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T919 - OTIMIZAÇÃO DE PROCESSOS O USO DA SIMULAÇÃO COMO SUPORTE À DECISÃO Fco Adones de Oliveira Filho, M.Sc. Objetivo Melhorar os processos através da aplicação dos conhecimentos de engenharia de produção, com apoio da ferramenta computacional ProModel. Programa Atividades Nivelamento teórico; Práticas com simulador computacional; Projetos de otimização de processos: propostos e real; Orientação de projetos. Avaliações AV1 – Análise de Caso, e Práticas propostas; AV2 – Práticas de Modelagem, Simulação, e Análise; AV3 – Projeto de otimização em caso real. Bibliografia CORREA, Henrique Luiz. CORREA, Carlos A. Administração da produção e operações: manufatura e serviços: Uma abordagem estratégica. 2ª edição. São Paulo: Atlas, 2013. (Disponível também em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522479184/cfi/4!/4/4@0.00:0. 00) TÁLAMO, J. R. de. Engenharia de Métodos: o estudo dos tempos e movimentos. Curitiba: Intersaberes, 2016. (Disponível em: http://unifor.bv3.digitalpages.com.br/users/publications/9788559720310/pages/-2). SLACK, Nigel. Brandon-Jones, Alistair. Johnston, Robert. Administração da produção. 3ed. São Paulo: Atlas, 2009. Disponível também em: (https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788597003352/cfi/6/6!/4/2/4@0. 00:0) ALBRIGHT, S. C. WINSTON, Wayne L. Spreadsheet modeling and applications: essentials of practical management Science. Mason: Thompson, 2005. BATTESINI, M. Projeto e leiaute de instalações produtivas. Curitiba: Intersaberes, 2016. (Disponível em: http://unifor.bv3.digitalpages.com.br/users/publications/9788559720235/pages/-2). https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522479184/cfi/4!/4/4@0.00:0.00 http://unifor.bv3.digitalpages.com.br/users/publications/9788559720310/pages/-2 https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788597003352/cfi/6/6!/4/2/4@0.00:0 http://unifor.bv3.digitalpages.com.br/users/publications/9788559720235/pages/-2 Bibliografia CAMPOS, M. M. de; GOMES, M. V. de C; PEREZ, J. M. G. T. Controle avançado e otimização na indústria do petróleo. Rio de Janeiro: Interciência, 2013. (Disponível em: http://unifor.bv3.digitalpages.com.br/users/publications/9788571933095/pages/- 25). LARSON, R. FABER, B. Estatística aplicada. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015. (Disponível também em: http://unifor.bv3.digitalpages.com.br/users/publications/9788587918598/pages/_1) RAMOS, Alberto Wunderler. CEP para processos contínuos e em bateladas. São Paulo: Edgard Blucher, 2003 RITZMAN L. P.; KRAJEWSKI L. J.; MALHOTRA.M Administração de produção e operações. 8 ed. São Paulo: Pearson Prentice-Hall, 2009. (Disponível em: http://unifor.bv3.digitalpages.com.br/users/publications/9788576051725/pages/_1) SUZANO, M. A. Administração da produção e operações com ênfase em logística. Rio de Janeiro: Interciência, 2013. (Disponível em: http://unifor.bv3.digitalpages.com.br/users/publications/9788571932913/pages/-4). PROMODEL CORP. ProModel Product Guide, , Utah. 1996. PROMODEL Manufacturing Simulation Software - User’s Guide, 1996 http://unifor.bv3.digitalpages.com.br/users/publications/9788571933095/pages/-25 http://unifor.bv3.digitalpages.com.br/users/publications/9788587918598/pages/_1 http://unifor.bv3.digitalpages.com.br/users/publications/9788576051725/pages/_1 http://unifor.bv3.digitalpages.com.br/users/publications/9788571932913/pages/-4 A EMPRESA COMO UM SISTEMA PROCESSAMENTO ENTRADAS SAÍDAS Materiais Equipamentos Energia Etc Produtos Bens Serviços AMBIENTE Alterações nas Reservas de Recursos Naturais Modificações nas Leis e Regulamentos Condições de Competição Problemas Econômicos Inflação Renda Crescimento Mudanças nos Hábitos de Consumo Mudanças nas condições Sócio-Políticas Inovações Tecnológicas A Empresa Moderna A Empresa Focalizada Foco no negócio Produto com alto valor agregado Qualidade requerida Responsabilidade ambiental Custo mínimo Características Operacionais • Melhoriar Contínuamente • Pequenos lotes de produção • Flexibilização • Personalização • Estoques reduzidos • Produção puxada • Produção Enxuta - LEAN • Fluxo contínuo de materiais • Mix de produtos e materiais • Compromisso com a Qualidade Total • Eliminar os Desperdícios Novo Ambiente Competitivo ✓Alcançar um alto nível de competitividade ✓Custos mínimos e elevada produtividade ✓Introduzir novas tecnologias ✓Obter um aumento contínuo da qualidade de processo, e de produtos e serviços junto aos fornecedores e clientes ✓Acelerar o desenvolvimento de novos produtos e serviços ✓Cumprir o Plano Estratégico Estratégias Competitivas O Sistema Ideal C CLIENTES E FORNECEDORES INTERNOS CLIENTES EXTERNOS PP P P P P F FORNECEDORES EXTERNOS Conjunto de Processos c/ Foco no Cliente Estratégias Operacionais Custo Operações de custo reduzido Projeto de alto desempenho Qualidade Qualidade consistente (valor) Qualidade garantida ($) Prazo de entrega rápido Tempo Velocidade de desenvolvimento Customização Flexibilidade Volume O Foco da Gestão das Operações Maximização da Qualidade PRODUÇÃO Sem padrão - Retrabalho Devoluções - Não compromisso Minimização dos Custos • Ações • Extratificar a apuração; • Reunir pessoal e formar equipe; • Identificar e valorar os desperdícios; • Analisar os resultados; • Identificar e reduzir os custos excedentes; • Manter o sistema. Depto: Os Oito Desperdícios • Superprodução. • Transporte. • Processamento. • Produtos defeituosos. • Movimento. • Espera. • Estoque. • Materiais Gestão Sistêmica Estratégia Finanças Design Pessoas Mercado Dimensões O Desafio Implementar ou redesenhar, de forma rápida, complexos sistemas, de produção, de serviços, e de gestão, capazes de fornecer a máxima eficiência. A BUSCA DA MELHORIA As melhorias individuais obtidas em cada subsistema, não representam a melhoria global na empresa !!!!! Conflitos Sistêmicos Sempre que surge um problema em uma empresa, são vários os setores envolvidos e normalmente de visões antagônicas: Marketing Produção Manutenção Comercialização Transporte Finanças outros EXEMPLO DE OTIMIZAÇÃO DE PROCESSOS COM VISÃO SISTÊMICA Um caso Real Filme: FOME DE PODER FILME: FOME DE PODER COMENTÁRIOS E DISCUSSÕES Visões e perfis antagônicos que interferem no resultado e desenvolvimento do processo de negócio. Tipos de Processos A Simulação A SIMULAÇÃO não é uma técnica otimizante, mas auxilia a encontrar soluções adequadas que as vezes até coincidem com a ótima, sem comprovação matemática É Baseada na Teoria das Filas (Parâmetros de Decisão) O Que é Simulação de Processos ➢ É a representação do funcionamento de um sistema real através de um modelo ➢ É reproduzir no computador o sistema real para que se possam testar diferentes alternativas A Simulação É neste contexto que a simulação se torna eficaz pois é indicada para a solução de problemas complexos que se caracterizam por: - Grande interdependência entre os subsistemas que o compõem - Grande número de variáveis envolvidas - Cercados de incertezas - Grande aleatoriedade de seus dados - Difícil formulação matemática Vantagens da Simulação Considerar e tratar de maneira fácil, complexas interdependências e variabilidades Versatilidade para modelar vários tipos de sistemas e situações Visualizar as mudanças de desempenho em relação ao tempo Controlar experimentos Não interromper a produção nos sistemas reais De fácil utilização A SIMULAÇÃO COMO FERRAMENTA DE ANÁLISE DOIS GRUPOS BÁSICOS: - Predizer o efeito de mudanças em um sistema já existente - Predizer o desempenho de um novo sistema debaixo de um conjunto de variações de circunstâncias SIMULAÇÃO X CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS - SISTEMAS CONTÍNUOS - SISTEMAS DISCRETOS SISTEMAS DISCRETOS X CONTÍNUOS Processos Contínuos: Sãoaplicados quando há uma alta homogeneidade entre produção e demanda, o processo e a demanda possuem interdependência que permite automatizar processos por não exigir flexibilidade do sistema; Processos Discretos: Envolve a produção de bens e serviços que permitem a separação individual por seus atributos particulares e, portanto, isoláveis em unidade ou lote. A SIMULAÇÃO DE SISTEMAS DISCRETOS CARACTERÍSTICAS DOS SISTEMS DISCRETOS • Modelagem do sistema em uma rede de fluxos • O sistema contém componentes (recursos) ou elementos e cada um executa funções semi definidas • Os componentes têm capacidade finita de processar os itens • Esgotada a capacidade, os itens esperam o atendimento em filas • O início e fim das operações realizadas pelos componentes são caracterizados por eventos ETAPAS PARA O DESENVOLVIMENTO DE UM PROJETO DE OTIMIZAÇÃO • Formulação do PROBLEMA • Determinação dos OBJETIVOS do projeto • Formulação de um modelo eficiente e realista • Coleta de dados ( Mapeamento do Processo) • Tratamentos dos dados (distribuições estatísticas) • Elaboração do modelo • Implementação do modelo em uma linguagem • Validação do modelo • Planejamento das Experiências • Análise dos resultados • Documentar • Apresentar • Implementação Mapeamento do Processo !!! Vantagens • Identificar o impacto de cada processo no sistema; • Compreender as relações entre os processos; • Conhecer os atores envolvidos; • Avaliar a necessidade de realização do processo; • Identificar os pontos críticos; • Apreciar as causas e nível da criticidade; • Aplicar as ações corretivas; • Outras. PROBLEMAS OU DIFICULDADES NO DESENVOLVIMENTO DE UM PROJETO DE OTIMIZAÇÃO - Mudanças de objetivos durante a implementação - Recursos humanos, materiais e de equipamentos - Definição dos limites do ambiente a ser simulado - Determinação das experiências a serem realizadas - Nível de detalhe - Grau de precisão requerido que satisfaçam os objetivos - Validação dos modelos e dos resultados ÁREAS DE APLICAÇÃO - SISTEMAS DE MANUFATURA - SERVIÇOS PÚBLICOS - PRESTAÇÃO DE SERVIÇOS - LOGÍSTICA SISTEMAS DE MANUFATURA - Estudos de Tempos e Métodos - Movimentação de Materiais - Layout - Operações de montagem - Balanceamento de Linhas de Produção - Dimensionamento de Mão de obra - Dimensionamento de equipamentos - Programação da Produção - Avaliação da introdução de novos equipamentos e/ou novas tecnologias em linhas de produção - Melhorias de processos - Melhorias de procedimentos e normas - Intervenções de Manutenção - Falhas dos equipamentos SERVIÇOS - Operações portuárias - Aeroportos - Hospitais - Forças Armadas - Lazer - Sistema Financeiro - Sistema Bancário - Restaurantes LOGÍSTICA - Armazenamento - Distribuição - Sistemas de transporte - Dimensionamento de frotas - Transportes multi- modais - Rotas alternativas - Integração de Sistemas e subsistemas - Sincronismo EVOLUÇÃO HISTÓRICA ANOS 60 Praticamente era utilizada em: - Universidades - Centros de Pesquisa - Meio Militar Utilização limitada pelos recursos computacionais: - FORTRAN- soluções específicas para cada problema - Hardware extremamente limitado - Especialização exagerada - Grande tempo de desenvolvimento EVOLUÇÃO HISTÓRICA ANOS 70 Utilização Ampliada para: - Setores de Engenharia - Setores de Negócios A utilização ainda era limitada: - Surgiram linguagens próprias - O aprendizado não era rápido - Especialização ainda necessária - Tempo de desenv. ainda excessivo EVOLUÇÃO HISTÓRICA ANOS 80 e 90 Os Microcomputadores possibilitaram o surgimento de várias ferramentas: - Cada vez mais usadas entre as empresas - Usadas em várias unidades das empresas - De aprendizado fácil e rápido - Pouca especialização necessária. - Tempo de desenvolvimento menor EVOLUÇÃO HISTÓRICA ANOS 2000 ...2018 Os software evoluem acompanhando a evolução dos microcomputadores: - Cada vez mais flexíveis e potentes - Interface com usuário racional - De aprendizado cada vez mais fácil e rápido - Pouca especialização necessária. - Tempo de desenvolvimento cada vez menor - Estatísticas de respostas mais completas - Fácil interpretação dos resultados - Soluções gráficas cada vez mais realistas TEMPO DE DESENVOLVIMENTO 60 70 80 90 2018 anos D u ra ç ã o Meses Semanas Dias Horas ESFORÇO DESPENDIDO EM UM PROJETO DE SIMULAÇÃO T e m p o 1980 1995 2018 A UTILIZAÇÃO DA SIMULAÇÃO NO BRASIL - Ainda não é largamente utilizada principalmente por pequenas e médias empresas - Desconhecimento da alta e média administração - Uso marginal de sua potencialidade - Utilizada Indistintamente para qualquer situação CONSIDERAÇÕES - A definição clara do objetivo é o principal fator de sucesso de um projeto de simulação - O nível de detalhe do modelo deve se adequar aos objetivos TEORIA DAS FILAS TEORIA DAS FILAS • A. K. Erlang (1905) • É um capítulo da Pesquisa Operacional que tem fornecido subsídios para a tomada de decisões em situações onde as unidades em estudo chegam e tem que esperar antes que sejam atendidas: – Automóveis em uma estrada que chegam ao pedágio – Pacientes que chegam a um pronto socorro... A Grande Contribuição Podemos analisar qualquer sistema produtivo como um “Sistema de Filas”. A Grande Limitação Complexidade Matemática para a formulação e solução de problemas reais TEORIA DAS FILAS • FILA – Linha de espera de unidades que demandam serviços em uma estação de serviços • PROCESSO DE CHEGADA – Geralmente são aleatórias • Representamos por variáveis aleatórias • São especificados por: fonte de chegada, tipo de chegada e período entre chegadas TEORIA DAS FILAS • MECANISMO DE SERVIÇO – Numero de estações de serviço – Número de unidades sendo atendidas simultaneamente – Duração do serviço • DISCIPLINA DE FILA – Descrição dos Fatores Ligados às regras de conduta. TIPOS DE FILAS Fila Única com Único Canal de Atendimento Atendente ou Canal de Serviço 13n Cliente Fila de Espera 2 Fila Única com Múltiplos Canais de Atendimento Atendentes ou Canais de Serviço 1 3 4 Cliente Fila de Espera 2 56n Múltiplas Filas com Múltiplos Canais de Atendimento Atendentes ou Canais de Serviço 1 3 4 Cliente Filas de Espera 2 5 6 n 10 11 8 7 9 Rede de Filas Problemas Reais Canais de Atendimento Clientes Filas de Espera Rede de Filas Problemas Reais Canais de Atendimento Clientes Filas de Espera Conceitos Matemáticos • Chegada – Regular – Aleatória • Atendimento – Regular – Aleatório • O ritmo de chegada e atendimento aleatórios seguem leis de probabilidades (distribuições) Parâmetros de Decisão Comprimento Médio da Fila Comprimento Máximo da Fila Número Médio de Clientes no Sistema Tempo Médio na Fila Tempo Médio no Sistema Probabilidade que existam “n” Clientes no Sistema em um dado Instante Taxa de Utilização dos Canais de Atendimento Parâmetros de Decisão A escolha correta do Parâmetro de Decisão é a chave do sucesso para uma tomada de decisão eficaz: Exemplos: Chegada em um restaurante sábado à noite Escolha da cabina do pedágio Dimensionamento do Estacionamento de Entrada de um Fast food SOFTWARE DE SIMULAÇÃO PROMODEL PROMODEL Software específico de simulação Simula sistemas: discretos - concepção original contínuos - sua extensão Origem americana Representado no Brasil pela Belge Engenharia PROMODEL- Elementos Básicos Locations - São os canais de atendimento ou os prestadores de serviços, que não se movimentam (permanecem fixos no mesmo local) Entities - São os solicitantes de serviços Path Networks - Define a rede de caminhos a ser utilizada pelos recursos de movimentação PROMODEL- Elementos Básicos Resources - São os prestadores de serviços que semovimentam pelo sistema. Processing - Descreve a trajetória das entities pelo sistema. É a lógica do processo, pois define qual a operação e o roteamento para cada tipo de entidade em cada local do sistema. Arrivals (Chegadas) - Descreve a lei de chagada das entities no sistema continuação PROMODEL- IMPORTANTE NUNCA SE ESQUEÇA A FILA É UM ELEMENTO DE GRANDE IMPORTÂNCIA NA SIMULAÇÃO ALÉM DE COLHERMOS VÁRIAS ESTATÍSITICAS (PARÂMETROS DE DECISÃO) COM A UTILIZAÇÃO DE FILAS, ELAS TAMBÉM PRESTAM SERVIÇO AO SISTEMA: PROPICIAM UM ESPAÇO PARA QUE AS ENTITIES AGUARDEM SENDO ASSIM, O PROMODEL AS CONSIDERA COMO UM LOCATION ESPECIAL Vamos identificar os elementos do sistema ? LOCATIONSENTITIESRESOURCES FAZENDO UM MODELO DE SIMULAÇÃO Área de Trabalho Linha de Comandos Primeiros Passos Primeiros Passos Selecione a unidade de distância adequada Selecione a unidade de tempo adequada Escolha uma biblioteca de figuras Iniciando a “construção” do Modelo Seqüência de Comandos IMPORTANTE Para fazer o modelo devemos seguir exatamente esta ordem Definindo os LOCATIONS Definindo os LOCATIONS Selecione uma figura clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ela Definindo os LOCATIONS Clique com o botão esquerdo do mouse na posição desejada Definindo os LOCATIONS O Location aparece na área de trabalho e uma linha de comando aparece na tabela Definindo os LOCATIONS O processo se repete para a definição dos demais locations Importante: Estes campos devem ser editados A FILA É UMA CASO PARTICULAR Selecione esta figura clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ela A FILA É UMA CASO PARTICULAR Clique com o botão esquerdo do mouse para iniciar a definição da fila A FILA É UMA CASO PARTICULAR Clique com o botão direito do mouse para terminar a definição da fila A FILA É UMA CASO PARTICULAR Dê duplo clique com o botão esquerdo do mouse para configurar a fila A FILA É UMA CASO PARTICULAR Selecione a opção QUEUE Não esquecer de editar estes campos Definindo as ENTITIES Definindo as ENTITIES Selecione uma figura clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ela Definindo as ENTITIES Use a régua vertical para aumentar ou diminuir o tamanho da entity Importante: Estes campos devem ser editados Definindo as ENTITIES O processo se repete para a definição das demais entities Definindo o PROCESSING Definindo o PROCESSING A tabela é dividida em duas partes: Esquerda: Define a operação de uma dada entity em uma determinada Location Direita: Define o destino desta entity, ou no que ela se transformou, bem como as regras de decisão e a lógica de movimentação Definindo o PROCESSING Selecionar a entity que está sendo descrita sua trajetória pelo sistema Selecionar o Location correspondente à sequência da trajetória daquela entity Especificar a operação por que passará a entity naquele Location ( normalmente wait) Definindo o PROCESSING Selecionar em que entity se transformou a entity especificada na tabela anterior Selecionar o Location para o qual a entity irá Selecionar a regra de decisão que definirá o Deslocamento da entity Definir a Lógica de movimen- tação Definindo o PROCESSING IMPORTANTE: Para cada linha do lado esquerdo da tabela, deve corresponder uma e somente uma linha do lado direito (acredite nisto por enquanto). O que controla a Simulação é um relógio interno, portanto o processo não precisa ser descrito na ordem exata, entretanto modelar exatamente na ordem é fortemente recomendável Definindo o PROCESSING O processo se repete para a especificação da trajetória das demais entities Definindo os ARRIVALS Definindo os ARRIVALS Deve-se especificar uma linha para cada entity que está entrando no sistema Importante: Só devem ser definidas no Arrivals as entities que estão entrando no sistema, somente elas. Portanto, as entities criadas ou geradas dentro do sistema, não devem ser epecificadas. Definindo os ARRIVALS Selecionar o nome da entity Selecionar o Location por onde a entity entra no sistema (porta de entrada) Especificar quantas entities chegam de cada vez (1 de cada vez, em grupo) Especificar a partir de que instante a entity chega ao sistema, após o início da simulação Definindo os ARRIVALS Especificar a quantidade de entities, ou grupos de entities que chegarão ao sistema durante a simulação Especificar a Freqüência de chegada. O intervalo de tempo que decorre entre a chegada de uma entity e outra Definindo um PATH NETWORKS Para criar um Path Networks (rede de caminhos), o procedimento é muito semelhante ao da criação de uma fila Definindo um PATH NETWORKS Vamos criar um caminho entre Maq 1 e Maq 2 Definindo um PATH NETWORKS Selecione o campo Paths Uma linha aparecerá com as informações sobre o caminho em definição Definindo um PATH NETWORKS Clique com o botão esquerdo do mouse para iniciar o traçado do caminho Definindo um PATH NETWORKS Clique com o botão esquerdo do mouse para quebrar o traçado do caminho Definindo um PATH NETWORKS Clique com o botão direito do mouse para finalizar o traçado do caminho Definindo um PATH NETWORKS Note que um caminho começa e termina por um nó A distância entre os nós é calculada automaticamente (também pode ser editada) Definindo um PATH NETWORKS Agora só falta criar as interfaces entre o caminho traçado e os Locations Esta etapa é NECESSÀRIA e SIMPLES, mas é muito comum de ser esquecida. Portanto nunca se esqueça dela Definindo um PATH NETWORKS Clique com o botão esquerdo do mouse sobre o nó Clique com o botão esquerdo do mouse sobre o Location Definindo um PATH NETWORKS Está feita a interface entre o Nó 1 e a Maq 1 Importante: O mesmo procedimento deve ser feito para a Maq 2 Definindo os RESOURCES Para criar um Resource, o procedimento é muito semelhante ao da criação de uma entity Definindo os RESOURCES Selecione uma figura que representará o resource, clicando com o botão esquerdo do mouse Definindo os RESOURCES Use a régua vertical para aumentar, ou diminuir, o tamanho do resource Uma linha aparecerá automaticamente com as informações do resource Esta linha deve ser editada Definindo os RESOURCES Agora só falta configurar o Resource Selecione a opção Specs Definindo os RESOURCES Selecione o path network a ser utilizado Forneça as demais informações. Exemplo: velocidades Agora é só simular Agora é só simular Selecione a opção para simular Relatórios de Saída • Locais • Entidades • Recursos • Variáveis • Operações (Entidade por local) Exemplo de Relatório Otimização de Processos Vamos praticar !!!!!!
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