PLANEJAMENTO E PROGRAMAO AVANADA DE PRODUO

No atual ambiente competitivo, o seqenciamento de produo se tornou uma necessidade de sobrevivncia no mercado.

O planejamento e a programao de produo tm como objetivo garantir que os processos de produo ocorram de forma eficaz e eficientemente, minimizando o tempo e o custo de produo, reduzir os nveis de estoque em processo, maximizar a utilizao de recursos, aumentar a eficincia da programao de produo, reduzir os tempos mdios de atendimento, aumentar a confiabilidade da data de entrega, identificar gargalos, recursos mais utilizados, recursos mais demorados, levantamento de custos entre outros.

Ao elaborar a seqncia de produo, necessrio estabelecer uma ordem de se executar as tarefas (prioridade), atravs de um conjunto de regras, de acordo com o objetivo da empresa, como reduzir o atraso das entregas, priorizar pedidos de maior valor agregado, diminuir o tempo de produo, aumentar a utilizao dos recursos e reduzir estoque em processo.

Neste projeto foi utilizada para o seqenciamento da produo a classe do problema conhecida como Job Shop Scheduling. Como a empresa possui grupos de mquinas muito semelhantes em paralelo em todas as fases de produo, foram formados centros de trabalho (work centers), caracterizando assim como um problema de Flexible Job Shop Scheduling.

O seqenciamento que determina o prazo das atividades a serem cumpridas e a seqncia das mesmas, de acordo com a disponibilidade de equipamentos, matrias primas, mo-de-obra, tempos de processamento e prazo. Uma srie de pedidos de clientes disputam recursos durante sua produo, e estes recursos tm capacidade finita. devido a isso, que a programao da produo torna-se uma tarefa muito complexa.

Os sistemas APS ( planejamento e programao avanada ) so ferramentas capazes de automatizar esse processo. Eles permitem modelar fielmente as restries operacionais tais como mquinas, operadores e taxas de produo, oferecendo informaes valiosas para a tomada de decises em todos os nveis da empresa.

Sistemas de Produo com Capacidade Finita

Para atender as necessidades de sistemas com capacidade finita, surgiram sistemas que tomam como princpio a capacidade de produo e caractersticas tecnolgicas como uma restrio, adaptando a produo a essas limitaes.

Estes sistemas so mais complexos e obtm melhores resultados, pois o plano realizvel por construo, tendo sido resolvido o problema de alocao de recursos.

Sistemas de Produo com Capacidade Infinita

Nestes sistemas, no so consideradas restries na capacidade e os recursos disponveis so considerados infinitos. Devido a isto, utilizado o princpio de alocao de tarefas para o atendimento do prazo, com a mnima formao de estoques.

Um sistema que utiliza este preceito o MRP (Materials Requirement Planning).

Uma ferramenta bastante utilizada para a visualizao da programao o Grfico de Gantt, que proporciona uma representao visual simples do que deveria e do que est realmente acontecendo na operao.

No grfico acima, o eixo vertical representa todas os recursos/mquinas do processo, o eixo horizontal representa o tempo.

A cor de cada barra representa um Job ou oe, cada job passa vrios recursos/mquinas, o tamanho de cada uma das barras representa o tempo que ele ficar em cada recurso.

O PROBLEMA DE JOB-SHOP SCHEDULING

O problema da programao da produo do tipo Job-Shop Scheduling pode ser descrito da seguinte forma: supe-se que exista um nmero finito de jobs e mquinas, um job definido por uma seqncia de operaes que devem ser executadas em uma dada ordem. Cada uma destas operaes realizada por uma mquina por um perodo de tempo.

tambm assumido que cada mquina pode realizar apenas uma operao ao mesmo tempo. No caso mais geral, pode haver mais de uma mquina do mesmo tipo formando centros de mquinas.

O Flexible Job Shop a generalizao dos problemas de Job Shop e das mquinas em paralelo. So formados vrios work centers com um nmero de mquinas idnticas ou semelhantes em paralelo em cada um. Cada job (tarefa) tem sua rota a seguir atravs dos setores e um job processado em cada work center em uma nica mquina, mas no importa qual, uma vez que so idnticas.

O Job Shop Scheduling um dos problemas mais difceis de ser resolvido, devido ao grande nmero de combinaes (solues). A dificuldade muito grande para obter o agendamento timo conhecido, em testes para problemas maiores, ou seja, mais complexa a obteno do arranjo de todas as tarefas nas mquinas que satisfaa s restries de precedncia, cujo processamento se faz em um menor tempo.

A modelagem de um problema de Job Shop Scheduling pode ser feita como um problema de programao, onde existe uma funo objetivo e restries que formalizam a necessidade do problema.

CLASSIFICAO DOS ALGORITMOS DE OTIMIZAO

O Job Shop Scheduling um problema para o qual no existem algoritmos que o resolva em tempo polinomial, trata-se de um problema de otimizao combinatria, que utiliza uma enumerao explcita ou implcita de todas as alternativas possveis procura da soluo tima ou de solues satisfatrias, dependendo do tipo de algoritmo utilizado.

Os algoritmos de otimizao podem ser classificados em:

Mtodos Exatos:

Utilizam algoritmos que garantem a obteno de resultados timos. Dependendo da complexidade do problema, pode consumir muito tempo para a obteno da soluo tima, exigindo grande esforo computacional, podendo por este motivo, inviabilizar sua utilizao.

Mtodos Heursticos:

Utilizam algoritmos que no garantem a obteno de resultados timos, mas apenas solues aproximadas, porm em tempo de computao viveis.

Para a escolha do mtodo mais adequado soluo dos problemas de Job Shop deve-se levar em considerao alguns aspectos, como: o nmero de mquinas envolvidas, os roteiros dos jobs, o regime de chegada dos mesmos, a variabilidade dos tempos de processamento, entre outras caractersticas. Para problemas de porte similar aos encontrados no ambiente real, costuma-se sacrificar a obteno de uma soluo tima, por mtodos heursticos, que resultem em uma soluo sub-tima, com tempo computacional aceitvel.

Teoria das Restries (TOC)

Est baseado no livro A Meta do Israelense Eliyahu Goldratt que trabalhou com o problema da administrao da produo. O conceito que ele desenvolveu simples: a indstria deve ser tratada como um sistema de componentes interligados, onde h uma relao de dependncia. Esses so os processos produtivos. O desempenho do sistema totalmente dependente do esforo em conjunto de cada componente. Assim, o desempenho do sistema ser de acordo com o desempenho do componente mais fraco, isto , quem dita o ritmo o processo de menor velocidade. Dessa forma, a restrio (ou gargalo) o componente em que deve-se melhorar, visando a eliminao dessa restrio. Aumentando a velocidade do componente restritivo, ir consequentemente aumentar a velocidade do sistema global. Porm, neste momento ir criar-se uma nova restrio. Trabalhando-se nesta segunda restrio, aumenta-se a velocidade do sistema e cria-se uma nova restrio. E assim sucessivamente. A principal ferramenta da TOC a Cronoanlise, que d suporte definio de gargalos e parmetros para aumentos de desempenho. E, sem dvida, a aplicao da TOC gera saltos de produtividade enormes e resultados muito rpidos em curtos espaos de tempo. A aplicao dessa metodologia melhora to significativamente a produo que Goldratt investiu na aplicao do mesmo conceito na logstica, projetos e outras reas de apoio, tornando-se referncia para a otimizao contnua de processos produtivos. Ainda hoje fonte de estudos e de aplicaes bem sucedidas.

Lean Manufacturing

O Lean Manufacturing, ou Manufatura Enxuta est baseado na evoluo do Sistema Toyota de Produo. Tem como principal bibliografia ocidental o livro A Mquina que Mudou o Mundo de James Womack e Daniel Jones que, entre outros assuntos, definiu o termo Lean Manufacturing. O conceito torna-se mais filosfico, porm apoiado por vrias ferramentas. A base do Lean est na eliminao de desperdcios baseada na viso do cliente final. Assim, dentro de um processo produtivo, necessrio definir o que valor, isto , o que o cliente est disposto a pagar no produto final. Assim, a anlise visa descobrir os processos que realmente agregam valor para o produto final na tica do cliente. E esses processos que devem ser robustos e estveis, merecendo mais investimentos. E, inversamente, os processos que no agregam valor, devem ser avaliados para serem reduzidos ou completamente eliminados. um conceito filosfico porque possui uma base muito forte na aceitao da idia por todos os integrantes da fbrica, j que as pessoas tornam-se a chave do sucesso. E para isso, tambm existe uma gama de ferramentas que auxiliaro nessa eliminao de desperdcios. O sucesso na implantao do Lean hoje em indstrias est muito baseado na resposta da aplicao das ferramentas, j que a conscientizao do elemento humano ainda uma grande dificuldade.

ALGUNS DEPOIMENTOS

Graas implantao do Preactor, tornou-se possvel gerar programaes da produo realistas e confiveis. Mas os ganhos no pararam por ai: tivemos uma substancial reduo no tempo de preparao em funo de otimizarmos a sequencia de produo; nosso estoque em processo caiu pela metade devido o aumento da visibilidade; mas talvez o resultado mais significativo tenha sido a melhoria na pontualidade das entregas de 40% para 80%, nos ajudando a melhorar a competitividade da Vector e reforar nossa posio de destaque no mercado de telecomunicaes."

Leszek Kleinert , Vector

"Os benefcios foram imediatamente percebidos. Agora podemos acompanhar em tempo real o progresso de todas as Ordens. O Preactor ajudou a expor a diferena entre o que as pessoas imaginavam e o que era realmente necessrio para satisfazer os nveis de servio esperados por nossos cliente."Tony Bestall , Silvergate Plastics

Os benefcios do Preactor foram imediatamente notados, especialmente em termos de melhoria da visibilidade requerida pela Armstrong. Com uma viso completa do plano de produo de curto prazo, bem como a capacidade de esticar um plano significativamente em mais de uma semana, a Armstrong pode identificar reas com problemas de capacidade e processos que poderiam ser melhorados. Isto tem uma relao direta com a reduo de estoque em processo de 3 para 2 dias de produo, impactando em at 33% dos nossos custos de armazenagem."Jan Longhorn , Armstrong Flooring

"O desempenho no tempo de entrega da Mega foi de 70% para 100%, e o lead-time de produo reduziu em 21%. A considervel reduo no WIP deveu-se a uma melhor visibilidade dos futuros gargalos, onde podemos tomar medidas com antecedncia".Marcio Schwank - Mega Embalagens

" O Preactor nos deu uma resposta rpida de programao, permitindo a criao de cenrios alternativos que nos garantiu o controle de todas as fases do processo de produo - desde ordens por data de entrega, atravs da escolha de linhas de produo, at a liberao do produto para o cliente. "

Antonio Andrucioli - Klabin Sacos Industriais

ALGUMAS REFERNCIAS

Mike Liddell, O pequeno livro azul da programao de produo

http://www.tecmaran.com.br/livroPCP.html

Eliyahu Gold, 1993 - A Meta, um processo de melhoria contnua

http://www.livrariasaraiva.com.br/produto/123105/a-meta-um-processo-de-melhoria-continua/?ID=C95BC35A7DB06070B21340213&PAC_ID=25135

LEKIN Flexible Job Shop Scheduling System http://www.stern.nyu.edu/om/software/lekin/index.htm

BAKER, K. R.,1974, Introduction to Sequencing and Scheduling ed. New York, John Wileys

& Sons, Inc.

GAITHER, N., FRAZIER, G., 2006, Administrao da Produo e Operaes. 8 ed. So

Paulo, Thomson Pioneira.

PINEDO, M., 2002, Theory, Algorithms, and Systems. 2 ed. New Jersey, Prentice-Hall, Inc.

REIS, J., 1996, Uma introduo ao Scheduling. Relatrio Interno ISCTE-DCTI,

SLACK, N., CHAMBERS, S., JOHNSTON, R., 2002, Administrao da Produo 2 ed. So

Paulo, Atlas.