou eficiência utilizados na engenharia para representar o desempenho de um determinado sistema, processo, máquina ou equipamento. No entanto, em empresas industriais o trabalho focado na obtenção da produtividade pode ser baseado em um processo organizado e sistêmico, como apresenta King (2007). MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 13 B) Qualidade: O conceito de qualidade é bastante amplo. Vários são os autores e definições existentes. Serão apresentadas algumas definições a fim de se ter uma idéia da diversidade de visões e abordagens sobre o tema. Segundo Deming (1990) qualidade é o atendimento de um conjunto de requisitos ou conformidades relativos a um determinado produto. É obtida utilizando-se um tratamento estatístico dos dados (através do Controle Estatístico de Processo - CEP) ou através da utilização de estudos amostrais. Deming teve um importante papel ao disseminar a cultura de qualidade no Japão no pós-guerra. Shingo (1996), no entanto, defende que a utilização de amostras para a inspeção da qualidade não garante a qualidade 100%. Argumenta que devem ser criadas condições para que todo o conjunto de itens de um determinado pedido ou lote seja entregue ao cliente com qualidade 100% garantida. Para conseguir isto, deve-se usar dispositivos que impeçam falhas inadvertidas, como os Poka-Yokes. Já Juran (1992) coloca que qualidade é o atendimento das necessidades do cliente através de produtos ou serviços projetados e continuamente melhorados para tal. Apresenta a espiral da melhoria contínua, através da qual a empresa estará sempre melhorando seus produtos e satisfazendo o cliente. Feigenbaun (1994) coloca que, qualidade é a conformidade com os padrões especificados para os produtos. Desta forma, os padrões devem estar bem definidos de forma prévia, na fase de projeto. Já Falconi (1994), um grande disseminador dos conceitos da qualidade no Brasil, apresenta que um produto ou serviço de qualidade é aquele que atende perfeitamente, de forma confiável, acessível, segura e no tempo certo as necessidades do cliente. Portanto, em outros termos, pode-se dizer: projeto perfeito, sem defeitos, baixo custo, segurança do cliente, entrega no prazo certo no local certo e na quantidade certa. Para ele, o verdadeiro critério da boa qualidade é a preferência do consumidor. Portanto, em resumo, pode-se considerar qualidade como sendo: características dos produtos que levam à satisfação das necessidades (intrínsecas e extrínsecas) dos clientes; características dos produto que os tornam adequados ao usos que se destinam; o atendimento ou conformidade com padrões e normas relativos ao produtos e processos, seja pela aplicação de padrões com base estatística ou não. C) Flexibilidade O conceito de flexibilidade em um sistema produtivo está relacionado com a habilidade, facilidade e rapidez de: se introduzir outro produto no sistema produtivo, ou seja, a capacidade de se produzir uma certa diversidade de produtos; se realizar um aumento ou redução do volume de produção em função das oscilações da demanda. Um dos fatores que exerce grande influência sobre a flexibilidade do Sistema de Produção é o arranjo físico estabelecido. Este é definido na fase de projeto e, normalmente no início das operações da empresa supre as suas necessidades em termos do conjunto ou mix a ser produzido. No entanto, com o tempo, em função da inclusão e exclusão de produtos do mix de produção, o arranjo-físico inicial pode tomar-se obsoleto, inadequado e prejudicial à organização, reduzindo a flexibilidade da empresa. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 14 Muitas empresas, na medida do possível, incorporam máquinas e equipamentos com possibilidade de movimentação dentro do ambiente fabril, de modo que o arranjo- físico possa ser alterado de acordo com as necessidades. No entanto, fatores como preparação do piso (para fixação) e ligação de utilidades às máquinas, tais como vapor, gases, ar comprimido, etc., dificultam a mobilidade dos equipamentos. Outro fator que exerce uma grande influência sobre a flexibilidade do sistema de produção é o nível de automação das máquinas e equipamentos utilizados na fábrica. A automação de processos industriais se justifica em determinadas situações, tais como: necessidade de se garantir segurança ou eliminação de esforços excessivos (peso, velocidade, etc.) para o trabalhador; necessidade de se garantir qualidade para o produto, não alcançada através da realização das tarefas manualmente; existência de uma elevada escala de produção com baixa variedade, o que leva a uma alta repetibilidade das atividades; quando a automação levar o processo a uma maior flexibilidade, pelos recurso tecnológicos que apresenta. Uma vez ressalvadas as situações descritas anteriormente, de uma maneira geral, a decisão sobre a adoção da automação deve ser bastante amadurecida e seletiva, uma vez que há um risco da máquina ou equipamento trazer um alto nível de “engessamento” às operações da empresa, reduzindo, portanto, sua flexibilidade para atender a variedade de produtos. Processos automatizados normalmente são bastante sofisticados em termos de tecnologia e apresentamum alto custo de suporte e manutenção, que se associa com longas paradas para reparos e troca de peças. A Fiat na Itália, na década de 80, realizou uma série de experiências (Fábricas de Cassino, Termoli, Rivalta, etc) com alto nível de automação, tendo voltado atrás em vários casos, de modo a simplificar seus processos e tornar as fábricas mais flexíveis. O mesmo ocorreu com a Toyota, no Japão, na qual um sistema de montagem chassi-carroceria totalmente automatizado com base em sistemas óticos e robôs, foi trocado por um sistema bem mais simples através de pinos-guia e posicionamento mecânico. A implantação de sistemas de produção mais simples é defendida pela filosofia de Produção Enxuta, como forma de garantir sua flexibilidade. Há também implicações do ponto de vista do Ciclo de Vida do produto para adoção da automação. Se for curto, a empresa pode não ter flexibilidade para se adaptar à nova situação ao final do ciclo de vida de um produto. D) Pontualidade Pontualidade significa cumprir as promessas de entrega, ou seja, honrar os contratos de entrega ao cliente. Com isso, a manufatura dá à empresa a vantagem em pontualidade. As empresas são tentadas a prometer entregas rápidas para aumentar suas possibilidades de “ganhar” o pedido do cliente. Esta prática tem condenado empresas a perda de clientes e até mesmo à falência. Fazer pontualmente as entregas acordadas pode tornar-se uma importante fonte de vantagem competitiva. A pontualidade é um conceito simples – diferença entre a data devida e a data real da entrega ao cliente. Entretanto, em algumas situações é complicado para as empresas definirem o que são datas devidas e datas reais. As respostas para todas essas dúvidas dependem das circunstâncias do contrato ou pedido, de normas do setor, quais as informações disponíveis, para que a medida seja usada. A organização deve definir a medida que mais fielmente represente as expectativas do cliente. A pontualidade é um valor de elevada importância para o cliente. Assim, as empresas podem ganhar mais negócios por serem confiáveis. No ambiente interno a MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 15 pontualidade dá mais estabilidade à produção. Algumas alternativas para se obter vantagem em pontualidade são: produtos isentos de defeitos; programação de produção não-sobrecarregada; estabelecimento da manutenção preventiva; monitoramento das datas de entregas internas; arranjo físico (layout) da produção adequado. Ver Figura 3.1. Figura 3.1 – Layout orientado por tecnologia (figura à esquerda) e por produto (direita). E) Automação Automação é conjunto das técnicas e dos sistemas de produção fabril baseados em máquinas com capacidade de executar tarefas previamente executadas pelo homem e de controlar seqüências de operações sem a intervenção humana. Também pode ser definido pelo conjunto das técnicas e dos sistemas não fabris baseados em aparelhos programáveis com capacidade de operar quase independentemente do controle humano (como acontece nos domínios das telecomunicações, da aeronáutica e da astronáutica). Alguns benefícios da automatização: gera grandes incrementos na produtividade do trabalho, gerando redução de custos; gera um aumento da produção, pois os equipamentos automatizados possibilitam uma melhora na qualidade do produto, uniformizando a produção, e reduzindo ou eliminando refugos e retrabalhos; elimina tempos mortos, ou seja, permite a existência de recursos que trabalham 24 horas por dia, o que leva a um grande crescimento na produtividade ; o uso da microeletrônica permite flexibilidade ao processo de fabricação, ou seja, permite que os produtos sejam produzidos conforme as tendências do mercado, evitando que se produzam estoques de produtos invendáveis. Alguns cuidados importantes ao automatizar processos existentes: tomar um processo que já esteja claramente definido, isto é, que tenha os passos claros e as regras que o governam estejam bem entendidas; não tomar um processo que apresente falhas. Automatizar um processo ruim significa que você estará executando-o errado e mais rápido. Se um processo não funciona, não assuma que o uso de tecnologia vai consertá-lo; é importante entender a natureza humana e a realidade do negócio na situação. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 16 Com a automação um processo pode ser melhorado, mas deve-se tomar cuidados para que os ajustes incrementais levem o processo para frente. Exemplos de tecnologias de automação industrial (voltada ao software): CAD Computer-Aided Design; CAM Computer-Aided Manufactoring; CAQ Computer-Aided Quality Assurance; MRP Materials Requirements Planning; MRP II Manufacturing Resource Planning; ERP Enterprise Resource Planning; F) Competitividade É a capacidade do sistema de gerar produtos dentro dos padrões de qualidade atendendo uma variabilidade normal, com menos perdas, menos tempo e custos reduzidos. A competitividade das empresas não depende apenas de fatores microeconômicos, mas também de todo o ambiente macroeconômico, político- institucional e até cultural em que as empresas atuam. A seguir apresenta-se os níveis de competitividade: nível macro: engloba as políticas macroeconômicas propriamente ditas, como as políticas cambial, monetária e fiscal, além da política de comércio exterior (pautada pela integração ativa da economia nacional aos mercados internacionais) e das políticas voltadas para a regulação da concorrência entre as empresas, as quais devem impedir a formação de monopólios e cartéis; nível micro: os fatores de competitividade ligados exclusivamente à organização interna das empresas, às estratégias empresariais e às relações inter-empresas. Envolve assim a capacidade de gestão, a aplicação de melhores práticas (best practices) em todas as etapas do ciclo de produção (desenvolvimento de produtos, produção propriamente dita e comercialização), a gestão da inovação, a integração em redes de cooperação tecnológica, a logística empresarial e a interação entre provedores, produtores e usuários; nível meso: diz respeito, na sua maior parte, à organização do espaço em que estão inseridas as empresas, à dotação de fatores de produção desses espaços e às políticas implementadas para intervir na organização espacial e na dotação de fatores, tais como: a política de infra-estrutura física, que abarca os sistemas de transporte, energia e telecomunicações; a política de infra-estrutura industrial; a política educacional, que visa a melhorar a qualificação da mão-de-obra; e por fim as políticas ambientais e regionais. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 17 CAP. 4 – PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO O Planejamento e o Controle da Produção são atividades centrais em uma indústria. É através do Planejamento e Controle da Produção que realiza-se a adequação dos volumes e variedades a serem produzidos às variações da demanda e demais condições do mercado. Nos últimos tempos poucas áreas dentro da administração empresarial mudaram tanto como a Administração da Produção. Cresceu a sua importância, reposicionando o papel da produção (ou manufatura) como um recurso fundamental para o alcance dos objetivos da organização. Esta revalorização da área da produção ocorreu devido a três razões básicas: a crescente pressão por competitividade que o mercado mundial tem demandado das empresas; o potencial competitivo que representa o recente desenvolvimento de novas tecnologias de processo e de gestão de manufatura; o desenvolvimento de um melhor entendimento do papel estratégico que a produção pode e deve ter na busca dos objetivos globais da organização. Níveis de Planejamento O planejamento de um a empresa é dividido em três grupos: planejamento estratégico: de certa forma irreversível, envolve toda a empresa e é de longo prazo. Exemplo: a escolha da localização de uma nova fábrica é uma decisão complexa e que deve contemplar vários fatores; planejamento tático: planejamento de médio prazo, envolve uma ou poucas áreas, sendo reversível. Exemplo: definição do arranjo físico (também pode ser considerado no nível operacional) ou processo de nacionalização de componentes; planejamento operacional: é de curto prazo, reversível, envolvendo em geral uma área da empresa. Tem um impacto restrito na organização. Exemplo: compra de insumos. Porter (1986) define três estratégias básicas para uma organização industrial. Estas estratégias impactam fortemente as atividades de Planejamento e Controle da Produção, pois para atendê-las a empresa precisará organizar e gerenciar o maior ou menor volume e variedade de produção requeridos. São elas: liderança pelo custo: alto volume, elevada padronização; diferenciação: menores volumes de produção, menor padronização, ênfase na marca. Exemplos: Ferrari, Companhia Aérea Gol. Ou através de outras ações (ambientais, políticas, consciência ecológica). Exemplo: Boticário. enfoque: busca conciliar as duas anteriores. Foco no segmento de mercado ou região. Hoje em dia, no entanto, em função das concorrência, muitas empresas buscam alcançar as vantagens presentes nas duas primeiras estratégias simultaneamente, isto é, ter baixos custos e excelente qualidade. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 18 Planejamento e Controle da Produção As principais atividades do Planejamento e Controle da Produção em uma empresa industrial são: Previsão de Demanda: contempla a análise das futuras condições de mercado e previsão da demanda futura. É da maior importância para a elaboração do Planejamento de Longo Prazo. Mesmo em indústrias que fabricam produtos sob encomenda, deve-se fazer conjecturas sobre o estado da economia e o seu impacto nos negócios futuros da empresa. Estas previsões podem ser classificadas em: longo prazo (horizonte de planejamento se estende aproximadamente a cinco anos ou mais), médio prazo (horizonte de planejamento varia aproximadamente de seis meses a dois anos) e curto prazo (decisões de 1 a 3 meses, relacionadas com a Programação da Produção e ao Controle de Estoque); Planejamento de Recursos de Longo Prazo: as empresas devem se preparar elaborando planos de longo prazo para dimensionamento de sua capacidade futura, através de estudos de previsão de demanda e objetivos formulados pelo planejamento estratégico feito pela alta administração, com a finalidade de se fazer a previsão dos recursos necessários (equipamentos, mão-de-obra especializada, capital para investimentos em estoque, etc.) que geralmente não são passíveis de aquisição no curto prazo; Planejamento Agregado de Produção: elabora-se com base no Planejamento de Longo Prazo o Planejamento Agregado de Produção, cujo resultado é um plano de médio prazo que estabelece níveis de produção, dimensões da força de trabalho e níveis de estoque. O horizonte do Plano Agregado de Produção pode variar de 6 à 24 meses, dependendo da atividade industrial. O planejamento é feito em termos de famílias de itens, isto é, os produtos a serem produzidos não são definidos de forma a terem uma constituição individual e completamente especificada, mas são agregados formando famílias de itens semelhantes. A atividade de planejamento agregado nem sempre é considerada de forma isolada como nesta análise acadêmica. Particularidades de cada indústria, tais como previsibilidade da demanda e alto nível de repetibilidade dos produtos, fazem com que muitas vezes ela nem seja executada. Neste caso, ela tende a ser absorvida pelo Planejamento Mestre da Produção que é uma atividade subsequente e mais detalhada; Planejamento Mestre da Produção (PMP): é o componente central da estrutura global apresentada na Figura 4.1. Gerado a partir do plano agregado de produção, desagregando-o em produtos acabados, guiará as ações do sistema de manufatura no curto prazo, estabelecendo quando e em que quantidade cada produto deverá ser produzido dentro de um certo horizonte de planejamento. Este horizonte de planejamento pode variar de 4 à 12 meses, sendo que, quanto menor for o horizonte de tempo maior será a acuracidade do PMP. Quando existem diversas combinações de componentes para se obter o produto, pode ser preferível elaborar o PMP com base em produtos de níveis intermediários; Planejamento de Materiais: é a atividade através da qual é feito o levantamento completo das necessidades de materiais para execução do plano de produção. A partir das necessidades vindas da lista de materiais, das exigências impostas pelo PMP e das informações vindas do controle de estoque (itens em estoque e itens em processo de MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 19 fabricação), procura determinar quando, quanto e quais materiais devem ser fabricados e comprados. O planejamento de materiais está intimamente ligado ao gerenciamento de estoques de matérias-primas, produtos em processo e produtos acabados. Os estoques consomem capital de giro, exigem espaço para estocagem, requerem transporte e manuseio, deterioram-se, tornam-se obsoletos e requerem segurança. Por isso, a manutenção de estoques pode acarretar um custo muito alto para um sistema de manufatura. O Planejamento de Materiais deve, portanto, ter como objetivo reduzir os investimentos em estoques e maximizar os níveis de atendimento aos clientes e produção da indústria; Planejamento e Controle da Capacidade: é a atividade que tem como objetivo calcular a carga de cada centro de trabalho para cada período no futuro, visando prever se o chão de fábrica terá capacidade para executar um determinado plano de produção para suprir uma determinada demanda de produtos ou serviços. O Planejamento da Capacidade fornece informações que possibilitam: a viabilidade de planejamento de materiais, obter dados para futuros planejamentos de capacidade mais precisos, identificação de gargalos, estabelecer a programação de curto prazo e estimar prazos viáveis para futuras encomendas. O Controle da Capacidade tem a função de acompanhar o nível da produção executada, compará-la com os níveis planejados e executar medidas corretivas de curto prazo, caso estejam ocorrendo desvios significativos. Os índices de eficiência, gerados pela comparação dos níveis de produção executados com os níveis planejados, permitem determinar a acuracidade do planejamento, o desempenho de cada centro produtivo e o desempenho do sistema de manufatura; Programação e Sequenciamento da Produção: a atividade de programação determina o prazo das atividades a serem cumpridas, ocorrendo em várias fases das atividades de planejamento da produção. De posse de informações tais como: disponibilidade de equipamentos, matérias-primas, operários, processo de produção, tempos de processamento, prazos e prioridade das ordens de fabricação, as ordens de fabricação poderão ser distribuídas aos centros produtivos onde será iniciada a execução doPMP. Os objetivos da programação e sequenciamento da produção são: aumentar a utilização dos recursos; reduzir o estoque em processo; reduzir os atrasos no término dos trabalhos. Ela é realizada em três níveis: planejamento da produção, emissão de ordens e liberação da produção; Controle da Produção e Materiais: tem como objetivo acompanhar a fabricação e compra dos itens planejados, com a finalidade de garantir que os prazos estabelecidos sejam cumpridos. A atividade de Controle da Produção e Materiais também recolhe dados importantes como: quantidades trabalhadas, quantidade de refugos, quantidade de material utilizado e as horas-máquina e/ou horas-homem gastas. Caso algum desvio significativo ocorra, o Controle da Produção e Materiais deve acionar as atividades de PMP e Planejamento de Materiais para o replanejamento necessário ou acionar a atividade de Programação e Sequenciamento da Produção para reprogramação necessária. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 20 A Fig. 4.1 ilustra os componentes do processo decisório do Planejamento e Controle da Produção. Figura 4.1 – Estrutura do processo decisório do Planejamento e Controle da Produção. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 21 CAP. 5 – CAPACIDADE DE PRODUÇÃO Uma vez estabelecidos os produtos que serão produzidos pela empresa e o seu volume de produção, define-se a qualificação dos funcionários e os tipos de máquinas requeridos para a produção. Estas definições estão diretamente ligadas aos processos de transformação ou montagem necessários para se chegar ao produto acabado da empresa. Em seguida, é feito o dimensionamento do número de funcionários, máquinas e equipamentos, além de outras facilidades (instalações de gás, vapor, etc.) necessários para suprir-se a demanda prevista em um determinado período. Abordam-se aqui produtos fabricados ou montados em lotes. Normalmente a capacidade de produção é avaliada em uma unidade física, tal como a quantidade de: peças, produtos acabados, kg, m 3 , etc. em relação a uma unidade de tempo, tal como ano, mês, semana, dia ou hora. Assim, teríamos como ex.: 80 cadeiras/dia, 60 canetas/hora, etc.. A capacidade de produção é determinada quando é instalada a empresa para suprir a demanda com o cuidado de não ser exageradamente maior ou menor que a demanda real. É mais interessante ser precavido e implantar-se uma empresa com menor porte (mas que atenda a demanda) e a capacidade ir crescendo com o tempo, do que ter que suportar capacidade ociosa durante um bom tempo. A necessidade de uma maior capacidade de produção deve ser satisfeita inicialmente através das seguintes possibilidades: horas-extras, terceirização de produção de certos componentes ou conjuntos, contratação de pessoal temporário, redução de perdas, etc., cada uma devendo ser analisada em relação às vantagens e desvantagens que traz e ao contexto geral da empresa. Apenas após terem sido exauridas estas possibilidades, justificam-se investimentos em estrutura física e de pessoal permanente para aumento de capacidade. A capacidade existente, à qual corresponde uma estrutura física e de custos de produção (mão-de-obra, máquinas e outros insumos), chama-se de capacidade normal de produção. Ou seja, a empresa produzirá com determinados custos até o limite de sua capacidade normal de produção. Caso haja um aumento ou redução desta capacidade normal de produção, haverá correspondente alteração dos custos de produção. A seguir serão apresentados alguns conceitos e equações importantes para o cálculo da capacidade produtiva e demais variáveis relacionadas. A fim de organizar o assunto serão apresentadas equações gerais e, posteriormente, equações referentes a Sistemas de Produção compostos de: a) apenas trabalho manual (montagem); b) trabalho manual e com máquinas. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 22 5.1. Conceitos e Equações Gerais a) Tempo de Ciclo (T.C.): é o intervalo de tempo em que é produzido cada produto de modo a atender a demanda. Pode ser calculado através da equação: T.C. = Tempo Disponível para a produção por dia / Demanda por dia Ex.: 8 h por dia / 120 unid por dia = 8 x 60 min / 120 unid = 4 min / unid.; Se a Demanda passar para 3 x 120 unid por dia, então o T.C. cai para 80 seg./unid. Obs.: Demanda é a quantidade de unidades que o mercado está absorvendo do produto da empresa em relação a uma unidade de tempo. Ela determina o que se chama de Takt- time, isto é, o intervalo de tempo em que o mercado está demandando cada unidade do produto. No caso anterior, é igual ao T.C., isto é, 4 min/unid.. Caso o T.C. de um processo produtivo (usinagem de uma peça, por exemplo) seja maior que o Takt-time, a demanda não será atendida e outras alternativas deverão ser buscadas, tais como utilização de horas-extras, estoques, etc.. b) Capacidade de Produção (C.P.): é a capacidade necessária de uma instalação de modo a atender a demanda no tempo disponível existente. C.P. = Tempo Dispon. para a produção por dia / Tempo de Ciclo Ex.: Cap.Prod. = 8 h por dia / (4 min / unid) = 480 min por dia / (4 min/ unid) = 120 unid / dia; Obs.: O ideal é que a capacidade de produção seja um pouco superior à demanda, de modo que haja uma folga desta capacidade em virtude de problemas com mão-de-obra (faltas, férias, etc.), máquinas e equipamentos (manutenção, quebras, etc.) que possam surgir. 5.2. Produção com Trabalho Manual (Montagem) Muitas empresas utilizam-se de apenas trabalho manual (ou com o auxílio de pequenos equipamentos ou ferramentas) para a produção de seus produtos. Exemplos são trabalhos de montagem de artefatos metálicos, montagem de partes de veículos e seus sub-conjuntos, montagem de eletrodomésticos, eletrônicos, etc.. As formas mais frequentes para a organização do trabalho manual são: a) através de um posto único de trabalho, onde um operador realiza todas as atividades de montagem necessárias; b) através de uma linha de montagem, onde as atividades necessárias para a montagem do produto são distribuídas em vários postos de trabalho. 5.2.1. Montagem em um único Posto de Trabalho Neste caso a capacidade de produção da empresa será o número de postos de trabalho multiplicado pela capacidade de produção de um posto de trabalho. Consegue- se atender a demanda pela multiplicação do número de postos de trabalho. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 23 C.P. Empresa = C.P. de um Posto de Trab. x Número de Postos de Trab. Ex.: Se a Capacidade de 1 Posto = 30 unid/hr e há necessidade de se alcançar uma Capacidade de Produção da Empresa de 300 unid/hr, então, tal só será conseguido com 10 postos de trabalho fazendo cada um o mesmo serviço, em uma estrutura em paralelo. A C.P. de um Posto de Trabalho será calculada pela seguinte equação: C.P. de um Posto de Trabalho = Tempo Disponível para a Produção por Dia T.C. Sendo que o T.C. é o Tempo Total de Montagem de 1 Unidade (isto é, a soma dos tempos de todas as operações necessárias para a montagem do produto). Ex.: C.P. 1 Posto de Trab. = 8 h/dia x 60 min/hr = 160 unid /dia 3 min/unid Neste caso o T.C. é igual ao Tempo Total de Mont. de 1 Unidade do Produto = 3 min/unid.Tal solução é utilizada em casos onde as peças que estão sendo montadas sejam bastante pequenas e a proximidade do montador facilite a operação, que pode contar também com alguns dispositivos (por ex., uma aparafusadeira) ou gabaritos para facilitar o manuseio. Também é usada para a montagem de produtos maiores, com certa complexidade (por ex. máquinas operatrizes, de transporte ou de elevação) e quando o volume de sua produção é baixo. A Fig. 5.1 abaixo ilustra a forma como está organizado tal Sistema de Produção. Fig. 5.1: Montagem do produto completo em cada posto de trabalho. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 24 5.2.2. Montagem através de uma Linha Em função das características do produto (porte, complexidade, etc.) e da escala de produção, parte-se para a solução de estabelecer uma sequência ou linha de montagem, onde as tarefas necessárias para a montagem dos produtos serão distribuídas em vários postos de trabalho, de forma que a demanda seja atendida. a) Número de Postos de Trabalho (nos casos onde haja uma Linha de Montagem) – (Np): é calculado através da seguinte equação: Np = Tempo Total de Montagem de uma unidade (TTMont) ; Tempo de Ciclo Obs.: No caso de Np não inteiro deve-se aproximar para o número inteiro ligeiramente superior. O TTMont é o tempo necessário para a montagem de uma unidade completa do produto por uma pessoa, conforme visto anteriormente. É obtido através da cronometragem de cada tarefa componente da montagem do produto. Acontece frequentemente, no entanto, que ao alocarem-se as tarefas aos postos de trabalho, percebe-se que algumas delas precisam ser quebradas e parte delas redistribuídas a estes postos. Quando isto não for possível, deve-se incluir o número de postos adicionais necessários. Outra alternativa é realizar-se um processo de melhoria ou kaizen sobre as tarefas de modo que sejam eliminadas perdas e reduzido o TTMont, mantendo-se, assim, o número de postos inicialmente calculado. A Fig.5.2 ilustra uma linha de montagem típica. Fig. 5.2: Montagem do produto em vários postos de trabalho sequenciais. EXEMPLO: Supondo os seguintes tempos-padrão das tarefas de montagem de um determinado produto: (O Tempo-padrão é um tempo já corrigido pelos índices de Eficiência e Tolerância relativos às tarefas, conforme será descrito no item b a seguir) * TTMont = 9,5 min/unid * TC a ser cumprido = 2 min/unid * Np = 9,5 / 2 = 4,75 - > Np = 5 postos * Tempos-padrão das Tarefas: TF 1 = 1,5 min/unid TF 2 = 2,5 min/unid TF 3 = 0,5 min/und TF 4 = 2,0 min/unid TF 5 = 1,8 min/unid TF 6 = 1,2 min/unid TOTAL = 9,5 min/unid MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 25 A partir dos tempos fornecidos, pode-se construir o seguinte Gráfico de Alocação de Mão-de-Obra, apresentado na Fig. 5.3. TC=2min/unid 1,5 2,5 2,0 1,8 1,2 0,5 1 2 3 4 5 6 Fig. 5.3: Distribuição dos tempos das tarefas aos postos de trabalho. Ao se alocar os tempos aos postos de trabalho, verifica-se que seis postos e não cinco como foi calculado são necessários para cumprir a montagem do produto. E mais um problema surgiu, a tarefa 2 ultrapassa o TC previsto para cada posto de trabalho, isto é, os 2 min/unid. Desta forma, deve ser quebrada, isto é, uma parte sua deverá ser passada para frente ou para trás, de modo que fique em no máximo 2 min/unid. Esta possibilidade de transferência de partes de uma tarefa está relacionada diretamente com o processo de montagem, isto é, se ele permite esta quebra. Em alguns casos, dispositivos de auxílio ao operador podem limitá-la, bem como a própria complexidade ou estrutura do produto que está sendo montado. Em nosso exemplo a transferência de 0,5 min/unid da tarefa 2 para o posto seguinte (tarefa 3) parece mais apropriada , uma vez que esta apresenta uma maior folga que a anterior. No entanto, tal decisão dependeria também da possibilidade de transferir- se tempos das operações seguintes de modo a serem conseguidos os 5 postos de trabalho. Nesta situação, se for calculada a folga total em termos de tempo, tem-se: Folga = Tempo total disponível – Tempo necessário = 2 min/unid. x 6 postos – 9,5 min/unid. = 2,5 min./unid. Portanto, a solução passa pela possibilidade de se quebrar as tarefas de forma que não sejam gerados tantos desperdícios. Caso as 6 tarefas pudessem ser distribuídas nos 5 postos de trabalho, ter-se-ia uma folga de apenas 0,5 min/unid. (5 x 2,0 – 9,5). Caso a tarefa 2 não pudesse ser quebrada, tendo parte de seus tempos redistribuídos, a sequência de tarefas apresentada não conseguiria atender o TC de 2 min/unid, mesmo com vários postos de trabalho em sequência. Sua capacidade de produção seria, então, a capacidade do posto 2. Tal situação só poderia ser modificada com a utilização de dois operadores em paralelo executando a tarefa 2, reduzindo, assim, o seu tempo para 1,25 min/unid (na prática a produção de duas unidades a cada 2,5 min). Uma outra alternativa para não se elevar o numero de postos de trabalho em determinadas situações é a utilização de horas-extras. No entanto, esta solução não é recomendada quando utilizada de forma permanente. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 26 Um outro exemplo na Fig. 5.4 ilustra uma situação em que várias tarefas estão alocadas em cada posto de trabalho. TC 05 02 04 07 01 03 06 1 2 3 Fig. 5.4 : Tarefas (07) alocadas em postos de trabalho (03). b) Tempos para a Produção com Trabalho Manual. Os tempos das atividades industriais em uma empresa apresentam elevada importância, uma vez que é a partir da sua definição que são estabelecidos os recursos necessários para atender a demanda prevista, bem como a realização do custeio da produção. Com base em Moreira (1993), para uma empresa industrial tem-se três tipos de tempos: b.1) Tempo Real (TR): é o tempo cronometrado por um técnico para uma determinada operação ou tarefa. Deve-se aqui tomar alguns cuidados para uma correta cronometragem dos tempos das operações, tais como: a) definir-se com detalhes a operação a ser cronometrada (início, andamento e término); b) estabelecer-se claramente o posto de trabalho onde a operação será executada, isto é, se haverá dispositivos de apoio, contenedores de peças, etc.. Para reduzir-se a possibilidade de erros deve-se realizar algumas cronometragens e utilizar-se um valor médio, que é mais representativo da realidade. b.2) Tempo Normal (TN): é a correção do Tempo Real , a partir da eficiência obtida na realização da tarefa. A Eficiência (Ef) significa a forma com que um operador realiza a operação em relação a um operador que a realiza já há algum tempo, com destreza e experiência, e que poderia ser considerado o tempo correto para a tarefa . Normalmente quando inicia as operações, a Eficiência do operador é em torno de 60 a 80 %. Com o ganho proveniente da experiência, esta vai aumentando nodecorrer do tempo, chegando a patamares de 90 a 100 %. É calculado através da fórmula: TN = TR / Ef b.3) Tempo Padrão (TP): é a correção do Tempo Normal em função do afastamento do operador do posto de trabalho em função de necessidades fisiológicas, fadiga, etc.. Utiliza-se um Fator de Tolerância (FT) para esta correção do Tempo Normal. A Tolerância (T) varia de 4 a 22 %, segundo Moreira (1993). É o tempo que deve ser adotado para os cálculos da capacidade de produção. É calculado através da fórmula: TP = TN x FT FT = (100 + T)/100 MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 27 O Tempo Padrão é a medida de tempo adotada como referência para os cálculos de capacidade e balanceamento do volume de produção dos postos de trabalho. Exemplo de uma cronometragem de operação: Suponha que o tempo médio cronometrado para a montagem total de uma unidade de certo produto seja 3,5 min. Os valores cronometrados (7 medidas) foram: 3,2 min; 3,0 min; 3,3 min; 3,7 min; 3,5 min; 3,8 min e 4,0 min. Portanto o Tempo Real TR será 3,5 min (média). Como o operador está iniciando a realização de tal tarefa, sua eficiência é estimada em 80 %. Portanto, o Tempo Normal TN será 3,5 / 0,80 = 4,375 ~ 4,4 min. E caso seja adotado um Fator de Tolerância de 8 %, o Tempo Padrão será TP = 4,4 x 1,08 = 4,752 min ~ 4,8 min/unid. Este será utilizado para os cálculos de capacidade e balanceamento da produção. 5.3. Produção com Trabalho Manual e Máquinas Em empresas onde haja montagem manual e produção com a utilização de máquinas, deve-se identificar o posto de trabalho manual ou a máquina que não consegue produzir no Tempo de Ciclo previsto para atender-se a demanda. Nestes casos, deve-se avaliar o posto de trabalho manual ou a máquina considerada e verificar- se se há possibilidade de aumentar-se a sua capacidade, pois aí surgiu uma restrição (gargalo) ao sistema de produção. E a tal restrição limitará a capacidade de produção de todo o Sistema de Produção (Goldratt,1984). A Fig. 5.5 ilustra esta situação. MÁQ. MÁQ. Operador MÁQ. Operador Fig. 5.5: Linha de produção com trabalho manual e com máquinas. No caso de haver falta de capacidade em uma operação de montagem deverá se proceder como descrito no caso anterior (Item 2.2 - Linha de Montagem), a fim de avaliar-se se é possível alguma alteração que traga a capacidade desejada. No caso do gargalo se localizar em alguma das máquinas deverá se avaliar a possibilidade de se aumentar a capacidade desta através da redução de seus tempos de set-up (ou preparação) e de processamento (através de uma análise mais aprofundada do processo de fabricação). Também se poderia aumentar o tempo disponível para a produção, por ex., através da utilização de horas-extras ou ainda transferir-se a produção de algumas peças produzidas na máquina-gargalo para outras máquinas, quando isto for possível. O número de máquinas necessárias deverá estar vinculado à máquina de menor capacidade de produção, pois esta ditará o ritmo ou velocidade de produção da fábrica. E todas as demais máquinas deverão estar subordinadas a esta máquina, chamada popularmente de “gargalo”. Esta situação pode ficar mais complicada se a empresa produzir diferentes produtos simultaneamente, os quais no seu processo de produção utilizam diferentes máquinas, fazendo com que o gargalo flutue pela fábrica, isto é, se transfira a cada momento, para uma máquina diferente. No entanto, tal situação não será discutida aqui. MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 28 a) Número de Máquinas Necessárias: é calculado através da seguinte equação: Nm = Produção Média Planejada para o Período (mês,semana ou dia) Produção de 1 Máquina para o Período Ex.: Prod. Média Planejada : 720 unid / dia Prod. 1 Máquina: 240 unid. /dia Nm = 720 / 240 = 3 máquinas Obs.1: A Produção de 1 Máquina para o período é calculada a partir do Tempo Disponível para a Produção no período menos o Tempo Total de Set-Up que for consumido naquele período. Após isto, divide-se o resultado pelo Tempo de Processo ou Tempo de Produção Unitário. Assim tem-se; Prod. 1 Máq.= Tempo Tot. Disp. para Produção por dia – Tempo Tot. de Set-up por dia Tempo de Processo ou de Produção Unitário Ex.: T.Total Disponível = 540 min/dia; Tempo Total de Set-up= 60 min/dia Tempo de Processo = tempo necessário para a atividade de produção de uma peça ou produto na máquina = 2 min/unid Prod. 1 Máq. = (540 – 60) min/dia = 240 unid. / dia 2 min/ unid No entanto, o Tempo Total de Set-up depende da quantidade de set-up´s realizados e do tempo de cada set-up no período considerado. Tempo Total de Set-up = Num. de Set-up´s x Tempo por Set-up Obs.2: No caso Nm não-inteiro deve-se aproximar para o número inteiro ligeiramente superior. Obs.3: Outro aspecto importante que surge aqui é a geração de estoques de peças ou materiais entre as máquinas, que ocorre em função dos diferentes tempos de Set-up necessários para cada uma das máquinas. Em geral, quando o tempo de set-up é elevado, produz-se um volume elevado de itens, de modo a compensar a perda do tempo de preparação. Porém, para que haja um fluxo rápido de produção, os lotes de produção devem ser reduzidos, o que requer uma redução do tempo de Set-up. Shingo (2000) propõe uma abordagem que separa os tempos de Set-up em internos e externos e através de uma análise detalhada das operações envolvidas, possibilita um método para a redução deste tempo de Set-up. b) Tempo de atravessamento (T.A.) ou Lead-Time: é o tempo necessário para o produto percorrer todos os postos de trabalho (manuais ou automatizados) necessários para a sua produção. Em situações específicas , pode ser igual ao Tempo Total de Processo ou de Montagem de uma unidade. Na prática, no entanto, acaba sendo maior, em virtude de esperas e transportes, entre outras perdas. O T.A. pode ser expresso de acordo com a equação abaixo: T.A. = T.T.Mont. + Tempo relativo às Perdas MARCELO G. CLETO - PLANEJAMENTO E ORGANIZ. DA PRODUÇÃO 29 As perdas segundo Shingo (1996) são atividades relativas: * a etapas de processamento desnecessárias; * a movimentos desnecessários do operador; * a excesso de produção: produzir mais e mais cedo do que o necessário; * a estoques de materiais e produtos em processo entre operações; * a transporte de matérias-primas, peças, etc.; * defeitos: rejeitos ou retrabalho; * espera: operador esperando peças ou liberação de máquinas, máquinas esperando peças, materiais, serviços, etc. 5.4. Etapas para Cálculo da Capacidade de Produção De forma resumida, pode-se, então, adotar os seguintes passos para calcular-se a Capacidade de Produção: 1. Identificar o tempo disponível para a produção por dia; 2. Identificar qual é a demanda por dia média a ser suprida pela empresa; 3. Calcular o tempo de ciclo necessário para atender a demanda; 4. Calcular e ajustar a capacidade de produção necessária para atender a demanda; 5. Cronometrar o tempo total necessário para montar um produto (caso de operações manuais); 6. Calcular o número de postos de trabalho necessários para atender a demanda; 6.1. Avaliar e recalcular o número de postos necessários, através de uma análise dos tempos das operações e sua distribuição nos postos; 7. Cronometrar os tempos de processo e escolher o maior tempo necessário para atender
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