D i s c i p l i n a

S is temas In tegrados de Manufa tu ra

Prof. Herman Augusto Lepikson, Dr.Eng. herman@ufba.br

2010

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S U M Á R I O

SUMÁRIO 2

GLOSSÁRIO DE TERMOS, ACRÔNIMOS E SIGLAS UTILIZADOS 4 DEFINIÇÕES DE TERMOS 4 ACRÔNIMOS 6 TERMINOLOGIAS DA MANUFATURA INTEGRADA 9

1 INTRODUÇÃO 14

2 O CONTEXTO DA MANUFATURA 15 2.1 MANUFATURA: BREVE HISTÓRICO 15 2.1.1 A ERA DA PRODUÇÃO EM MASSA 16 2.1.2 A ERA PRODUÇÃO FLEXÍVEL 17 2.2 MANUFATURA: INCERTEZA E COMPLEXIDADE 17 2.3 OS PRINCIPAIS TIPOS DE SISTEMA DE MANUFATURA 19 2.4 ESTRATÉGIAS DE PCP E OS DIFERENTES SISTEMAS DE MANUFATURA 24 2.5 ESTRATÉGIAS PARA MANUFATURA 25 2.5.1 AS SEIS SAÍDAS DA MANUFATURA 26 2.5.2 OS OITO SISTEMAS DE PRODUÇÃO 29 2.5.3 AS ALAVANCAS DA MANUFATURA 30

3 PLANEJAMENTO E CONTROLE DE PROCESSOS 35 3.1 ENGINEERING TO ORDER (ETO) 37 3.2 MAKE TO ORDER (MTO) 38 3.3 ASSEMBLE TO ORDER (ATO) 39 3.4 MAKE TO STOCK (MTS) 40 3.5 RELAÇÃO DAS ATIVIDADES DE PRODUÇÃO COM OUTROS SETORES / CAMPOS 40

4 A MANUFATURA INTEGRADA POR COMPUTADOR 44 4.1 DEFINIÇÕES 47 4.1.1 UNIDADE 48 4.1.2 CAM 49 4.1.3 CAQ 49 4.2 TECNOLOGIAS DA MANUFATURA INTEGRADA POR COMPUTADOR 50 4.2.1 O CONCEITO DE CÉLULAS E SISTEMAS FLEXÍVEIS DE MANUFATURA 50 4.2.2 CÉLULAS FLEXÍVEIS DE MANUFATURA 51 4.2.3 SISTEMAS FLEXÍVEIS DE MANUFATURA 53

5 PROJETO E ENGENHARIA 55 5.1 OS ESFORÇOS DE PADRONIZAÇÃO 60 5.2 O PROJETO STEP 61

6 PLANEJAMENTO E CONTROLE: PRODUÇÃO E PROCESSO 64 6.1 CAP E CAPP 64 6.2 TECNOLOGIA DE GRUPO (GT) 66 6.3 INTEGRAÇÃO CAD - GT - CAPP 68 6.4 MES - MANUFACTURING EXECUTION SYSTEMS 71

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6.5 MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE PROCESSOS EM MANUFATURA 75

7 REDES DE COMPUTADORES 80 APLICAÇÃO 80 APRESENTAÇÃO 81 SESSÃO 81 TRANSPORTE 82 REDE 83 ENLACE 83 FÍSICO 84 7.1 PADRÃO TCP/IP 84 7.2 REDES TIPO BARRAMENTO DE CAMPO (FIELDBUS) 85

8 A TRANSFORMAÇÃO DA MANUFATURA – DA PRODUÇÃO EM MASSA PARA A MANUFATURA ESTRATÉGICA 91 8.1 ELEMENTOS TRANSFORMADORES DA INDÚSTRIA DE MANUFATURA 93 8.1.1 GLOBALIZAÇÃO E FRAGMENTAÇÃO DOS MERCADOS 93 8.1.2 INTERFERÊNCIA DE ELEMENTOS EXÓGENOS 94 8.1.3 ORIENTAÇÃO PARA O CLIENTE 94 8.1.4 INCORPORAÇÃO DE INFORMAÇÕES E SERVIÇOS NOS PRODUTOS 95 8.1.5 DINAMISMO INTRÍNSECO 95 8.1.6 REORIENTAÇÃO DAS PRIORIDADES 96 8.2 ESTRUTURAS E TÉCNICAS DE ORGANIZAÇÃO DA MODERNA MANUFATURA 97 8.2.1 PLANEJAMENTO DE RECURSOS DA MANUFATURA 97 8.2.2 JIT- JUST-IN-TIME 98 8.2.3 TEORIA DAS RESTRIÇÕES 99 8.2.4 CONTROLE TOTAL DA QUALIDADE 99 8.3 AS TENDÊNCIAS MAIS RECENTES 100 8.3.1 MANUFATURA “ENXUTA” OU "ÁGIL 102 8.3.2 FÁBRICA FOCALIZADA 103 8.3.3 MANUFATURA (E EMPRESA) VIRTUAL E ESTENDIDA 105 8.3.4 ESTRATÉGIA DO TEMPO 106 8.3.5 MANUFATURA DISTRIBUÍDA 108 8.4 COMENTÁRIOS ACERCA DOS DIVERSOS CONCEITOS 110

9 CUSTO E DESEMPENHO NA MANUFATURA INTEGRADA 114 9.1 AUTONOMIA E COMPETÊNCIAS ESSENCIAIS 114 9.2 CUSTOS NA MANUFATURA INTEGRADA 116 9.3 AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO NO CONTEXTO DA INTEGRAÇÃO 117

REFERÊNCIAS 120 PÁGINAS DA INTERNET INTERESSANTES 134

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Glossár io d e T e r m o s , A c r ô n i m o s e S i g l a s U t i l i z a d o s

Este glossário apresenta um conjunto de definições básicas e genéricas que auxiliarão na leitura e interpretação deste trabalho. Ele serve para estabelecer e uniformizar alguns conceitos que serão importantes e recorrentes ao longo do texto. O glossário está dividido em três partes:

Na primeira estão as palavras ou expressões que têm interpretação controversa na literatura e cujas definições são importantes para correto acompanhamento do texto. As palavras ou expressões negritadas têm todas significados definidos no próprio glossário. Termos mais específicos serão definidos ao longo do próprio trabalho.

A segunda parte contém o glossário de acrônimos, que serve de referência rápida para orientar os que lêem o texto de forma não linear e deve ser consultado sempre que se tiver dúvida sobre o significado de uma dada sigla.

Na terceira parte são brevemente explicados alguns dos principais conceitos que são mais recorrentes no texto e que estão relacionados à terminologia utilizada na integração da manufatura. Serve de auxílio rápido para o leitor ainda desacostumado aos conceitos.

Definições de Termos

Capacidade: condição que dado equipamento ou sistema tem para atender aos volumes requeridos por um processo em um determinado tempo.

Capabilidade: condição que dado equipamento ou grupo de equipamentos tem para atender às especificações da qualidade definidas para um processo. O Cpk é uma medida de capabilidade utilizada pelo CEP.

Colaborador: aquele que colabora, que coopera, co-autor (Ferreira, 1986). Termo empregado no texto para se referir à participação humana nas atividades produtivas, de acordo com uma relação formal com a organização. Este termo é adotado em substituição aos passivos e excludentes “recurso humano”, “capital humano”, “trabalhador” ou, pior, “mão-de-obra” (colaborador, no presente contexto, estaria mais assemelhado a “mente-de-obra”). Fica clara a necessidade de se entender o elemento humano, no contexto atual do trabalho na manufatura, como também ativo, criativo, determinante dos processos, em adição às atividades rotineiras que ele conduz.

Cliente: aquele que se beneficia do produto ou serviço da empresa e que é diretamente afetado por ele. Em ambiente de qualidade total, aceita-se que o cliente também afeta o produto.

Controle: capacidade de manter processos dentro dos limites planejados através de atividades de supervisão (monitoramento, coleta e tratamento de informações) e realimentação (correção para ajuste aos objetivos determinados).

Empresa: caso particular de organização cujo objetivo é fornecer produtos ou serviços que interessam à coletividade mediante remuneração. Remuneração, segundo Ferreira (1986), significa pagamento, prêmio ou recompensa. Esta observação é importante porque

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no conceito defendido por este trabalho, as unidades podem ser enquadradas como empresas.

Gerenciamento: processo de integração de recursos visando tentar atingir os objetivos de uma organização. As principais funções gerenciais são o planejamento e o controle.

Indústria: será entendida, neste trabalho, na acepção definida por Porter (1991), ou seja, como o conjunto de empresas que produzem produtos similares e que, portanto, concorrem entre si.

Manufatura: do latim manus + factus, significaria “feito a mão” e passou, ao longo da história, a designar todo processo intensivo em mão-de-obra para geração de produtos. Aplica-se aqui o termo ao conjunto de processos físicos ou químicos utilizados, com aplicação de energia e informação, para agregar valor a produtos. Por simplificação, ao longo do texto o termo manufatura também se estenderá, a depender do contexto, a “empresa de manufatura”.

Meio Ambiente: refere-se a tudo que não está compreendido dentro da empresa. Mercado, (clientes, concorrentes e fornecedores), nesse contexto, são parte do meio ambiente. São partes integrantes ainda: governo, grupos de interesse, instituições financeiras, associações, etc. O meio ambiente pressiona continuamente a empresa, através das exigências dos mercados e das restrições impostas por regulamentações, escassez de recursos, e assim por diante. Por outro lado, o meio ambiente também absorve os produtos e serviços, além de oferecer oportunidades a serem exploradas pela empresa.

Método: modo de proceder definido por regras formais (padrões escritos) ou informais (padrões culturais ou de comportamento).

Operador: colaborador que opera um processo de produção.

Organização: além das definições convencionais relacionadas ao ato de organizar, é também aqui entendida como qualquer entidade formalmente criada reunindo sistemas com o propósito de atender a desígnios específicos da comunidade (ver também empresa).

Processo: sucessão de estados ou de mudanças decorrentes da aplicação de métodos e técnicas definidas. Um processo pode conter uma ou mais tarefas.

Processo de produção: sucessão de mudanças ou de estados tecnológicos em um sistema de produção (ver processo), ou seja, que faz uso dos recursos, ao longo de determinado tempo, para agregar valor a produtos ou serviços.

Produção: ato de criar utilidade ou de aumentar o valor econômico em produtos ou serviços através de processos que fazem uso de recursos.

Produto: é o resultado do esforço da empresa em colocar disponível aos clientes bens tangíveis que lhes são úteis e que tem valor econômico. O valor é calculado pela relação entre o que o produto oferece e o que ele custou para ser produzido e colocado disponível aos clientes. Produtos se distinguem de serviços por serem, estes últimos, bens intangíveis.

Recurso: qualquer material, energia, dinheiro ou informação que seja necessário para execução de uma tarefa. Na denominação clássica, inclui também recursos humanos. Quando usados em sistemas de produção, os recursos são conhecidos como fatores de produção. Destaque-se, contudo, que, no contexto deste trabalho, pessoas não são consideradas apenas recursos, por extrapolarem a perspectiva passiva destes (vide colaborador).

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Serviço: é o resultado do esforço da empresa em colocar disponível aos clientes bens intangíveis que lhes são úteis e que têm valor econômico. O valor é calculado pela relação entre o que o serviço oferece e o que ele custou para ser produzido e colocado disponível aos clientes. Serviços se distinguem de produtos por serem, estes últimos, bens tangíveis.

Sistema: reunião de elementos, componentes ou fatores identificáveis e inter-relacionados que se organizam em torno de objetivos comuns. Um sistema é afetado pelo meio ambiente (constituem entradas do sistema), da mesma forma que o afeta a partir de suas saídas.

Sistema de produção: sistema que organiza seus recursos para realizar os processos necessários à agregação de valor a produtos ou serviços.

Tarefa: cada etapa básica a ser cumprida por um processo. As tarefas mais complexas podem ser subdivididas em operações, que constituiriam, assim, as suas etapas elementares.

Unidade: além das definições convencionais, no contexto do trabalho também representa o menor conjunto capaz de constituir um sistema de produção.

Acrônimos

A lista que se segue ajuda a orientar o leitor, ao longo desta e das outras disciplinas do curso, em relação à "sopa de letras" que acabou se formando em torno dos conceitos mais utilizados na manufatura moderna. Um bom conselho sobre estas siglas: não se acanhar de perguntar sobre o significado das que não são do seu conhecimento. Existem muitos modismos em torno do assunto, muitas vezes criados com o único propósito de colocar como novos conceitos já conhecidos.

ABC Activity-Based Costing (custos baseados nas atividades)

AGV Automated Guided Vehicle (veículo automático auto-guiado)

AM Agile Manufacturing (manufatura ágil)

AMT Advanced Manufacturing Tecnhologies (tecnologias avançadas de manufatura)

APS Advanced Production Systems (sistemas avançados de programação da produção), ver MES

AS/RS Automated Storage/Retrieval System (sistema automático de armazenamento e recuperação).

BOM Bill Of Materials (lista de materiais, inclui o desdobramento dos produtos em suas partes sob a forma de componentes, sub-componentes, peças e seus materiais)

CAx Computer-Aided “anything” (auxílio computadorizado “para qualquer coisa”, termo genérico adotado para agrupar todas as tecnologias assistidas por computador utilizadas na manufatura)

CAD Computer-Aided Design (projeto assistido por computador)

CAE Computer-Aided Engineering (engenharia assistida por computador)

CAL Computer-Aided Logistics (logística assistida por computador)

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CAM Computer-Aided Manufacturing (manufatura assistida por computador)

CAPP Computer-Aided Process Planning (planejamento de processo assistido por computador)

CAVE Computer-Aided Virtual Engineering (engenharia virtual assistida por computador)

CQ Controle da Qualidade

CE Concurrent Engineering (engenharia concorrente)

CEP Controle Estatístico de Processo

CIB Computer Integrated Business (negócio integrado por computador)

CIM Computer Integrated Manufacturing (manufatura integrada por computador)

CLP Controlador Lógico Programável (ver PLC)

CMM Coordinate Measurement Machine (ou MMC Máquina de Medir por Coordenadas, também conhecida por máquina tridimensional de medição)

CNC Computerized Numerical Control (controle ou comando numérico computadorizado)

CP e CPk Indicadores que medem a capabilidade dos processos de manufatura. Ver CEP

CRM Costumer Relationship Management (gerenciamento do relacionamento com clientes)

CRU Cleaning and Removal Unit (unidade de limpeza e remoção)

CtU Control Unit (unidade de controle)

DAS Data Acquisition System (sistema de aquisição de dados)

DB Data Base (base de dados)

DDB Distributed Data Base (base de dados distribuída)

DCS Distributed Control System (sistema de controle distribuído), engloba também os SDCDs (sistemas digitais de controle distribuído)

DFA Design for Assembly (projeto para montagem)

DFD Design for Disassembly (projeto para desmontagem), ou,

DFD Data Flow Diagram (diagrama de fluxo de dados, ver também acima)

DFM Design for Manufacturing (projeto para manufatura)

DFR Design for Reassembly (projeto para remontagem)

DNC Distributed Numerical Control (controle ou comando numérico distribuído)

EDI Electronic Data Interchange (intercâmbio eletrônico de dados)

EDM Electronic Data Management (gerenciamento eletrônico de dados)

EPS Electronic Procurement System (sistema eletrônico de compras)

ERP Enterprise Resources Planning (planejamento de recursos da organização): alternativa complementar ao MRPII a partir da absorção, por este dos softwares ditos corporativos (ver MRP)

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FMC Flexible Manufacturing Cell (célula flexível de manufatura)

FMS Flexible Manufacturing System (sistema flexível de manufatura)

GT Group Technology (tecnologia de grupo)

GUI Graphical User Interface (interface gráfica com os usuários)

ICT Information and Communication Technologies (tecnologias de informação e comunicação)

IdU Identification Unit (unidade de identificação)

IpU Inspection Unit (unidade de inspeção)

JIT Just-In-Time (bem-a-tempo)

LAN Local Area Network (rede local de computadores)

LM Lean Manufacturing (manufatura enxuta, ver também AM)

MES Manufacturing Execution System (sistema de execução da manufatura): designação para sistema de programação finita da produção. Também conhecido por leitstand (em alemão, onde teve origem) e SFMC (ver)

MfU Manufacturing Unit (unidade de fabricação)

MgU Management Unit (unidade de gerenciamento)

MMC Máquina de medição por coordenadas (ver CMM)

MRP e MRPII: respectivamente Material Requirement Planning (planejamento de requisitos de materiais) e Manufacturing Resources Planning (planejamento de recursos da manufatura): como o MRPII abrange também as funções do MRP, a bem da simplificação será usada neste texto a sigla MRP para ambos os casos

MsU Measuring Unit (unidade de medição)

OPT Optimized Production Technology (tecnologia de produção otimizada): técnica associada à TOC

PDM Product Data Management (gerenciamento de dados de produto)

PKM Parallel Kinematic Machine (máquina de cinemática paralela): máquinas CNC com eixos controlados independentemente em paralelo (também conhecidas como máquinas hexápodes pelo fato de em geral serem constituídas por 6 eixos paralelos independentes). Fabricantes de robôs pesquisam esta solução para robôs aplicados em usinagem

PLC Programmable Logical Controller (controlador lógico programável)

PLM Product Life-cycle Management (gerenciamento do ciclo de vida de produto)

QFD Quality Function Deployment (desdobramento, posicionamento estratégico, da função qualidade)

SCI Supply Chain Integration (integração da rede de fornecimento)

SCM Supply Chain Management (gerenciamento da rede de fornecimento)

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SDCD Sistema Digital de Controle Distribuído, designam uma arquitetura de sistemas de controle típica da década de 90, na prática não tão distribuídos quanto o termo dá a entender, utilizado principalmente em processos contínuos (ver DCS)

SFMC Shop floor Monitoring and Control (monitoramento e controle do chão de fábrica, ver MES)

SGM Sistema de Gerenciamento da Manufatura

SMED Single Minute Exchange Die (troca de matrizes em um minuto)

SQL Structured Query Language (linguagem estruturada de pesquisa)

SRM Supply Relationship Management (gerenciamento das relações de fornecimento)

STEP Standard for Exchange of Product Model Data (padrão para transferência de dados de produto, norma ISO)

TOC Theory of Constraints (teoria das restrições, vide também OPT)

TQC Total Quality Control (controle total da qualidade)

TQM Total Quality Management (gerenciamento total da qualidade, termo usado nos EUA, equivalente ao TQC)

THU Transport and Handling Unit (unidade de transporte e manipulação)

TPM Total Productive Maintenance (manutenção produtiva total)

VE Virtual Enterprise (empresa virtual)

VM Virtual Manufacturing (manufatura virtual)

VP Virtual Prototyping (prototipagem virtual)

VR Virtual Reality (realidade virtual)

Terminologias da manufatura integrada

Os termos explicados a seguir estão entre os mais utilizados na manufatura e que nem sempre são perfeitamente conhecidos. Procura-se, então, descrevê-los brevemente de forma a facilitar o entendimento do texto pelo leitor, principalmente quando estes estiverem citados em partes desconectadas daquelas nas quais são explicados mais em detalhes.

AGV - Automated Guided Vehicle (veículo automático auto-guiado): robô móvel sob a forma de veículo, capaz de se localizar no espaço em que circula e de responder a estímulos de controle, tais como programação de rotas e tratamento de situações inesperadas (obstáculos, por exemplo). Utilizado na manufatura para transporte de materiais entre postos de trabalho de forma automatizada.

AM- Agile Manufacturing: ver LM- Lean Manufacturing.

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AMT- Advanced Manufacturing Technologies: jargão usado na literatura técnica para designar as novas tecnologias usadas na manufatura para saltos em competitividade. Ver também CAx.

AS/RS - Automated Storage and Retrieval System (sistema de armazenagem e recuperação automatizado): sistema de organização de estoques de materiais no qual todo o controle da localização dos itens e respectivas quantidades, além da manipulação dos mesmos, são feitos por meio de sistemas robotizados assistidos por computador que gerencia o processo.

ASP- Análise e Solução de Problemas (também conhecido como MASP): método orinudo do TQC para analisar e dar solução a problemas nos quais incorrem os processos da empresa. Baseia-se em estudos e testes exaustivos aplicados de forma sistematizada através do uso de ferramentas tais como os Diagramas Causa-Efeito (ou de Ishikawa) e Gráficos de Paretto.

Benchmarking: processo de identificar, entender e adaptar as melhores práticas e processos das organizações em qualquer parte do mundo, a fim de apoiar a uma organização a melhorar seu desempenho (Definição da APQC, American Productivity and Quality Center).

CAD - Computer-Aided Design (projeto assistido por computador): é uma tecnologia que se implementa na área de projetos, baseada na aplicação de computadores e softwares gráficos para ajudar ou melhorar o projeto de produtos desde sua concepção até sua documentação. A tecnologia CAD suporta todos os níveis ou estados no processo do projeto do produto. Estes programas permitem transformações geométricas, projeções, rotações, aumentos de escala, e níveis diferenciados de vistas em partes e em suas relações com as demais.

CAE - Computer-Aided Engineering (engenharia assistida por computador): é voltado à análise e avaliação do projeto de engenharia utilizando técnicas baseadas em computadores para calcular as operações do produto ou de suas partes e parâmetros de manufatura demasiado complexos para os métodos clássicos de solução. Inclui todos os pacotes computacionais utilizados na análise e avaliação do projeto (no CAD, preferencialmente). CAE intervém no processo de projeto na análise, síntese e níveis de avaliação, além de dispor de recursos para assistir na otimização dos processos produtivos, através das chamadas ferramentas de simulação.

CAL - Computer-Aided Logistics (logística assistida por computador): refere- se a todo o conjunto de processo envolvendo alocação de recursos, transportes de materiais organização da informação realizados para assegurar a execução efetiva dos processos em manufatura.

CAM - Computer-Aided Manufacturing (manufatura assistida por computador): usa computadores para programar, gerenciar e controlar os equipamentos de produção. Em geral, parte da informação extraída diretamente dos dados de projeto e de processo. A geometria da parte criada com o CAD na engenharia de projeto e o plano de processo gerado no CAPP são utilizados pelo CAM para criar programas - código que acionarão as máquinas CNC.

CAPP - Computer-Aided Process Planning (planejamento do processo assistido por computador): método de planejamento de processos no qual um sistema de computadores é usado para auxiliar o desenvolvimento dos planos do processo de manufatura (definindo seqüências de operação, equipamentos e ferramentas requeridas, parâmetros de corte,

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tolerâncias das peças, e critérios de inspeção). Podem ser usados na geração do plano do processo, a Inteligência artificial e a classificação e codificação de sistemas de chaves (em geral, oriundos da tecnologia de grupo)

CAQ - Computer-Aided Quality (qualidade assistida por computador): A utilização de computadores nas ações de controle e administração da qualidade, além de facilitar o uso de métodos estatísticos, oferece grande capacidade de armazenamento de dados, fácil acesso e integração dos dados da qualidade para efeito de rastreabilidade de produto e de processo.

CAx - Computer-Aided technologies (tecnologias assistidas por computador): refere-se a qualquer tecnologia assistida por computador para uso em manufatura, ou, a depender do contexto ao conjunto dessas tecnologias. Ver também AMT.

CE- Concurrent Engineering (engenharia concorrente): conceito surgido nos EUA como alternativa doméstica ao QFD, refere- se também à participação de todas as áreas funcionais da empresa, incluindo os fornecedores e os clientes, nas atividades do desenvolvimento do produto. A intenção é melhorar o projeto com todas as pessoas chave envolvidas no mesmo. Alguns sinônimos utilizados na literatura são: co-projeto, projeto concorrente, engenharia simultânea, projeto de equipe / engenharia.

CEP- Controle Estatístico de Processo: ferramenta de uso manual ou automatizado que gera gráficos de controle a partir de informações estatísticas que permitem monitorar ou controlar o processo por meio de critérios estabelecidos que indicam quando o processo está fora de controle ou tendendo a sair dele, de forma a se permitir uma atuação rápida de correção das possíveis fontes de erro.

CIM- Computer Integrated Manufacturing (Manufatura Integrada por Computador) é uma filosofia que norteia a integração total da organização de manufatura através do uso de sistemas computacionais e gerenciais visando melhorar a efetividade da organização. Baseia-se na adoção de vários sistemas computacionais que interagem em um todo coerente e integrado. O conceito de CIM é melhor explicado no próprio texto.

CNC - Computer Numerical Control (Controle Numérico Computadorizado): pode-se definir como um dispositivo de automação de uma máquina que controla seu funcionamento mediante uma série de instruções codificadas (programa). Os elementos básicos de um CNC são: o programa, o computador, o CLP dedicado que interpreta as informações do computador e a máquina.

EDI – Eletronic Data Interchange (troca eletrônica de dados): Sistema de intercâmbio de informações baseado em protocolos de comunicação e formatos preestabelecidos de documentos que permitem a comunicação entre computadores para troca de informação entre organizações, tais como contratos, ordens de compra, faturas e outras transações.

ERP – Enterprise Resources Planning (planejamento dos recursos da empresa) é uma evolução dos sistemas MRP e MRP II, que vincula a estes grande variedade de outras áreas funcionais na diretamente ligadas à manufatura, tais como administração de materiais, vendas e análise do mercado, distribuição, finanças, contabilidade, controladoria, cadeia de suprimentos, serviços e pessoal.

JIT- Just-in-time (bem-a-tempo): é uma filosofia de manufatura baseada na eliminação planejada de todo o desperdício e na melhoria contínua da produtividade, abraçando a execução com êxito de todas as atividades de manufatura, desde o projeto de engenharia,

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até a entrega do produto final na produção (em alguns casos, até na distribuição). Os principais elementos da filosofia JIT são: ter somente o estoque requerido quando seja necessário; melhorar a qualidade a zero defeitos; reduzir os tempos de entrega, diminuir os tempos de preparação de máquinas, os tempos de espera e os tamanhos de lote; e conseguir tudo isto ao custo mínimo. Em um sentido amplo, se aplica a quase todos os sistemas de manufatura.

Kaizen: termo japonês para melhoria contínua, está contido na filosofia do TQC e visa envolver todos os diretores e empregados da empresa no aperfeiçoamento contíno dos processos. Em manufatura, o Kaizen procura encontrar e eliminar desperdícios ou ineficiências em equipamentos ou métodos de produção.

Kanban: é uma palavra japonesa que significa, aproximadamente, “cartão” e compõe uma das ferramentas do JIT. O cartão é projetado para prevenir produção excessiva e assegurar que as partes terminadas sejam "puxadas" através do sistema de produção à medida que se necessite. Usando este sistema, um processo anterior produz somente as partes suficientes para recolocar aquelas que tenham sido tiradas dos processos seguintes. O Kanban fornece instruções de trabalho, controle visual para o volume de produção, e identifica problemas para sua correção.

LM – Lean Manufacturing, ou manufatura enxuta, termo cunhado por Womack, Jones e Roos em seu livro “A Máquina que Mudou o Mundo” para sintetizar o conceito japonês d produção que revolucionou a manufatura. O capítulo 8 apresenta alguns elementos adicionais a respeito. Os mesmos autores introduziram posteriormente também o conceito de Agile Manufacturing, para explicar o que, no seu entender deveria ser feito pela geração sucedânea do LM.

MASP- Método de Análise e Solução de Problemas: ver ASP.

MRP - Material Requirement Planning (planejamento dos requisitos de materiais): o começa com o calendário principal de produção (planejamento mestre), proporcionando a quantidade de produtos ou partes necessárias por período estabelecido para ajustar a produção demandada à lista de materiais e o estoque às necessidades atuais e futuras da manufatura. Leva em consideração, para calcular as necessidades de materiais finais, o tamanho dos lotes, os níveis de estoque e os tempos previstos de entrega. A informação proporcionada pelo MRP (ordens planejadas) orienta os setores de compras e de manufatura para que se tomem as ações pertinentes.

MRP II - Manufacturing Resources Planning (planejamento dos recursos de manufatura): baseia-se no MRP, com a diferença que essencialmente está projetado para integrar todas as funções operacionais de uma organização de manufatura no que se refere à alocação de recursos (materiais, equipamentos, pessoal, energia, capital), desde a engenharia até a produção e considerando a capacidade disponível.

PLC - Programmable Logical Controller (controlador lógico programável): computador dedicado que executa funções de controle de processos. O PLC dispõe de várias entradas e saídas que, a partir da aquisição de sinais dos sensores, executam algoritmos pré-programados e realimentam o sistema com sinais de correção para execução pelos elementos finais de controle.

Poka-Yoke: palavra japonesa que significa, aproximadamente, "a prova de erros" e que compõe uma das ferramentas do JIT. Trata-se de uma técnica de projeto de sistemas a

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prova de erros nas atividades de manufatura, tais como fabricação, montagem ou preparação de máquinas.

QFD (Quality Function Deployment) - Desdobramento da função qualidade: técnica sistematizada de projeto de produto, também surgida no Japão, que se baseia no trabalho em equipe (envolvendo pessoal de engenharia, manufatura, vendas, marketing e compras, além de clientes e fornecedores) e nos conceitos de benchmarking de produtos para orientar as atividades de projeto.

SMED (Single Minute Exchange of Die): outro conceito do JIT, visa obter-se tempos de preparação de máquina inferiores a 10 minutos, foi desenvolvido por Shigeo Shingo, na Toyota. A metodologia SMED permite examinar os tempos de preparação das máquinas do processo de produção, dividindo-os em internos e externos, de forma a poder reduzi-los consideravelmente por meio de soluções simples introduzidas no processo de preparação de máquina. Esta metodologia tem impacto direto na redução do tamanho de lotes (em função do aumento da disponibilidade da máquina), dando como resultado maior flexibilidade na produção de diferentes peças.

TOC - Theory of Constraints (teoria das restrições): conceito voltado à otimização de sistemas complexos de produção a partir da análise dos gargalos (conhecido também pela ferramenta que lhe é associada, a OPT – Optimized Production Technique). A TOC motivo de maior detalhamento no texto.

TQC- Total Quality Control (controle da qualidade total): Filosofia que prega a qualidade permeando por todos os processos da empresa, baseia-se nos processos de melhoria contínua pela responsabilidade comum de todas as pessoas da organização. O TQC é motivo de mais comentários no texto.

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1 I N T R O D U Ç Ã O

Este texto procura introduzir, ordenar e resumir os diversos conceitos associados à manufatura atual de forma permitir a necessária visão de conjunto que o profissional que milita na área precisa ter. Há uma preocupação explícita em se analisar o assunto do geral para o particular, enfatizando os contextos e as inter-relações existentes. Espera-se, por exemplo, que um engenheiro ou técnico possa entender os aspectos mais estratégicos e táticos que envolvem e determinam sua atividade profissional. Ou que um gerente ou administrador possa observar como a manufatura é muito mais complexa e exigente que os seus modelos simplificados de análise podem alcançar ou tratar. Espera-se, por esta abordagem, que seja facilitado o processo de entendimento do contexto que cerca cada profissional elevando-o, da imersão de seu mundo particular, para o espaço mais amplo da perspectiva de conjunto. Portanto, este texto deve ser lido com uma postura aberta, sem preconceitos, e com visão crítica. Quanto mais se debater e buscar o entendimento das diferentes versões particulares de cada um, mais se ganhará no crescimento do grupo.

É importante que se diga que não se propõe aqui transmitir verdades absolutas. Ao contrário, trata-se aqui de repassar o estado da arte do conhecimento na área de integração da manufatura. Certamente, quem ler este texto daqui a alguns anos constatará facilmente o que se consolidou e o que simplesmente desapareceu neste período.

O glossário traz os significados dos termos técnicos usados ao longo do texto ou que são usuais no jargão da manufatura atual e ajudam a entender de forma sintética muitos dos conceitos e jargões que são usados na manufatura. Pede-se consultá-los sempre que se tiver dúvida do seu significado quando da leitura deste texto.

Este texto é propositalmente introdutório e foi elaborado de forma a remeter o leitor para as fontes de pesquisa sempre que desejar aprofundar o conhecimento e qualquer dos temas que ele trata. Assim, as referências ao final são de grande ajuda para o aprofundamento do diversos aspectos dos diversos temas que são inevitavelmente tratados ao longo do texto. Elas são, em geral, de dois tipos: introdutórias e orientadas para entendimento abrangente dos assuntos que abordam, ou então referências determinantes do estado da arte em seus respectivos temas. Recomenda-se fortemente a leitura complementar dessas referências para ajudar a consolidar os conceitos de cada leitor sobre os temas que lhe são de interesse mais particular ou para aprofundar algum tema específico de interesse do leitor.

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2 O C O N T E X T O D A M A N U F A T U R A

Na maioria das organizações, os colaboradores envolvidos direta ou indiretamente com a manufatura penam para atender às expectativas esperadas das exigências de um mercado competitivo. Os problemas enfrentados não se devem apenas às fraquezas dos próprios processos produtivos, mas também, e muitas vezes principalmente, devido às exigências crescentes dos clientes, ao aumento do nível de desempenho dos concorrentes e, em geral, às freqüentes novidades interpostas pelo meio ambiente (ver glossário para melhor compreender este e outros termos adotados neste texto). É preciso, desta forma, ter sempre em mente que o alinhamento da capacidade e capabilidade do sistema de manufatura com as demandas continuamente mutantes do meio ambiente é uma atribuição permanente de quem gerencia e planeja a manufatura.

A manufatura é complexa. Envolve grande número de colaboradores, mais ou menos qualificados, ligados diretamente à produção ou em diversas funções de apoio, equipamentos, sistemas e softwares de diversas origens e naturezas. Além disso, coexistem em um mesmo espaço uma cultura formal e outra informal, além de tradições (boas e ruins). Sugere-se, a propósito, a leitura de Nadler. A produção pode ser em pequenos volumes, de produtos altamente "engenheirados", ou de volumes médios de produtos de alto desempenho, ou de pequeno ciclo de vida. Ou ainda, podem ser commodities produzidas em larga escala, com ciclos mais ou menos longos de vida. Fato é que os processos produtivos são tão variados quanto os produtos que manufaturam. E, nos últimos anos, um incontável número de novas tecnologias surgiu como alternativas para oferecer ganhos escalares de produtividade e de capabilidade. Estes argumentos já são suficientes para justificar a importância de um planejamento da manufatura muito bem feito, principalmente quando se tem em mente os custos e os riscos envolvidos.

2 . 1 M a n u f a t u r a : B r e v e h i s t ó r i c o

Apesar de a revolução industrial remontar ao início do século XVIII, até o início do século XX a base de todo o sistema produtivo ocidental era predominantemente rural e agrícola. Até então, a maioria dos produtos era feita por artesãos, em geral altamente experientes, os quais utilizavam ferramentas simples, mas flexíveis, dedicadas a um tipo único de produto. Os produtos eram vendidos pelos próprios artesãos em suas casas ou em pequenos mercados que existiam em quase todos os aglomerados urbanos que floresciam na época. A transição da Era da Agricultura para a Era Industrial foi acompanhada de profundas transformações influenciadas pela ênfase no pensamento científico, pelas mudanças políticas, pelas inovações tecnológicas e científicas, entre outras. O advento da máquina a vapor foi responsável pela introdução na Inglaterra, no início do Século XVIII, das primeiras fábricas mecanizadas. Noori e Radford (1995) relatam que as primeiras fábricas eram pequenas, e a mecanização ainda coexistia com uma série de operações manuais e artesanais que limitavam a variedade de produtos a serem fabricados. Os proprietários, altamente qualificados (muitas vezes, ex-artesãos), tinham o controle total sobre seus funcionários e respectivos processos. Muitas vezes delegavam a

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um funcionário para auxiliá-los na coordenação e no controle da mão de obra (herança da figura do capataz). Até o início do século XX, conforme Womack et alli (1992), os automóveis eram fabricados sob encomenda. O cliente discutia o projeto do carro com o fabricante, que adaptava o produto ao gosto do freguês. Muitas vezes, para mesmo um mesmo modelo de automóvel, era muito pouco provável existir carros idênticos, devido não só a essas modificações de projeto como também a uma série de fatores relacionados à fabricação, como o controle dimensional das peças, pois as oficinas mecânicas não dispunham de nenhum sistema metrológico de controle. Sendo assim, o controle de qualidade ficava seriamente comprometido, além da dificuldade para se produzir em larga escala.

2.1.1 A ERA DA PRODUÇÃO EM MASSA

A era da produção em massa pode ser dividida em três grandes fases, de acordo com Martins (1993): a primeira fase se dá com o surgimento da indústria têxtil britânica por meio da mecanização dos teares; a segunda fase reflete o surgimento da administração científica difundida por Taylor e sua aplicação por Henry Ford na criação das linhas de montagem. Por fim, a consolidação por meio da criação das grandes corporações, com Alfred Sloan na General Motors. A segunda metade do Século XIX testemunhou a transformação do ambiente fabril pelos avanços em energia, transporte, comunicações e processo produtivo. As fábricas tornam-se maiores para atender o crescente mercado consumidor, produzindo o mesmo produto em larga escala. Noori e Radford (1995) relatam a redução dos custos de manufatura, a melhoria contínua dos processos e o ganho de economia de escala alcançados no período. Em 1913, Henry Ford combinou os conceitos da especialização da mão de obra e da intercambiabilidade de peças e componentes para desenvolver a linha de montagem. Surgia, assim, a produção em massa, utilizando mão de obra semi-qualificada ou até mesmo desqualificada, mas fixa. O produto, no caso o automóvel, movimentava-se pela linha agregando peças e componentes. A taxa de produtividade atingiu números até então inimagináveis para a época (Womack et alli, 1992 fornece números interessantes). O resultado era que, mesmo pagando bem mais do que os padrões de mercado da época, o custo barato de mão de obra decrescia em relação ao valor do produto. O sistema produtivo de Ford constituía do leiaute tipo oficina para os setores de usinagem e conformação, agrupando máquinas de acordo com a sua função, de linha guiada pelo operador para a montagem e, por fim, de linhas guiadas por equipamento ou operador para os componentes (estes tipos de leiaute são comentados no item 2.3, adiante). Ford também inovou no projeto do produto, ao introduzir o conceito de produto de custo baixo, acabamento rústico, grande durabilidade e fácil manutenção (no caso, o mesmo chassi para as nove versões do modelo T). Martins (1993) comenta o desafio de Alfred Sloan, nos anos 20, para reerguer a General Motors. Para tanto, ele estende os conceitos de Ford e Taylor a toda a corporação, criando divisões descentralizadas e gerenciadas por índices de controle emitidos por meio de relatórios. Womack et alli (1992) e Martins (1993) destacam o papel fundamental de Sloan na revolução do marketing e gerência da indústria automobilística. Sloan, e a sua GM, inovam ao desenvolver cinco modelos novos para atender a faixas distintas de consumidores. Este sistema de manufatura baseado na produção em massa e apoiado nos conceitos da Administração Científica de Taylor, e da Organização do Trabalho e Padronização do Produto de Ford, aplicados por Sloan na estrutura de grandes corporações, começou a ser

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questionado a partir da década de 50 e foi, desde então, perdendo espaço significativo para a produção dita flexível e seus apelidos dados por vários autores.

2.1.2 A ERA PRODUÇÃO FLEXÍVEL

Após a Segunda Guerra Mundial, o Japão, diferente dos EUA, desenvolveu uma abordagem alternativa ao sistema de produção em massa. O Japão tinha urgência em soerguer sua indústria destruída, mas não tinha capital para enfrentar as grandes corporações dos EUA, o que exigiu abordagem criativa, Womack et alli (1992) e Noori e Radford (1995) descrevem com riqueza de detalhes este “épico” japonês. Tal abordagem consistia basicamente em basear a produção em equipes de trabalhadores com multi-habilidades, e equipadas com ferramentas flexíveis, para produzir uma variedade de produtos em pequenos volumes. Foram introduzidas inúmeras técnicas e filosofias de melhorias nas linhas de produção, visando à redução de custos e à alta qualidade dos produtos. Como resultado, foi possível colocar no mercado produtos variados e produzidos em escala relativamente pequena e, mais importante, com qualidade até então não atendida. Como conseqüência, ocorreu uma invasão de produtos japoneses no mercado dos EUA e da Europa. O país destruído pela guerra tornou-se a segunda maior economia do planeta em menos de 30 anos. Enquanto isso, nos EUA, viu-se o fechamento de inúmeras empresas. As que permaneceram produzindo foram obrigadas a rever seus conceitos e evoluir do sistema de produção em massa, investir pesado em tecnologia, tudo isso para tentar acompanhar os novos líderes da nova revolução industrial que se instalou a partir da década de 80 passada. O restante desse texto trata dessa nova indústria integrada.

2 . 2 M a n u f a t u r a : I n c e r t e z a e C o m p l e x i d a d e

Os sistemas de manufatura introduzem características próprias que os tornam melhores talhados a atender determinados tipos combinação produto x mercado. Existem várias abordagens para classificações que levem em conta estes parâmetros. Uma das formas de agregar as empresas de manufatura é de acordo com o setor de negócio no qual operam, segundo o esquema incerteza - complexidade (Complexidade do produto versus. Incerteza do mercado). São identificados então quatro categorias de manufatura: Bens de Capital, Moda, Commodities e Bens Duráveis, como se pode ver na figura 2.1.

Cada uma dessas quatro categorias de manufatura pode ser identificada pelas seguintes características chaves:

1. Manufaturas de Bens de Capital – Cenário: • Desenho efetivo e avançado; • Poucos clientes; • Produtos complexos e um tanto personalizados; • Somente uma montagem final; • Muitas sub-montagens de componentes e/ou matérias-primas; • Muitas ordens de trabalho com volume baixo ou médio; • Muitas atividades de investigação; • Ordens tipicamente discretas; • Muitos fornecedores.

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Figura 2.1 – Relação entre incerteza do mercado e complexidade do produto.

Exemplos de Bens de Capital são equipamentos industriais, computadores de grande porte e aviões.

2. Manufaturas de Produtos Duráveis – Cenário: • Fluxo de desenho modular; • Categoria de médio a grande em clientes; • Alto volume de ordens de clientes; • Categorias de produtos com opções limitadas; • Manufatura de sub-montagem e encaixe personalizado; • Alto volume de ordens de trabalho de sub-montagem; • Volume médio em ordens de trabalho de encaixe; • Programa de vendas e cancelamentos.

Exemplos de produtos duráveis são os computadores, produtos da chamada "linha branca" (geladeiras, fogões, etc.) e automóveis.

3. Manufaturas de Commodities – Cenário: • Muitos clientes; • Produtos padrão; • Pouca matéria prima; • Alto volume de ordens simples; • Poucos fornecedores principais; • Distribuição de alto volume, centros de distribuição, muitos produtos derivativos,

variedade de embalagens freqüentemente significante.

Exemplos de produtos da categoria commodity são petroquímicos, alimentos ou papel.

4. Manufaturas de Produtos de Moda – Cenário: • Alto conteúdo de desenho • Rápida resposta de trocas/mudanças.

Incerteza do mercado

MODA BENS DE CAPITAL COMMODITIES BENS DURÁVEIS

Complexidade do produto

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• Poucos clientes. • Base variável de distribuidores. • Produção de moda simples, partes a reparar.

Exemplos dos produtos de Moda incluem roupas e acessórios de beleza.

2 . 3 O s P r i n c i p a i s T i p o s d e S i s t e m a d e M a n u f a t u r a

O quadro 2.3 oferece uma visão comparativa entre os diferentes sistemas de manufatura. Cada sistema permite níveis diferentes para cada uma de suas saídas, em função de suas características e restrições tecnológicas. Além disso, cada sistema também é particularmente ajustado a um dado volume e combinação de produtos em processo (mix de produtos). A seguir, é feita uma breve explicação da abrangência de cada um:

1. Estaleiro: é característico de sistemas de manufatura no qual o produto em processo é de difícil movimentação. Neste caso, o produto vai sendo montado a partir das diversas partes e componentes que a ele chegam, segundo um planejamento previamente estabelecido. A fabricação de navios, aviões, máquinas de grande porte e edificações são os melhores exemplos deste tipo de leiaute (figura 2.2a).

Figura 2.2a - Leiaute funcional da manufatura tipo estaleiro.

2. Oficina: também conhecido por Job shop na terminologia em inglês, caracteriza-se pela produção de vários produtos diferentes em volumes variando de um a poucos de cada um. O leiaute é funcional (figura 2.2b), no qual os equipamentos são organizados em departamentos de acordo com a sua especialidade, o mesmo acontecendo com os operadores, que tendem a ser especializados nas respectivas áreas de atuação.

Figura 2.2b - Leiaute funcional da manufatura tipo oficina.

P1 P3 P2 P4 P6 P5

M, S M, S M, S M, S M, S M, S

Materiais (M) e serviços (S) chegam aos Produtos (Pi) estacionários em fabricação.

T1

P

T2

T3 Tn

F1 F2

F3 Fn

R1 R2

R3 Rn

M1 M2

M3 Mn

Produto (P) em fabricação movimenta-se entre os departamentos de acordo com plano de processo.

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Nesse sistema, os produtos em processamento se movimentam entre os departamentos de acordo com a necessidade determinada pelo plano de processo. Existe, dessa forma, a tendência de se gerar grandes estoques em processo quando a produção atinge níveis que se aproximam da máxima ocupação do departamento mais solicitado. Os prazos de entrega, pelos mesmos motivos, tendem a se alargar na proporção da retenção dos estoques em processo. O ferramental e acessórios tendem a ser de uso geral, já que o objetivo é obter o máximo de flexibilidade. As empresas que produzem sob encomenda tendem a utilizar este tipo de sistema de produção.

3. Batelada: produz menor variedade e em volumes maiores que a oficina. Produtos são fabricados em lotes, em geral para estoque, já que o nível de flexibilidade tende a ser menor. O ferramental e acessórios ainda são, em sua maioria, de uso geral. O leiaute é algo misto entre o de oficina e o celular (figura 2.2c), de acordo com as prioridades dos processos. A indústria de confecções é um exemplo característico de sistema que tende a se organizar em batelada.

Figura 2.2c - Leiaute funcional da manufatura tipo batelada.

4. Linha guiada pelo equipamento: os equipamentos são agrupados em linhas (figura 2.2d), especializadas em produzir pequena variedade de produtos (ou família de produtos, em alguns casos). Este sistema é interessante quando se tem produtos com projeto estável (que não mudam com freqüência) e a produção é em escala suficiente para tornar econômica uma linha de produção dedicada (e, em geral, cara). Operadores executam em geral tarefas simples e a linha tende a ser bastante automatizada. Bens de consumo duráveis se encaixam bem neste tipo de sistema de manufatura.

Figura 2.2d - Leiaute funcional da manufatura tipo linha de produção.

Mi, Mi , Mi , Mi , Mi

E1 E2 E3 E4 En Pi , Pi , Pi , Pi

Materiais em transformação (Mi) são processados agrupados em lotes em todas as etapas de produção (Ei). Os produtos finais Pi também são liberados em lotes.

Produtos (P) passam sucessivamente pelos diversos equipamentos ou postos de trabalho visando cumprir etapas sucessivas do seu processo de fabricação.

Pi

T1 R1 J1 L1 F1 M1Pj

T2 R2 L2 F2 M2Pk

Tn Rn Jn Ln Mn

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5. Linha guiada pelo operador: é bem similar à linha guiada pelo equipamento, com a diferença de que o operador passa a ditar o ritmo da produção e é, desta forma, mais flexível (nem por isso os operadores são muito mais especializados). É indicada para sistemas nos quais produtos com grande variedade são fabricados em grande volume. A capacidade de produção depende do tipo de produto e do número de operadores alocados. Um bom exemplo deste tipo de sistema de manufatura está na indústria de brinquedos.

6. Contínuo: também similar à linha guiada pelo equipamento, porém mais automatizada e mais intensiva em capital, além de ser ainda menos flexível (figura 2.2e). Destina-se à produção de uma gama estreita de produtos contínua dentro de uma mesma família, e em volumes bastante altos. O operador em geral apenas assiste a produção mas, quando tem que intervir, exige-se dele bom nível de qualificação. O produto tende a ser uma commodity fabricada ao menor custo possível. A indústria petroquímica se encaixa bem neste tipo de sistema produtivo.

Figura 2.2e - Leiaute funcional da manufatura tipo contínua.

7. JIT: É preciso distinguir a filosofia JIT do sistema de manufatura que lhe é intrínseco. Como forma de sistema de produção, o JIT é representado pelo Kanban (mais adiante, neste texto, a filosofia do JIT é resumidamente comentada). O kanban é, na prática representado por um conjunto de fichas que ditam o que produzir em cada posto de trabalho da manufatura. O leiaute do sistema pode ser do tipo oficina, celular, ou mesmo linha. O que importa, no caso, é a filosofia de produção, que passa a ser "puxada" pelo processo cliente (que usa o resultado da produção de determinados postos que lhe servem). A figura 2.2f ilustra um processo baseado em kanban de cartão único (existe outro, um pouco mais complexo, de dois cartões, usados quando existem estoques de entrada e saída separados). Em cada estágio (são mostrados apenas dois) há um centro de produção e uma área de estoque, que contém contenedores-padrão com lotes definidos de itens em cada um. Quando o estágio B precisa de mais componentes para executar sua tarefa (demandada por um estágio C, não mostrado), o operador simplesmente retira-o do estoque (um contenedor-padrão), e leva-o para seu centro de trabalho e coloca o kanban de transporte no quadro da área de espera para sinalizar para onde deve ir o outro contenedor vazio que precisa ser reposto. Este então é enviado, junto com o kanban, de volta para o centro C1 que deve enchê-lo

MMii

T1 R1 J1 L1 F1 M1

MMjj

T2 R2 L2 F2 M2

MMkk

Tn Rn Jn Ln Mn

A partir do conjunto de matérias-primas M, Produto P completa todos os seus principais processos em uma seqüência fixa e contínua de operações visando cumprir as etapas de

PPkk

PPii

PPjj

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na seqüência de chegada (o contenedor vai para a área de espera de C1 e o kanban para a de estoque, onde fica aguardando a chegada do contenedor cheio). Uma vez cheio, o contenedor fica aguardando no estoque até que C2 o requisite novamente, repetindo o ciclo. Trata-se de um sistema bastante simples e eficaz para controle da produção quando esta pode operar com demandas de produtos previsíveis, que oscilam pouco (oscilações bruscas fatalmente desequilibrarão o sistema que é limitado pelo conteúdo padronizado dos contenedores). Aplica-se bem a todo o espectro da manufatura compreendido entre os sistemas em batelada e em linha.

Figura 2.2f - Leiaute funcional da manufatura JIT.

8. FMS e FMC: operam segundo o leiaute celular e são compostos por sistemas completos de equipamentos e software para assegurar a entrega de um produto considerado acabado a partir da matéria-prima (figura 2.2g). Os operadores são multifuncionais e qualificados, pois lidam com vários equipamentos e softwares simultaneamente, além de, em geral trabalharem em equipe. O FMS, na prática, corresponde a conjunto integrado de FMCs (segundo o conceito adotado neste texto – existem autores que têm concepção um pouco diferente). A flexibilidade é o forte desses sistemas (mais da FMC, já que o FMS fica amarrado à coordenação – e conseqüente otimização – de várias células, o que impõe restrições similares às dos sistemas em linha). As FMCs mais modernas conseguem nível de flexibilidade próximo ao da oficina, com produtividade próxima à da linha, o que as torna uma opção bastante convidativa ao se planejar as estratégias de manufatura. O próximo capítulo detalha mais estes dois sistemas.

Postos de trabalho (C) se relacionam via kanban, "puxando" a produção a partir da retirada de contenedores do estoque. Exemplo acima representa sistema de kanban único.

C2

Kt Kt

Kt

C1

Kt Kt

Kt

Contenedor padrão vazio

Contenedor padrão cheio

Kt – Kanban de transporte

Caixa de cartões kanban

Fluxo de contenedores-padrão

Fluxo de kanbans de transporte

Estágio A Estágio B

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Figura 2.2g - Leiaute funcional da manufatura celular.

T1

Pi

F1

R1 M1

T2 F2

R2 M2

T3 F3

R3 M3

Tn Fn

Rn Mn

Família de Produtos completa todos os seus principais processos em uma única célula Ci. Os fluxos internos variam de item para item (Pi) dentro de uma mesma família.

C1 C2 Cn

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2 . 4 E s t r a t é g i a s d e P C P e o s D i f e r e n t e s S i s t e m a s d e M a n u f a t u r a

Existem oito principais sistemas de manufatura, os quais são explicados no texto sobre introdução aos sistemas de manufatura. É possível que uma empresa use um dos mais dos seguintes sistemas em uma linha completa de produção. Interessa, aqui, relacionar as características das estratégias de PCP com esses sistemas, a fim de permitir a avaliação adequada das suas relações.

A tabela 1 oferece informação comparativa sobre as características dos sistemas de manufatura citados (mais detalhes podem ser observados no texto específico). Dois dos itens, conteúdo de trabalho e projeto de componentes, merecem explicação adicional. Conteúdo de trabalho se refere ao valor do conteúdo de mão de obra ou à dificuldade que a automatização enfrenta ao encarar o elemento humano. Opções do produto se refere às possibilidades oferecidas pelo sistema de manufatura para oferecer opções fabricação em torno de um produto. O projeto de componentes indica o número relativo de horas necessárias para o projeto total de um produto. O sistema JIT (e, por conseqüência, kanban, não mostrado), pelas suas características, se aproxima muito do celular, mas pode, em casos de produção mais seriada, assumir características das linhas de produção.

Tabela 1 - Características típicas de alguns dos sistemas de manufatura.

Estaleiro Oficina Batelada Celular Linha Contínuo

Velocidade de processo

Muito variada

Lenta Moderada Moderada Rápida Muito rápida e

constante

Conteúdo de trabalho

Alto Alto Médio Médio Baixo Muito baixo

Habilidades no trabalho

Alto Alto Moderado Médio Moderado Variado

Quantidade nas ordens

Muito pequena

Baixa Média Variada Alta Muito alta

Custo unitário de unidades

Muito grande

Grande Baixo Moderado Baixo Muito baixo

Variações no roteiro

Muito alta Alta Baixa Não há necessidade

Baixa Muito baixa

Opções do produto

Muito alto Alto Média a alta

Alto Poucas Muito poucas

Esforço p/ projeto de componentes

Muito grande

Grande Moderado Moderado Moderado Muito Pequeno

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2 . 5 E s t r a t é g i a s p a r a M a n u f a t u r a

Estratégia de manufatura pode ser entendida com um padrão ordenado de decisões assumidas pela manufatura em horizonte de longo prazo. É fácil perceber quando existe uma estratégia definida, pelo comportamento consistente das decisões gerenciais tomadas ao longo do tempo. A ausência de uma estratégia bem definida leva inevitavelmente a movimentos erráticos e inconsistentes, em geral guiados por modismos e pressões momentâneas do meio ambiente. Qualquer processo de desenvolvimento de uma estratégia de manufatura deve levar em consideração pelo menos (vide Hill, Miltenburg e Nadler para maior detalhamento):

• Os requisitos definidos pelos clientes; • As ações dos concorrentes; • A capacidade e a capabilidade atual da manufatura; • As opções disponíveis para produzir.

Um aprofundamento um pouco maior favorece a também considerar1:

• Os movimentos em busca de oportunidades (novos mercados, vantagens competitivas, alianças estratégicas, entre outras);

• As exigências atuais de regulamentação e de legislação em seus diversos matizes; • O risco representado por produtos substitutos ou, mais sutil e mais perigoso, de

novos produtos e processos entrantes potenciais (novas tecnologias que poderão tornar obsoletos os sistemas planejados de produção ou, pior, o próprio produto);

• As expectativas ainda não preenchidas dos clientes (aquilo que o cliente ainda não conhece mas que, se conhecer, inevitavelmente passarão a ter como padrão de referência – imagine-se hoje, na geração do CD, planejar-se um sistema de fabricação de discos de vinil).

Existem várias propostas para se orientar a definição e implementação de estratégias consistentes de manufatura. Brown, Hayes & Wheelright ou Hill, Miltenburg, Nagel & Dove ou Schemner podem ser alternativas interessantes e levam a resultados similares. Neste texto optou-se pela proposta de Miltenburg, por ser ela bastante completa e didática. A figura 2.3 apresenta a planilha de definição das estratégias. Ela é comentada a seguir.

A montagem de uma estratégia adequada de produção começa pelo equacionamento de três perguntas básicas:

1. Aonde se encontra a manufatura hoje? 2. Aonde ela precisará estar? 3. Qual a melhor alternativa para movê-la de onde ela está para onde ela precisa?

A resposta deve indicar uma lista de mudanças que precisarão ser feitas. Esta lista deve conter itens das tecnologias conhecidas como “duras” (tipo CNC, robôs, CAD/CAM) às “moles” (tais como Engenharia Concorrente, TPM, gerenciamento da cadeia de suprimento – supply-chain, manufatura enxuta). E das tecnologias gerenciais (Benchmarking, Kaizen) às culturais (times de trabalho, delegação, responsabilidade social).

1 Um melhor aprofundamento destes aspectos estratégicos pode ser obtido em Blackburn, Brown, Clark

& Wheelwright , Hayes & Pisano, Hill, Porter.

26

2.5.1 As seis saídas da manufatura

A montagem das respostas, de forma estruturada, inicia-se pelo claro entendimento das seis saídas da manufatura (vistas na parte superior da figura 2.3). O quadro 2.1, a seguir, apresenta uma definição sintética de cada uma das saídas da manufatura.

Como é praticamente impossível atender a todas as seis saídas simultaneamente com máximo rendimento, uma primeira decisão estratégica terá que ser tomada para posicionar a manufatura de forma a tender prioritariamente algumas das saídas. O quadro 2.2 ilustra bem, através de exemplos, alguns produtos e empresas conhecidos que estabelecem claramente suas prioridades estratégicas. A questão a ser avaliada, portanto é em qual (ou quais) saída(s) a manufatura vai se posicionar para buscar sua vantagem competitiva, o que significa, em termos práticos, apenas uma coisa: atender e superar as expectativas dos clientes. Esta definição impactará nas táticas adotadas para assegurar essa(s) saídas(s), a exemplo das inúmeras formas de se implementar o TQC ou a engenharia de produto.

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Quadro 2.1 – Definição das saídas da manufatura. Custo: Dos materiais, mão-de-obra, energia, custos indiretos e demais recursos

usados para fabricar um produto.

Qualidade Definida pela capacidade dos materiais e operações atender as especificações e as expectativas dos clientes, e quão apertadas e difíceis essas especificações e expectativas são.

Desempenho As características do produto e o quanto estas permitem que o produto faça coisas que os outros produtos não fazem.

Entrega O prazo de entrega e a sua confiabilidade (com que freqüência os pedidos atrasam e quanto atrasam)

Flexibilidade De volume: capacidade de aumentar ou diminuir o volume de produção para responder rapidamente as demandas do mercado;

De mix de produtos: capacidade de rapidamente alterar os tipos de produtos ofertados dentro da gama de produtos oferecidos;

De produto: capacidade de rapidamente adequar o produto a exigências específicas dos clientes.

Inovação Habilidade de rapidamente introduzir novos produtos ou de promover mudanças nos produtos existentes.

Quadro 2.2 – Exemplos representativos de mercado que ilustram as saídas da manufatura

Custo Wal-Mart Perfis e barras de aço Canetas e isqueiros Bic

Qualidade Lancôme Sony Toyota

Desempenho Porsche Makita (ferramentas) Christian Dior Caterpillar

Entrega Federal Express Panificadoras Empresas aéreas

Flexibilidade Confecções Ferramentarias Marcenaria

Inovação 3M Du Pont Hewlett-Packard Motorola

Manufatura - saídas

Atributo(s):

Entrega Custo Qualidade Desem-penho

Flexibi-lidade

Cap. inovação

Empresa - atual

Mercado

Principal concorrente

Empresa - objetivo

Qualificação pelo mercado: obtenção de contratos

Montagem

Funcional

Celular

Linha

Contínuo

Pessoal

Est. organi-zacional e ge-renciamento.

Planejamen-to e controle da produção

Fontes de fornecimento

Tecnologia de processo

Instalações

Infantil Média da indústria

Madura Classe mundial

Entrega Custo Qualidade Desem-penho

Flexibi-lidade

Cap. inovação

Manufatura - nível de Capabilidade Manufatura - saídas

Figura 2.3 – Modelo para estruturação das estratégias de manufatura.

Batelada

Estaleiro

Oficina

FMC

LGO

FMS

Desempenho:

Pior Fraco Bom Melhor

Ofi- cina

Linha Guiada Operador

JIT

FMC

FMS

Esta- leiro

Batelada

Contínuo

JIT

LGE

Linha Guiada Equipam.

29

2.5.2 Os Oito Sistemas de Produção

São oito os sistemas de produção aqui considerados, dos quais seis são bastante tradicionais e dois, recentes2 (para esta análise, FMS e FMC são aqui agrupados em um só conceito de manufatura flexível e a estes se soma o JIT). Os sistemas de produção são ordenados de acordo com a sua posição na matriz Leiaute – fluxo de materiais versus Produtos – Volume da figura 2.3. Esta matriz se baseia no trabalho original de Hayes & Wheelright. Pode-se observar que esta matriz tem quatro dimensões:

1 – O número de produtos diferentes produzidos 2 – O volume de produção de cada produto 3 – O leiaute dos equipamentos e o processo usado para fabricação 4 – O fluxo dos materiais através dos equipamentos e processos.

A parte gráfica da planilha da figura 2.3 apresenta uma perspectiva de conjunto do desempenho de cada tipo de sistema de produção em relação às suas respectivas saídas. As barras azuis indicam bons ou altos. As amarelas correspondem a desempenhos baixos ou ruins. Pode-se observar, desse conjunto gráfico que:

• Os sistemas de produção situados mais baixo da escala tendem a ter melhores padrões de custo e qualidade dada, principalmente, a previsibilidade dos processos pela especialização. Quanto maior a variedade de produto e menor o volume em produção, mais difícil é manter-se padrões adequados e consistentes de custo e qualidade;

• Flexibilidade e inovação são mais afeitas aos sistemas de produção mais perto do topo da escala, principalmente aqueles que podem contar com máquinas mais flexíveis e operadores mais qualificados;

• A menor variedade de produtos favorece conseguirem-se melhores padrões de entrega, tanto no que se refere ao prazo como à confiabilidade da entrega;

• O desempenho, por sua vez, é favorecido em sistemas de produção que não sejam excessivamente dependentes, tanto dos equipamentos como dos operadores. Um bom desempenho depende de um fluxo constante de novos produtos, melhorias nos existentes e de mudanças nos processos. Isso é difícil de conseguir nas posições mais baixas da escala gráfica, dada a rigidez e complexidade desses sistemas de produção. Por outro lado, perto do topo da escala ocorrem também problemas de desempenho devido à pequena escala de produção e à variedade de produtos, que dificultam a organização da produção e o investimento no desenvolvimento de produtos ou processos;

• O grande interesse pelo JIT vem justamente do fato de que ele oferece, simultaneamente, boas condições para um posicionamento adequado em quase todas as saídas da produção; é um sistema que exige relativamente pouco investimento, é razoavelmente flexível e oferece bom desempenho; a grande dificuldade do JIT está no seu planejamento e operação, difíceis de equacionar devido às mudanças técnicas organizacionais e culturais que ele impõe;

• O FMS, por sua vez, oferece boas perspectivas para as saídas de qualidade, custo e entrega, por se comportar como uma linha guiada pelas máquinas, agregando as vantagens de maior flexibilidade devido ao arranjo físico dos equipamentos; padece, contudo, do problema de alto custo de aquisição e operação, devido às máquinas, computadores e sistemas de integração ser muito caros.

2 Miltenburg reconhece apenas sete sistemas de produção pois não inclui o tipo Estaleiro.

30

• A FMC aproveita as vantagens do FMS, agregando ainda mais flexibilidade e desempenho, e com investimento relativamente pequeno, já que pode ser implantado com um nível de sofisticação menor; possui também características interessantes de qualidade, em função do perfil do trabalhador utilizado e da capacidade de supervisão próxima e imediata.

Pode-se perceber que não existe um sistema de produção que possa se propor a ser uma solução definitiva para todos os problemas. O quadro 2.3 sintetiza e agrupa as principais características dos sistemas de produção. O problema real que se coloca para o projetista de sistemas de produção é justamente o de como conseguir a melhor solução de compromisso entre as características positivas e negativas de cada sistema para atender demandas específicas de cada combinação de produtos.

2.5.3 As alavancas da Manufatura

O termo alavanca3 é aqui usado para demonstrar que os sistemas de manufatura podem responder aos estímulos e serem regulados por subsistemas específicos que efetivam o seu nível de desempenho global. Estas alavancas são seis e são sintetizadas no quadro 2.4 a seguir, no qual são apresentados alguns exemplos e uma lista de decisões que afetam e determinam o sistema de produção.

Como se pode facilmente observar, as posições das seis alavancas (ou seja, as decisões tomadas em função delas) determinam:

• O tipo de sistema de produção; • Quão bem o sistema de produção funcionará; • Os níveis em que as saídas da manufatura serão atendidas.

Os ajustes adequados e obedecendo a uma perspectiva de conjunto são fundamentais para se conseguir um sistema de produção equilibrado. Eles sempre têm que considerar:

• Se são apropriados para o sistema de produção; • Se garantem as saídas da manufatura requeridas; • Como cada ajuste nas outras alavancas.

É lógico que ajustes finos terão que ser programados continuamente para garantir as necessárias melhorias contínuas do sistema de produção, dentro de critérios bem objetivos de racionalização dos processos.

Quando se pensa em melhorias, vem-se logo à mente a adoção de recursos de automação, incluindo-se aí, naturalmente, as tecnologias dirigidas ou assistidas por computador. O quadro 2.5 apresenta uma perspectiva sintética das principais tecnologias adotáveis mais facilmente por cada sistema de produção nos seus respectivos chão de fábrica. Estas serão motivo de análise mais aprofundada ao longo do curso.

3 Terminologia originalmente cunhada por Miltenburg

Quadro 2.3 – Algumas características dos oito Sistemas de Produção

Sistema de Produto Fluxo de Leiaute Equipamento Custos Funcionários Organização

Produção Variedade Volume Materiais Fixos Variáveis Apoio Produção Estrutura estilo

1. Estaleiro Individual unitário Aleatório Produto fixo

Uso geral, flexível

Bem baixos

Muito altos

Bem poucos

Flexíveis Hierárquica, descentra-

lizada

Empreen-dedor

2. Oficina Muita diferenciaçã

o

Bem baixos

Aleatórios Funcional Uso geral flexível

Baixos Altos Poucos Especiali-zados

Achatada descentra-

lizada

Empreen-dedor

3. Batelada Grande variedade

Baixo ± aleatórios com

padrões

Entre celular e funcional

Uso geral com alguma

especialização

Moderados

Moderados

Poucos Especiali-zados

Achatada descentra-

lizada

Empreen-dedor

4. Linha guiada pelo

operador

Alguma variação

Médio Regular Linha Especializado, alguma

flexibilidade

Altos Baixos Vários Multi- especiali-

zados

Hierárquica descentra-

lizada

Empreen-dedor

5. Linha guiada pela máquina

Padronizada pequenas

modificações

Alto Regular Linha Especializado Muito altos Baixo Vários Não especiali-

zados

Hierárquica centralizada

Burocrática

6. Fluxo contínuo

Padronizada muito alto Rígido Linha Especializado, muito

automatizado

Extrema-mente altos

Bem baixos

Muitos Poucos, não

especiali-zados

Hierárquica centralizada

Burocrática

7.1 FMS Diferenciada baixos Regular Linhas e células

Flexível muito automatizado

Altos Baixos Vários Poucos, especiali-

zados

Hierárquica centralizada

Burocrática

7.2 FMC Muito diferenciada

Bem baixos

Regular Células Flexível automatizado

Moderados Baixos Vários Especiali-zados

Achatada descentra-

lizada

Empreen-dedor

8. JIT Muito diferenciada

Médios a baixos

Regular Linha Uso geral, alguns especializados

Moderados Baixos Poucos Multi- especiali-

zados

Achatada descentra-

lizada

Empreen-dedor

Quadro 2.4 – Subsistemas que alavancam a manufatura.

Subsistema Exemplos de fatores determinantes do desempenho Decisões que afetam determinam o sistema de produção

Colaboradores (pessoal) Qualificação, renda, treinamento, políticas de evolução

na carreira, segurança no emprego, entre outros

• combinação de pessoal qualificado e não qualificado • número de classificações de trabalho • aproveitamento de pessoal multi-qualificado • volume e qualidade do treinamento oferecido • nível de supervisão • política para demissões • nível de delegação de responsabilidade atribuído aos

colaboradores • participação do pessoal na solução de problemas e nas atividade

de melhoria • oportunidades de crescimento profissional

Estrutura Organizacional Relações formais e informais entre grupos (apoio, e

produção), sistemas de tomada de decisão, cultura

organizacional, sistemas de avaliação de desempenho

• hierárquica ou achatada • importância relativa do pessoal de apoio em relação ao de

produção • grau de adoção de times e comitês • nível de responsabilidade e autoridade atribuído a cada nível

hierárquico • indicadores de desempenho usados para avaliar pessoal e

departamentos • quem é responsável pela qualidade • forma de processo seletivo de gerentes • definição do Sistemas de produção como centro de custo ou

dinheiro

Estrutura de fornecimento Nível de integração vertical, sistemas de logística,

relação com fornecedores

• número e qualificação dos fornecedores • relação com fornecedores (adversários e parceiros) • responsabilidade delegadas aos fornecedores para projeto,

custeio e qualidade • decisão sobre produzir u adquirir de fornecedores

33

Subsistema Exemplos de fatores determinantes do desempenho Decisões que afetam determinam o sistema de produção

Planejamento e Controle da Produção

Regras e sistemas que afetam:

- o fluxo de materiais

- as atividades dos colaboradores

- as operações de apoio à produção

- a introdução de novos produtos

• Nível de organização dos processos de pedidos, administração de materiais, programação de recursos, controle da produção e de chão de fábrica

• Sistema centralizado ou descentralizado • Tamanho dos enfoques de matéria prima em processo e

produtos • Controle da produção empurrado ou puxado • Controle da produção congelados ou dinâmicos • Tipo e condições de execução de manutenção • Impactos da introdução de novos produtos na programação da

produção

Tecnologia de Processos A natureza dos processo de produção, os tipos de

equipamentos, grau de automação e integração

• Leiaute da planta • Máquinas de uso geral ou especializadas • Ferramental para alto ou baixo volume de produção • Nível de automação • Capacidade de desenvolvimento interno de tecnologias • Leiaute e tecnologia estáticos ou voltados à melhoria contínua • Procedimentos para controle da qualidade

Instalações Localização, tamanho, objetivos da planta, capacidade

de atualização, relações com o meio ambiente

• grandes ou pequenas • de uso geral ou especializada • localização • planejamento de capacidade existente • qualificação dos setores de apoio à produção

34

Quadro 2.5 – Sistemas de produção e respectivas tecnologias usuais de automação do chão de fábrica.

Sistema de Produção Nível usual de automação Hardware típico do chão de fábrica

Software típico da automação da produção

Estaleiro Muito baixo --- CAL

Oficina Muito baixo a baixo CNC CAPP, CAM, MRP

Batelada Baixo a médio PLC, CNC CAM, MRP, CAQ, CAPP

Linha guiada pelo operador Médio a alto Robô, PC, CNC, PLC CAP (supervisão), CAQ, CAE (simulação)

Linha guiada pelo equipamento Alto Robô, PLC, PC CAP (supervisão), CAQ, CAL, CAE (simulação)

Contínuo Alto a muito alto PLC, DCS CAP (controle), CAQ, CAL, CAE (otimização)

JIT Baixo a médio PC CAP (supervisão), CAQ, CAL

FMS Alto a muito alto PC, CNC, PLC, robô, AS/RS, AGV, CEP

CAM, CAQ, CAL, CAE (simulação)

FMC Alto PC, CNC, PLC, robô, CEP

CAM, CAQ, CAL, CAE (simulação)

3 P l a n e j a m e n t o e C o n t r o l e d e P r o c e s s o s

Existem diversas abordagens para sistematizar os sistemas de Planejamento e Controle dos Processos na manufatura (PCP). Entre as mais difundidas está a que classifica o PCP segundo 4 tipos, que são (adotando-se a terminologia original, mais comum):

1. MTS - Make To Stock (produção para estoque, baseada em previsão de vendas); 2. MTO - Make To Order (sob encomenda); 3. ATO - Assemble To Order (montagem sob encomenda); 4. ETO - Engineering To Order (ordem para engenharia – projeto sob encomenda).

Esta classificação define a estratégia de PCP que a empresa utiliza para satisfazer as expectativas dos clientes quanto aos seus prazos de entrega. Uma empresa pode ser classificada dentro de duas ou mais categorias se seus produtos demandam diferentes estratégias de manufatura e, por conseqüência, diferentes orientações para o PCP.

Estes conceitos são relativamente novos em nossos dias e já são considerados não somente como um tipo de abordagem para as ações de planejamento e controle da manufatura de uma empresa como o próprio destino de tipos diferentes de empresa, já que cada alternativa leva a uma concepção diferente do próprio sistema de manufatura, com conseqüências na própria organização da empresa.

A alternativa de sistema PCP a ser usada pela empresa está baseada em vários fatores, sendo que os dois mais críticos são: o tempo de espera do cliente (customer lead time) e o tempo de espera da manufatura (manufacturing lead time). Conhecer suas definições é importante (os anglicismos são adotados por constarem da literatura corrente):

Customer lead time é o máximo período de tempo que um cliente típico está disposto a esperar pela entrega de um produto depois

que foi elaborado um pedido.

Por exemplo, um cliente espera que suas marcas preferidas de diferentes produtos caseiros, como pasta de dentes, estejam disponíveis nas prateleiras a todo momento que queira ir comprá-los. Raras vezes o cliente esperará a entrega do produto se não se encontra disponível nesse momento. Quando a marca preferida não está disponível, outro produto é selecionado ou o produto da marca desejada é comprado em uma loja diferente. Neste exemplo, a entrega imediata satisfaz o customer lead time e é o critério ganhador de pedidos.

Manufacturing lead time é o máximo período de tempo entre o recebimento de um pedido e a entrega do produto terminado pela

manufatura.

O customer lead time e o manufacturing lead time devem ser consistentes. Quando um automóvel novo, com opções específicas, é pedido por um distribuidor, por exemplo, o

36

cliente está disposto a esperar somente algumas semanas para a entrega do veículo. Como resultado, as empresas automobilísticas de manufatura devem adotar uma estratégia de manufatura que permita o manufacturing lead time coincidir com as necessidades do cliente.

As estratégias de PCP usadas para fazer coincidir o customer e o manufacturing lead time estão agrupadas nas quatro categorias que já havíamos mencionado anteriormente: (ETO, MTO, ATO E MTS). Cada uma destas quatro categorias são mais ilustradas na figura 3.1, a seguir.

Figura 3.1 – A indústria segmentada em quatro grupos de acordo a seus processos.

Estratégias de PCP que diferenciam uma empresa de outra quanto aos tempos de entrega são apoiadas na habilidade de entregar mais rápido que seus competidores, ou de encontrar o prazo de entrega que somente alguns ou eventualmente nenhum de seus concorrentes pode oferecer. A seguir são comentadas mais em detalhes as quatro abordagens para o PCP segundo a taxonomia aqui adotada.

ENFOQUE DO PCP

Make To Stock (MTS)

Make To Order

(MTO)

Assemble To Order (ATO)

Engineering To Order

(ETO)

Produção baseada em Previsão de

vendas

Produção por pedidoespecífico

Montagem por pedido específico

Projeto por pedido

específico

37

3 . 1 E n g i n e e r i n g t o o r d e r ( E T O )

Uma empresa de manufatura que se enquadra nesta categoria tem produtos que se encontram na primeira fase da curva de seu ciclo de vida ou é um produto complexo com um projeto individual. Exemplos disto incluem produtos da indústria de construção (pontes, plantas químicas, linhas para produção automobilística) e grandes produtos com opções especiais e que sua forma de produção é estática ou fixa (aviões comerciais para passageiros, barcos, interruptores de alta tensão, turbinas a vapor, etc.). Percebe-se que esta abordagem de PCP se ajusta bem à estratégia de manufatura tipo oficina e estaleiro.

Devido à natureza do produto, o cliente está disposto a aceitar um grande manufacturing lead time de tal modo que esta estratégia é permitida. Ver Figura 3.2.

Figura 3.2 - Esquema de uma empresa do tipo ETO.

No modelo de PCP ETO se descrevem as características principais e os parâmetros críticos a medir em cada enfoque relacionado a cliente, produto, processo e fornecedores. Uma empresa ETO realiza projeto e fabricação sob pedidos específicos. Os projetos podem ser especificados pelos clientes ou realizados pela empresa. Geralmente os tempos de produção são altos e, como seu nome indica, esta empresa fabrica produtos que requerem conhecimentos elevados de engenharia.

Engineering to Order

Cliente

Produto

Processo

Grande envolvimento do cliente no projeto do produto e no processo produtivo. Alto enfoque nas necessidades e requisitos do cliente.

Número reduzido de produtos com alto graude variação no processo. Alta qualidade exigida pelo cliente.

Alto grau de flexibilidade. Difícil controle da qualidade. Utilização efetiva de tecnologia.

Contato estreito com fornecedores. Confiabilidade de entrega. Racionalização de fontes de suprimentos.

Serviço e assessoria a cliente

Nível de automação

de processos críticos

Controle da qualidade

Tempos de desenho e produção

Grau de certificação

ENFOQUE CARACTERÍSTICASPARÂMETROS CRÍTICOS DE

MEDIÇÃO

38

Em comparação com as estratégias MTS, MTO ou ATO, uma empresa baseada em ETO produzirá baixo volume de seus produtos. O desenvolvimento do pessoal técnico é um ponto crítico para a avaliação da empresa pelos clientes.

A relação e comunicação com clientes e fornecedores são muito importantes já que se trabalha como uma sociedade. Os fornecedores devem ter altos padrões de qualidade. Para terminar o projeto no tempo requerido, se requer usar a administração de projetos. Ademais é necessária a criação de equipes responsáveis por tarefas específicas.

3 . 2 M a k e t o O r d e r ( M T O )

Esta técnica assume que os processos de engenharia e de desenho estão completos e que ademais os de produção já estão aprovados. As empresas de manufaturas usam esta estratégia quando a demanda é imprevisível e quando o customer lead time permite que o processo de produção comece a receber o pedido na fábrica. Casas residenciais novas são um exemplo desta estratégia de produção, como na figura 3.3 à seguir.

Figura 3.3 - Esquema de uma empresa do tipo MTO.

Uma empresa baseada em MTO fabrica produtos padrões somente ao receber uma ordem específica do cliente. Neste tipo de abordagem, os processos de engenharia e de desenho já estão completos e o processo de produção já está aprovado. A empresa MTO deve

Make to Order (MTO)

Cliente

Produto

Fornecedores

Processo

• Adequação a solicitações do cliente.• Alto tempo de entregad t

• Alta funcionalidade e baixo rendimento.• Alta variedade.

• Flexibilidade do Processo• Alto tempo e custo de fabricação• Dificuldade de manter qualidade consistente.

• Baixo tempo de resposta• Estreita relação com fornecedores• Qualidade consistente exigida.

• ServiçosAssessoriaao cliente

• Temposde entrega

• Nível dequalidade

• Nível deautomação

• Custos deprodução

• Nivel deeficiência.

• Utilização do espaço

ENFOQUE CARACTERÍSTICAS

PARÂMETROSCRÍTICOS DE

MEDIÇÃO

39

controlar seus processos para que possam conhecer os tempos de produção com o fim de satisfazer as necessidades do cliente quanto ao tempo de entrega. Ademais, este tipo de empresa requer controlar os estoques de matéria prima e sua relação com os fornecedores deve estar desenvolvida para minimizar o impacto dos problemas de entrega. O processo de manufatura deve ser flexível com a finalidade de oferecer várias opções a seus clientes.

3 . 3 A s s e m b l e t o O r d e r ( A T O )

A principal razão pelas quais as empresas de manufatura adotam esta estratégia é porque o customer lead time é menor que o manufacturing lead time. Esta estratégia é utilizada quando as várias opções para os produtos podem ser prognosticadas estatisticamente: por exemplo, a porcentagem de automóveis de quatro portas contra a porcentagem de duas portas montadas por semana. Ademais, as sub-montagens e as partes para o montador final são levadas em conta para um estoque de componentes terminados, assim que o programa de produção para o montador final é determinado pela ordem de fabricação ou pelo pedido do cliente. A indústria automobilística exemplifica bem esta estratégia de PCP, como demonstrado na Figura 3.4.

Figura 3.4 - Esquema de uma empresa do tipo ATO.

Assemble to Order (ATO)

Cliente

Produto

Fornecedores

Processo

• Alta confiabilidade de qualidade e entrega.• Baixo preço

• Alto volume.• Baixo custo• Produtos intermediários de baixa variedade.

• Qualidade consistente.• Flexibilidade no processo.

• Poucos Fornecedores• Qualidade consistente.• Confiabilidade de entrega.

• Alto controlede qualidade

•Prazo deentrega

•Controleestatísticodo processo

• Custo deprodução

• Flexibilidade

• Nível deeficiência

ENFOQUE CARACTERÍSTICASPARAMETROSCRITICOS DE

MEDIÇÃO

40

Uma empresa ATO monta componentes padrões para obter um produto final somente ao receber uma ordem específica do cliente. Nesse tipo de estratégia os processos de engenharia e de desenho já estão completos e o processo de produção já está aprovado.

Uma estreita relação com os fornecedores é necessária, já que se falta algum componente, aumentará seu tempo de produção ou incluso se pode deter o processo. Seus fornecedores devem estar altamente desenvolvidos devido ao fato de que a qualidade do produto final depende diretamente da qualidade dos componentes.

As empresas ATO necessitam controlar seus processos de montagem para que possam conhecer seus tempos de produção, a fim de que possam satisfazer as necessidades dos clientes. Ademais, necessitam controlar o estoque de componentes para assegurar que sempre podem satisfazer a seus clientes no tempo prometido, sem, contudo, incorrer em custos excessivos de estoque.

3 . 4 M a k e t o S t o c k ( M T S )

Esta estratégia é usada por duas razões:

1. O customer lead time é menor que o manufacturing lead time; 2. O produto tem configuração pré-definida e poucas opções.

Assim, a demanda pode ser prognosticada com mais precisão. Se os níveis de estoques são positivos (as prateleiras dos estoques nunca estão vazias) para um dado produto, este é um critério ganhador de ordens. Quando este critério ganhador de ordens é severo, os produtos são freqüentemente armazenados em centros de distribuição localizados em regiões de maior população. Esta é freqüentemente a última fase do ciclo de vida de um produto e usualmente ocorre em grandes volumes de produção, como demonstra a figura 3.5 a seguir.

Uma estratégia baseada em MTS é utilizada quando o critério ganhador de ordens é que os níveis de estoques sejam positivos, isto é, que as prateleiras dos estoques nunca estejam vazias.Ademais há que ressaltar que a tendência do futuro é que as empresas MTS tendem a converter-se a MTO para satisfazer as necessidades do cliente.

3 . 5 R e l a ç ã o d a s a t i v i d a d e s d e p r o d u ç ã o c o m o u t r o s s e t o r e s / c a m p o s

A figura 3.6 compara as atividades de produção com as quatro estratégias de PCP. Os manufacturing lead times estão nas três maiores atividades no desenvolvimento de um produto: desenho ou engenharia, manufatura e montagem. ATO tem dois tempos de entrega ou lead times: o uso de sub-montagens gera um tempo mais curto em ATO. MTS tem um manufacturing lead time de zero porque o cliente não está disposto a esperar pela entrega.

41

Figura 3.5 - Esquema de uma empresa do tipo MTS.

A relação entre a curva do ciclo de vida do produto e as estratégias de produção usadas para comercializar muitos produtos é ilustrada na Figura 3.7. Quando um produto entra no mercado, a demanda é quase sempre baixa. Assim, uma estratégia MTO não causa tensão nos recursos da empresa. Mesmo quando a demanda cresce, uma estratégia de ATO manterá o prazo de entrega do produto com preços competitivos, sem provocar estoques de produtos acabados. No pico da demanda, as companhias freqüentemente tomam uma estratégia de MTS para atender aos pedidos dos clientes em prazos mais competitivos e manter a posição no mercado. O custo do estoque de produtos acabados é reduzido pela eficiência de escala devido a volumes mais altos. Isto pode tornar mais vantajoso incrementar a capacidade de produção.

O máximo tempo de manufatura que deve uma empresa considerar inclui os processos de manufatura, montagem, embalagem e preparação para a distribuição. Este tempo deve ser perfeitamente conhecido para cada um de seus produtos.

O prazo de entrega ao cliente inclui então, o tempo de manufatura mais o tempo de distribuição. A empresa deve considerar, dentro deste tempo, o transporte até a fronteira para seus clientes no exterior, quando for o caso. Conhecer o prazo de entrega ao cliente é importante já que este dá uma idéia das possíveis reduções de tempo que se podem realizar.

Make to Stock (MTS)

Cliente

Produto

Fornecedor

Processo

Disponibilidade imediata. Garantia de qualidade consistente ao cliente.Funcionalidade padrão

Baixo custo. Altos volumes. Produto padronizado.

Poucos fornecedores. Confiabilidade de entrega. Qualidade consistente. Flexibilidade.

Nível de estoque Nível de qualidade

Custos de produção

Cp e Cpk

Eficiência de produção

Nível de automação

ENFOQUE CARACTERÍSTICASPARÂMETROS CRÍTICOS DE

MEDIÇÃO

Alta eficiência. Baixo nível de defeitos.

42

Projeto

Manufatura

Submontagem Montagem final

Montagem

ETO

MTO

ATO

ATO

MTS

Manufacturing lead times

Figura 3.6 - Estratégias de manufatura e manufacturing lead times (tempos de entrega).

As relações de manufatura descritas anteriormente e as estratégias de produção são ilustradas na Tabela 3.1. A demanda do cliente e o tempo de entrega determinam a estratégia de produção, mas em dois casos a empresa de manufatura tem uma opção do tipo de sistema de manufatura a ser usado.

O ponto chave da discussão da classificação dos sistemas de manufatura e estratégias de produção é que as indústrias são todas diferentes. O processo de classificação simplesmente nos ajuda a entender algumas das similaridades e diferenças que estão presentes. Já com este conhecimento, se torna muito mais fácil entender as rotas externas, identificar o critério ganhador de pedidos, implementar os princípios de CIM (Computer Integrated Manufacturing), ajustar a filosofia de gerência, integrar hardware e software, além de permitir competir no mercado.

Tabela 3.1 – Comparação de sistema de manufatura e estratégias de PCP.

Engineering to order (ETO)

Make to order

(MTO)

Assemble to Order (ATO)

Make to Stock (MTS)

Estaleiro X

Oficina X

Celular X X

Linha X X

Contínuo X X

43

É importante a identificação dos aspectos que definem as características dos processos de manufatura e a forma como são regulados os pedidos dos clientes para se estabelecer o adequado planejamento dos recursos alocados ao PCP, já que estes serão diferentes para cada tipo de estratégia de eleita para este.

Figura 3.7 – Ciclo de vida de produto e estratégias típicas de PCP.

Maturidade

Produção

MTO MTS ATO ETO

Curva do ciclo de vida de produto

44

4 A M A N U F A T U R A I N T E G R A D A P O R C O M P U T A D O R

Ao se deparar com os termos do título acima, muito difundidos na literatura especializada, a primeira tentação que se tem (particularmente engenheiros e empresários tidos como "atualizados") é de se evoluir na direção do adoção das tecnologias ligadas à manufatura computadorizada, ou da automação pura e simples. Estas tendem a ser vistas como panacéia capaz de resolver todos os problemas da indústria. O que se vê, quando se toma essa direção, é uma clara tendência a pura e simplesmente se "automatizar o caos", ou seja, apenas reproduzir-se em computador as práticas erradas ou ineficientes que sempre se praticou na empresa, com o único acréscimo do custo adicional introduzido pela aquisição de equipamentos, softwares e, convém sempre lembrar, pessoal especializado que antes não existia.

É preciso ter-se bem claro que a palavra chave do título acima é integração. Uma leitura mais atenta das tecnologias mais eficazes adotadas pela indústria manufatureira permitirá observar que as que tiveram maior sucesso, que permitiram ganhos de escala4 em produtividade e competitividade, foram justamente aquelas tecnologias que menos dependem de computador para serem efetivas. Vide, por exemplo, os conceitos já consagrados (e já adotados pelos empresários "atualizados") do JIT, TQC (ou TQM, como preferem os estadunidenses) ou TOC (vide glossário de acrônimos e as referências bibliográficas para mais informações sobre estes temas). São todos conceitos que mexeram na cultura organizacional das empresas, ou seja, promoveram transformações estruturais que, essas sim, permitiram os saltos quantitativos de ganhos de escala em produtividade e competitividade. As estratégias de manufatura têm que, forçosamente levar este aspecto em consideração, sob pena de levar ao fracasso todo o esforço de modernização pretendido. Sugere-se, a propósito, a leitura do livro de Womack, Jones & Roos, "A máquina que mudou o mundo", para uma melhor reflexão sobre este tema.

Feito o devido alerta, e estando devidamente contextualizado em relação ao universo que se estende a integração computadorizada da manufatura, pode-se agora adentrar no tema que cabe a este capítulo e ao restante do texto, que é voltado apenas aos aspectos tecnológicos do assunto.

Toda estratégia moderna de automação envolve, em última análise5, a incorporação de tecnologias e conceitos abrangidos dentro da filosofia do CIM (Computer Integrated Manufacturing). O CIM nada mais significa do que a integração das tecnologias computacionais de apoio à manufatura (as conhecidas CAx) dentro de uma filosofia unificada que objetiva a otimização do negócio da empresa como um todo. Esta integração, como se percebe, é muito mais lógica do que física e se viabiliza através dos recursos de informação. A figura 4.1 ilustra a clássica representação da estrutura hierárquica piramidal do CIM, na qual são listados alguns exemplos das principais tecnologias adotadas (veja-se o glossário para explicação dos acrônimos). Sempre é bom lembra que o chão de fábrica é o nível que efetivamente produz. Esta observação é importante para que se tenham claras

4 Refere-se, aqui, a ganhos da ordem de 2, 10 vezes em relação a uma dada situação atual, e não às clássicas medidas, traduzidas em alguns poucos %! 5 Última porque se assume que os aspectos organizacionais e culturais do tema já tenham sido devidamente equacionados.

45

as prioridades para automação quando se inicia um planejamento das estratégias de produção.

Figura 4.1 - Hierarquia do CIM e suas tecnologias correntes.

O conceito de CIM abrange todas as funções de engenharia representadas pelas diversas siglas CAx, mas as extrapola, uma vez que também inclui as diversas funções administrativas que compõem o organismo de uma empresa e que suportam a produção. Idealmente, conceitua-se CIM como a incorporação, em uma indústria de manufatura, de todas as funções, direta ou indiretamente relacionadas com a produção, em um ambiente computacional integrado para assistir, otimizar e/ou automatizar as operações.

O processo de integração pretendido pelo CIM exige grande esforço de uniformização de processos, fluxos (de materiais e informação), sistemas e equipamentos e, principalmente, das bases de dados. Esta, aliás, é a responsável pela integração lógica e consistência do sistema. A figura 4.2 apresenta uma representação esquemática deste conceito, na qual se vê a distinção e convergência, na manufatura, dos dois eixos principais que determinam a lógica de desenvolvimento dos processos relacionados a produto e a manufatura. Este entendimento é interessante quando se tem em conta os esforços atualmente empreendidos para integrar organizacionalmente estes dois eixos, a exemplo de conceitos tidos como "tecnologias moles", a exemplo de CE, QFD e DFM, DFA, DFR (Design for Manufacturing, Assembly, Reassembly), entre outros.

ERP

CAD CAE

CAP (MRPII)

CAL CAQ (administração)

CAQ FMS MRP JIT CAM CAPP

CEP CNC DAS CLP DCS DNC FMC etc. Chão de fábrica

Desenvolvimento de produto e processo

Gerenciamento da produção

Controle da produção

Administração corporativa

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Figura 4.2 - Estrutura integrada da manufatura e fluxo de informações no contexto do CIM.

A figura 4.3 ilustra o inter-relacionamento entre as diversas áreas que afetam o chão de fábrica (baseado no exemplo de uma FMC) e suas respectivas unidades. Essas unidades representam o nível lógico agregado mais baixo em qualquer sistema de manufatura que organiza recursos (hardware, software, energia) segundo orientações humanas ou automatizadas. Hardware inclui também equipamentos, instrumentos, redes locais de computadores (nível físico), e o que mais for necessário à operação da unidade. Observar ainda como o CAM e o CAQ se integram no gerenciamento da rotina do chão de fábrica. Este conceito considera o CAQ como atividade inerente a qualquer processo de manufatura capaz (no sentido de capabilidade, ver glossário).

47

Figura 4.3 - Relacionamento primário entre o chão de fábrica e as demais áreas da manufatura que lhe afetam (exemplo com FMC).

4 . 1 D e f i n i ç õ e s

A seguir são listadas algumas definições de conceitos que têm sido de alguma forma controversos e cujos corretos entendimentos é importante para acompanhamento deste texto. A fim de facilitar a compreensão e de uniformizar conceitos (muitas vezes ainda confusos ou sujeitos aos modismos), procurou-se estabelecer um critério unificado para as terminologias adotadas (vide glossário) seguindo, na medida do razoável, aquelas já difundidas e aceitas pelas comunidades industrial e acadêmica em todo o mundo, evitando-se traduções forçadas (daí se utilizar acrônimos em inglês quando são estes os mais conhecidos). Procura-se também, quando necessário, definir melhor os próprios conceitos, quando estes vierem a ser úteis para a definição de uma terminologia adequada. Serão adotados, sempre que disponíveis, os conceitos como definidos pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) e ISO (International Organization for Standardization). Optou-se por detalhar mais aqueles relacionados com as FMCs para usinagem como forma

48

de ilustração e por caracterizarem-se estes como os sistemas de manufatura mais típicos e completos atualmente em voga. Os conceitos utilizados em FMCs são, contudo, extrapoláveis para os demais sistemas quando for cabível.

4.1.1 Unidade

Uma unidade compreende um conjunto de elementos físicos (máquinas, instrumentos, processadores, etc.) e de software dedicados a uma tarefa específica, em geral supervisionada por um operador. No âmbito da fábrica moderna, podem ser caracterizadas as seguintes unidades principais:

a) Gerenciamento - MgU (Management Unit): supervisiona e controla as atividades internas de um grupo unidades, de acordo com uma programação preestabelecida e dependente das realimentações fornecidas pelas demais unidades ou pelo operador. É, em geral, representada por um microcomputador adequado ao ambiente de chão de fábrica e interligado por redes locais de comunicação (em muitos casos executa também funções de simulação de cenários e de otimização – DCS constitui um exemplo de Mgu);

b) Fabricação - MfU (Manufacturing Unit): responsável direta pela fabricação, é constituída normalmente por uma ou mais máquinas com seus respectivos controladores, se existirem, e demais equipamentos que lhe servem para atender finalidades específicas da fabricação (uma máquina-ferramenta CNC completa ou uma célula de manufatura simples são exemplos de MfU);

c) Inspeção - IpU (Inspection Unit): normalmente constituída por instrumentos ou máquinas de medir com respectivos controladores, garante, através das suas diversas atividades, a correta operação das demais unidades, dentro dos requisitos estabelecidos como adequados para cada peça, ferramenta ou, genericamente, qualquer item inspecionado. A inspeção pode ocorrer através de atividades de medição, teste, ensaio ou comparação (visual ou com calibradores, por exemplo);

d) Transporte e Manipulação - THU (Transport and Handling Unit): designação genérica para todos os equipamentos de transporte, estocagem e manipulação. É responsável pela movimentação de peças, ferramentas, dispositivos de fixação, insumos e acessórios. Portanto, são também caracterizadas como THU as estações de preparação de peças e os estoques vinculados à fabricação, inclusive os AS/RS (Automated Storage/Retrieval System). É adequado distinguir: • transporte: compreende toda a movimentação de objetos de um local para

outro, principalmente entre áreas diferentes de produção ou estocagem; • manipulação: compreende a movimentação do objeto como parte de uma

operação de produção, mesmo que utilizando sistema de transporte. É o caso de um robô posicionando uma peça no dispositivo de fixação, trocando uma ferramenta no magazine, ou posicionando para inspeção ou rebarbação, etc.;

e) Identificação - IdU (Identification Unit): é responsável pela localização de uma peça, um pallet, ou ferramenta que chega e pela leitura de suas especificações ou características. Compreende os equipamentos e respectivos controladores alocados às tarefas de identificação e, eventualmente, contagem, principalmente de peças e ferramentas. Visa orientá-las para as unidades correspondentes e ordenar as providências necessárias para que estas unidades possam recebê-las (como peças que chegam sobre um pallet para serem processadas: elas precisam ser devidamente identificadas para que a unidade correta, MfU, IpU, ou outra, se prepare para executar a tarefa correta prevista no plano de processo);

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f) Limpeza e Remoção - CRU (Cleaning and Removal Unit): engloba os equipamentos dedicados às operações de limpeza e remoção. Responsabiliza-se pela limpeza de peças, ferramentas e/ou dispositivos de fixação, além das tarefas de remoção e separação de fluidos de corte e de cavacos, por exemplo. É responsável ainda pela estocagem e fornecimento de fluido de corte às MfU;

g) Controle - CtU (Control Unit): corresponde aos controladores locais de cada unidade que gerenciam as atividades internas destas e a comunicação delas com as demais unidades. Podem ter subordinadas a si uma série de elementos (leitores, transdutores, etc.) com identificações unívocas para efeito de endereçamento na comunicação. Unidades que possuam alguma inteligência contam com sua própria CtU (existe, inclusive, uma tendência para simples instrumentos incorporarem CtUs próprias visando o controle local dos sistemas, coordenados por MgUs). Um CNC (Computerized Numerical Control) ou um CLP (controlador lógico programável) são casos de representações físicas de CtU;

h) Medição - MsU (Measuring Unit): dedica-se às operações de medição que não se vinculam à inspeção. Destinam-se a tarefas específicas do controle do processo ou das unidades, individualmente.

4.1.2 CAM

Este é outro conceito que ganha maior ou menor abrangência de acordo com o interesse de quem o utiliza. Este texto entende CAM como o agrupamento de todas as funções diretamente relacionadas com o gerenciamento da produção (vide glossário), como visto nas figuras 4.2 e 4.3. O CAM depende de uma fase de planejamento e preparação que lhe é preliminar e que envolve todas as atividades advindas da emissão de ordens de produção e planos de processo. As ordens de produção se relacionam ao CAP (Computer-Aided Production) e estabelecem as prioridades e prazos para a linha de produção. Os planos de processo, gerados através das ferramentas de CAPP (Computer-Aided Process Planning), orientam a execução das diversas operações seqüenciais de cada tarefa de produção e geração dos programas NC, simulações, gerenciamento de arquivos de programas, pós-processamento e comunicação para DNC (Distributed Numerical Control). O CAM opera a partir do recebimento ordenado dessas informações e envolve todo o controle do processo de produção. Visa, assim, garantir a operação de todo o sistema dentro dos limites preestabelecidos de normalidade, responsabilizando-se pelo gerenciamento interno das ações no chão de fábrica como é o caso, por exemplo, de uma FMC.

4.1.3 CAQ

Apesar de também estarem contidas no chão de fábrica, as funções de controle visando diretamente a qualidade, dada a sua importância, são destacadas do CAM e vistas separadamente pelo CAQ. Ao CAQ cabe a responsabilidade pela realimentação do processo produtivo, mantendo-o sob controle e, mais importante, sob contínua crítica. Em um nível mais alto da estrutura hierárquica (vide figura 4.1), o CAQ assume as atribuições de planejamento e administração da estrutura de Garantia da Qualidade da empresa.

50

4 . 2 T e c n o l o g i a s d a M a n u f a t u r a I n t e g r a d a p o r C o m p u t a d o r

Nesta seção serão introduzidas algumas das tecnologias mais representativas da manufatura integrada por computador, dando destaque àquelas que têm papel mais relevante na integração de outras tecnologias ou no desempenho dos sistemas de manufatura. Para aprofundar os conceitos descritos a seguir ou mesmo de alguns daqueles que não foram eleitos para serem comentados foram listados nas Referências diversos textos interessantes que permitirão guiar o leitor na pesquisa do assunto escolhido.

4.2.1 O Conceito de Células e Sistemas Flexíveis de Manufatura

Dada a sua importância, principalmente para os sistemas de manufatura avançada, FMC e FMS merecem ser mais bem estudados. Este texto procura assim detalhar um pouco mais o assunto. Recomenda-se, não obstante, a leitura de textos complementares para o aprofundamento nos tópicos de maior interesse, sobre estes e os demais sistemas de manufatura.

As definições de FMC e FMS tem sido motivo de várias interpretações. A literatura é farta em definições e algumas delas serviram de subsídio para o conjunto de definições que seguem e que procuram colocar alguma ordem nesses conceitos:

a) FMC: é constituída por uma ou mais MfUs e uma unidade de gerenciamento computadorizada (MgU). A figura 4.4 ilustra um esquema de FMC modular, incluindo, a título de exemplo, as unidades básicas que a compõem. O nível de controle abrange todos os controladores inteligentes das unidades, responsáveis pela relativa autonomia que cada uma deve possuir (dentro do conceito de controle adaptativo). Cada unidade inteligente possui sua própria unidade de controle (CtU). O nível de supervisão engloba o monitoramento e o controle integrado das diferentes unidades da FMC, coordenados pela MgU. A interligação das unidades é feita por uma rede local de comunicação (LAN- Local Area Network);

b) FMS: conjunto de 2 ou mais FMCs interligadas por THUs automatizadas. Situa-se em nível hierárquico superior ao das FMCs, e Incorpora uma MgU responsável pela Supervisão das MgUs das FMCs. A figura 4.5 apresenta um exemplo de leiaute de um FMS completo para usinagem, baseado em FMCs para peças prismáticas, com AGVs para o transporte de peças e ferramentas. Um FMS comumente engloba, além das FMCs e THU de interligação, as seguintes unidades:

• Extratores automatizados de cavacos e fluido de corte para o sistema (FMS para usinagem – CRU);

• "Pre-setting" de ferramentas (IpU); • Estação de preparação e recepção de peças (THU); • Sistema automatizado de estocagem e recuperação de peças - AS/RS (THU).

As IpU, IdU e CRU, nos FMSs, podem atender a várias FMCs. A MgU do FMS, por sua vez, é também responsável :

• Pelo roteamento da produção em tempo real (escolha de uma FMC, entre as similares disponíveis, para execução da tarefa);

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• Pelo balanceamento de linha e seqüenciamento (se os planos de processo permitem) estabelecendo, inclusive, prioridades.

Figura 4.4 - Esquema interno das unidades de uma FMC (exemplo).

4.2.2 Células Flexíveis de Manufatura

A Célula Flexível de Manufatura (FMC - Flexible Manufacturing Cell) foi uma evolução natural da manufatura celular convencional. Ao agrupamento de máquinas convencionais em torno de uma família de produtos, acrescentou-se maior flexibilidade de produto e de processo pela incorporação de recursos mais versáteis e automatizados de fabricação e de controle da produção. A FMC foi, de certa forma, uma primeira resposta tecnológica da

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manufatura à pressão por oferta de produtos mais variados e em lotes menores, através da introdução de uma arquitetura para produção no chão de fábrica mais ágil e flexível. Para tanto, as FMCs procuraram reagrupar os recursos e reorientá-los com maior ênfase no processo. Ajudou muito, nesse sentido, o suporte oferecido pela Tecnologia de Grupo (GT- Group Technology) na determinação, por conceitos de similaridade, dos itens a serem agrupados em cada célula (são referências, sob diversos aspectos na relação entre FMC e GT, os trabalhos de Lepikson, 1990, Gallager & Knight, Burbidge, Heragu & Gupta, Tatikonda ou Gindy et alli). O fluxo típico de peças em uma FMC é do tipo "primeira que entra, primeira que sai". São raros os casos que extrapolam esse conceito.

O contexto das FMCs estava, assim, delimitado: manufatura de lotes pequenos de produtos dentro de uma dada família (o que as encaixa bem tanto no conceito JIT como no MRP). Suas principais vantagens, em relação aos sistemas tradicionais são:

• Redução e simplificação da movimentação de material; • Redução dos tempos de preparação; • Simplificação da programação e do controle da produção; • Melhorias da qualidade e da motivação do pessoal.

Certamente foi o sucesso da concepção celular flexível que mais contribuiu para a emergência dos novos conceitos de manufatura que vieram a surgir na década de 90. Todos eles, de alguma forma, incorporaram idéias básicas já contidas nas FMCs tais como: gerenciamento distribuído, modularidade dos processos, padronização de interfaces, especialização, flexibilidade operacional e equipes de trabalho.

Também é importante observar que a evolução das tecnologias associadas às FMCs (máquinas de alto desempenho e universais, flexíveis, de preparação rápida, redes locais de computadores, sistemas de programação de produção e gerenciamento de células, etc.) tem permitido que elas ocupem espaços antes dominados tanto por sistemas de manufatura dedicados, em uma direção, como por máquinas isoladas, em outra (figura 4.5). Isso abre espaços para que as FMCs expandam sua área de atuação além dos nichos aos quais inicialmente se destinava (ver a propósito, Nyman, Harmon & Peterson, 1991; Hong, Burgess et alli).

As FMCs operacionalizam muitos dos fundamentos preconizados pelos novos conceitos ao nível do chão de fábrica. É preciso ter claro, contudo, que as FMCs possuem limitações que são transferidas para todo o sistema, a notar:

• Leiaute rígido e pré-otimizado para determinada configuração, família de produtos e fluxos de materiais;

• Tempos de preparação delimitados pela concepção do sistema e pela quantidade de máquinas a ajustar contidas na célula;

• Tendência à especialização, com conseqüente formação de ilhas gerenciais preocupadas com a otimização apenas das partes.

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T i p o d e M a n u f a t u r acontínua repetitiva para estoque por pedido por encomenda

Contínua Grandes Séries Médias Séries Pequenas Séries Prod. UnitáriaSistemas

Dedicados

Linhas“Transfer” Linhas

“Transfer”Flexíveis

F M S

F M CMáquinas

NCindividuais

MáquinasConvencionais

2 8 40 100 800variedadede itens

Tamanhodos lotes

15.000

2.000

500

25

Figura 4.5 - Delimitação da FMC no espectro da manufatura.

4.2.3 Sistemas Flexíveis de Manufatura

Os sistemas flexíveis de manufatura (FMS - Flexible Manufacturing System) são, como já foi visto, agrupamentos de FMCs sob uma coordenação comum de sistema, logística, transporte e armazenagem (ver exemplo na figura 4.6). O FMS coordena, operacionalmente, as diversas FMCs e garante-lhes o fornecimento de peças, insumos, ferramentas, programas, e demais acessórios, de acordo com as suas necessidades. Isto implica em controlar:

• Os estoques vinculados à produção; • A movimentação de materiais entre as FMCs e entre o FMS e as demais áreas

da empresa; • As informações que circulam no FMS, mantendo os níveis hierárquicos

superiores devidamente informados da situação atual e futura da produção; • O roteamento da produção, otimizando-o em função das disponibilidades e

potencialidades de cada FMC.

Lembrando-se a faixa em que são aplicáveis FMSs e FMCs no contexto do sistema produtivo, fica claro que os FMSs e FMCs destinam-se mais favoravelmente aos lotes de produção pequenos e médios, com variedade de peças de média a grande (o que, alias, é uma tendência atual na indústria).O número de máquinas que compõe as unidades da FMC influenciará diretamente no seu desempenho, o que justifica a tendência atual de se usar equipamentos cada vez mais versáteis e flexíveis, visando reduzir o seu número na célula. Esta versatilidade tem, entretanto, o seu preço (inclusive em desempenho). É fundamental uma análise aprofundada da relação custo/benefício de cada alternativa antes de ser implementada.

Em alguns casos, em função da complexidade do processo de fabricação, o FMS pode segmentar as etapas de processamento em algumas sub-etapas: diversas FMCs se

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complementam, em suas respectivas especialidades, para fornecer a "peça processada". É uma situação anômala, mas possível. Ela tolhe a flexibilidade na formação de famílias de peças e torna o FMS específico, similar a uma linha "transfer" flexível (que vem a ser um caso de linha guiada por equipamento, muito utilizada na indústria automotiva).

1 THU: estação de preparação e desmontagem e pallets

7 IpU: estação de inspeção manual de peças

2 THU: AGVs 8 MgU: gerenciamento do FMS

3 FMCs (com respectivas MfUs e MgUs) 8 IpU e THU: estoque e inspeção de ferramentas

4 CRU: remoção automática de cavacos 9 THU: estoque e inspeção de ferramentas

5 CRU: estação de limpeza de peças 10 THU: estacionamento de AGVs

6 IpU: estação baseada em CMMs

Figura 4.6 - FMS completo, com alimentação de peças e ferramentas por AGVs.

55

5 P r o j e t o e E n g e n h a r i a

Não se pretende aqui aprofundar este tema, até porque será motivo de disciplina específica. Procura-se, a seguir, tecer alguns comentários sobre a inserção dessas tecnologias em um ambiente integrado de manufatura, que é o escopo pretendido para este texto.

O CAD pode ser definido como qualquer atividade de projeto que envolva efetivamente o uso de computadores para criar, modificar ou documentar um projeto. A figura 4.7 ilustra a arquitetura básica de um sistema CAD. Os dispositivos de entrada e saída podem ser os mais variados: A figura 4.8 exemplifica algumas definições geométricas em que se baseiam as sub-rotinas, junto com algumas representações de suas primitivas gráficas, que são matematicamente definidas e transpostas para visualização gráfica pelo usuário. A figura 4.9 mostra uma dessas interfaces representada pelo padrão DMIS, muito usado nos CADs aplicados na engenharia reversa e medição tridimensional. Na figura 4.10 são representados exemplos de construção de sólidos a partir de primitivas 2D (no, caso um retângulo).

O uso do CAD se justifica pelas seguintes razões principais:

Figura 4.7 – Arquitetura básica de um sistema CAD.

• Aumento da produtividade do projetista, conseguido pelo apoio oferecido, no caso da aplicação em mecânica, à concepção do produto e seus componentes e pela redução do tempo para sintetizar, analisar, detalhar e documentar o projeto;

• Aumento da qualidade do projeto, dadas as ferramentas de análise disponíveis (também, e principalmente, no CAE) e pela opção de analisar várias alternativas de forma prática e efetiva;

• Melhoria da documentação de projeto, pela possibilidade de padronizar procedimentos (vide GT), macros de projeto (também conhecidos, em inglês, por features) e intercâmbio de informações;

Sistema Operacional

Software aplicativo

Núcleo gráfico (subrotinas

Drivers de dispositivos

Interface do

usuário

Dispositivos de entrada e saída

Base de dados

do CAD

56

• Criação das bases de dados de projeto e manufatura, pela organização de estruturas de arquivos, especificações e listas de materiais, dados de processo e outros mais.

O CAE é um importante apoio ao CAD e à produção, pois evita sobrecargas com protótipos e testes, que passam a ser simulados computacionalmente. Afora esse aspecto, o CAE não influencia diretamente no contexto da manufatura. O CAD, por sua vez, é uma ferramenta muito útil quando se pensa na integração do processo produtivo como um todo, mas não é o seu centro e a figura 4.3 já ilustrava isso.

Sob a ótica da manufatura, o interesse maior é pelos resultados do CAD para a produção, ou seja, pelas vantagens citadas a seguir. O CAD só terá todo o seu potencial aproveitado, e só se justificará técnica e economicamente, se for integrado ao processo produtivo como um todo, extrapolando as funções clássicas de mera ferramenta de suporte ao projeto e abandonando a tendência de permanecer como "ilha de automação". Estudos têm demonstrado, a propósito, que o CAD dificilmente se justifica como ferramenta isolada. Numa estrutura integrada, o CAD oferece, de imediato, três vantagens básicas:

• Aumento da produtividade dos engenheiros de projeto pela concepção de integrada de produtos, além de executar as tarefas rotineiras, organizando, indexando e buscando projetos similares na base de dados, além, é claro, de desenhar e projetar;

• Redução dos custos de protótipos, pela utilização de modelos computacionais para estudos e simulações (inclusive via ferramentas de CAE);

• Fornecimento das informações necessárias à fabricação e à inspeção, subsidiando o CAP, o CAPP, o CAM e o CAQ, via bases de dados geométricos e tecnológicos, quando puder ser acessível por toda a estrutura produtiva.

Figura 4.8 – Exemplos de definições geométricas e primitivas gráficas do CAD.

Geometria

Ponto P

Linha L

Círculo C

(L1 ∩ L2)

(P1, P2)

(P1, R)

(P1, P2,

P1, α (ângulo)

tan (C1, C2)

(C1 ∩ C2)

(L1 ∩ C1)

Centro de C1

(X, Y) 1

23

{V1, V2, V3} {e12, e23, e31}

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A figura 4.11 ilustra uma funcionalidade bastante interessante do CAD, que é a engenharia reversa. Um produto real e seus componentes podem ser digitalizados por meio de várias técnicas (a medição tridimensional por coordenas é uma das mais usadas) e ser gerada uma nuvem de pontos que o CAD converterá em modelo digital a partir de suas primitivas matemáticas (nesses casos, são candidatas as representações pelas curvas de Bézier ou B-splines). Uma vez modelado digitalmente, o item pode ser alterado ao gosto ou necessidade do projetista (fig. 4.11a). As figuras 4.11b, c ilustram o processo de representação de superfícies seguindo o mesmo método.

Já na figura 4.12 pode-se ver um exemplo de uso do CAD para apoiar o processo de decisão em CAM (no caso, simulando a melhor estratégia de fixação para conciliar rigidez e facilidade de usinagem).

Figura 4.9 – Exemplo de padrão de interface para primitivas gráficas do CAD.

Figura 4.10 – retângulo: (a) extrudado, (b) revolucionado 360º, (c) arrastado em trajetória curva.

Na prática, entretanto, a idealização acima não se opera tão harmoniosamente como se gostaria. Os problemas principais que ainda cerceiam a plena utilização do CAD como apoio à integração são:

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• Falta de padronização dos arquivos, o que dificulta a troca de informações entre CADs de origem diferentes e entre o CAD e as demais áreas;

• Inadequação dos dados geométricos gerados para a correta usinagem: muitos algoritmos de geração de curvas são úteis no traçado de desenho, mas ainda insuficientes ao comando da usinagem.

• A limitação dos arquivos de CAD de tratarem dados tecnológicos (tolerâncias, materiais, por exemplo), marcadamente quando associados aos geométricos e sua respectiva topologia.

• Limitações para interpretar os dados geométricos e convertê-los em dados úteis ao processo. É o caso, por exemplo, da geração de trajetórias de ferramenta, ou de auxiliar na escolha das mesmas.

Figura 4.11 – Digitalização de peça para engenharia reversa com CAD.

a)

b) c)

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Figura 4.12 – Apoio do CAD para simulação de processos de fabricação (CAM).

Cada um dos problemas acima traz consigo uma série de implicações que se refletem diretamente no rendimento da manufatura, destacando:

b) O CAD é um dos núcleos de tecnologias proprietárias que atualmente mais amadurece e mais rapidamente evolui, o que impõe situações que tornam imprescindível para o usuário: • Poder manter-se atualizado, migrando de uma estrutura de CAD para outra

sem perder a sua base de dados já implantada; • Aproveitar a total potencialidade do sistema adquirido o mais rápido

possível, já que estará sujeito à rápida obsolescência (lembrar que a viabilidade econômica do CAD depende da sua integração). Estes aspectos, de fundamental importância, têm tolhido os planos de automação das empresas em função das pressões dos fornecedores de "pacotes" de CAD que procuram manter seus clientes cativos.

c) O CAD ainda não consegue ser a base sobre a qual se apóiam adequadamente o CAPP e o CAM. Seria preciso que uma entidade "furo", por exemplo, fosse reconhecida automaticamente como tal e pudesse ser acompanhada das suas características topológicas (escalonado, não passante, por exemplo) e tecnológicas (material, tolerâncias, acabamento superficial). O CAD deveria também ter recursos para apoio à fabricação, para otimização dos projetos ante as restrições da estrutura produtiva.

d) Apesar dos esforços desenvolvidos, ainda não está disponível uma ferramenta realmente automática que converta os dados existentes no CAD em planos de processo ou em programas otimizados. É justamente a junção dos elementos geométricos, topológicos e tecnológicos que permite ao CAPP definir a seqüência de operações, ferramentas requeridas, velocidades de corte, etc. Os dados oriundos do CAPP e do CAD, por sua vez, permitiriam gerar o programa NC que executaria, por exemplo, o "furo" acima citado.

60

5 . 1 O s E s f o r ç o s d e P a d r o n i z a ç ã o

A integração do CAD depende unicamente das suas interfaces com as demais áreas. Depende, portanto, da estrutura de seus arquivos de dados. Portanto, não interessa a este trabalho discutir os problemas de padronização internos ao próprio CAD.

Já foram produzidas diversas propostas de soluções e muitas normas, inclusive paralelas e concorrentes entre si para tentar integrar o CAD ao ambiente que o cerca. A maioria das tentativas existentes visa apenas definir interfaces para troca de informações entre sistemas CAD diferentes (figura 4.13a). É o caso do IGES (Initial Graphics Exchange Specification) VDAFS (Verband des Automobilindustrie Flalchen-Schnittstelle), SET (Standard d'Echange et de Tranfert), XBF-2 (Experimental Boundary File-2), CAD*I (Computer-Aided Design Interfaces), EDIF (Eletronic Design Inter-change Format).

Desses, o que mais evoluiu foi o IGES e é, ainda hoje, o mais utilizado. A figura 4.13b ilustra e justifica a concepção de arquivo neutro, base sobre a qual se estrutura o IGES. Este arquivo restringe-se aos dados geométricos. Os dados não geométricos incluídos são apenas aqueles de apoio ao desenho e são tratados como arquivos-texto (cotas, por exemplo). O IGES sofre, ainda, restrições em função das primitivas do arquivo neutro, o que exige interpretação humana dos resultados das transformações para validá-las. Critica-se também o tamanho de seus arquivos e os constantes problemas de arquivos transformados incompletos.

A versão 4.0 do IGES foi a base utilizada no projeto STEP (Standard for Exchange of Product Model Data) que surgiu, no âmbito da ISO, da continuação do projeto PDES (Product Definition Exchange Specification). O STEP será abordado em mais detalhes a seguir.

Figura 4.13 – Bases de dados de CAD: troca de informações pelo uso de arquivo neutro.

a) comunicação entre sistemas proprietários por tradutores dedicados. b) integração via arquivo neutro padronizado.

61

5 . 2 O P r o j e t o S T E P

O STEP extrapola o modelo geométrico do IGES modificando-o para permitir agregar as necessárias características topológicas e tecnológicas que complementam a descrição de uma peça ou produto. O Modelo de Produto previsto no projeto STEP, descreve e comunica características essenciais dos objetos físicos. Estes são descritos quanto à sua forma física, dimensões e especificações técnicas. O processo de definição do produto engloba todo o seu ciclo de vida:

• Projeto e análise; • Fabricação e manipulação; • Montagem; • Inspeção; • Marketing; • Assistência técnica.

O Modelo de Produto completo inclui a árvore de decomposição do produto em componentes e estes em peças. Cada peça é identificada univocamente e inclui:

• Especificação de matéria prima; • Geometria da peça acabada; • Tolerâncias geométricas; • Acabamento superficial; • Definição de características; • Especificações para processo, inspeção e intercambiabilidade de peças.

A peça deixa de existir como um desenho. Suas especificações são imutáveis a não ser que ocorram alterações de projeto. Nesse caso, as alterações serão incorporadas à história da peça e uma nova identificação é dada, acusando as modificações de acordo com um conceito de versões. Os arquivos de modelo de produto passam a ser manipulados através de uma estrutura de base de dados cuja sintaxe e semântica permita recuperar a história de cada peça que compõe o produto ao longo de seu ciclo de vida. Na figura 4.14 pode ser visto um resumo dos elementos que compõem os dados do Modelo de Produto, que permite visualizar e entender a arquitetura do sistema.

A figura 4.15 esquematiza a montagem da estrutura do modelo de dados de uma peça. O cabeçalho de identificação aponta para os dados geométricos. Estes, por sua vez, se associam à estrutura topológica e respectivas características. A estas, finalmente, são associados os parâmetros de funcionalidade que valoram as características. O ponto chave da abordagem do STEP é o conceito embutido de características. O objetivo é que, em uma estrutura ideal de produção, cada peça possa ser representada pelas características de interesse, usando a mesma linguagem familiar ao técnico que manipula a peça.

Dada a sua abrangência, espera-se que o STEP seja realmente uma solução que ponha fim na "torre de babel" que constitui a integração do CAD na estrutura produtiva. O apoio dos usuários a esse projeto tem sido bastante forte.

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1 Identificação de arquivo 6 Definição de características Sistemas - ponte Tipo de características Unidades Nome das características 2 Identificação da peça Geometria associada Identificação do desenho Referências externas (bibliotecas, macros) Nome da peça Especificações aplicáveis Número da peça 7 Descrição de tolerâncias Versão / status Definições globais Especificações aplicáveis Características controladas 3 Tipo de material Limites admissíveis Características Registros de referencia Pré - trabalhos exigidos 8 Especificações de processo Especificações aplicáveis Tratamento térmico 4 Geometria detalhada Acabamento superficial Wire-frame Requisitos de montagem Modelo sólido Requisitos de inspeção 5 Topologia 9 Estrutura de produto Características Produtos aplicáveis Especificações Lotes Restrições Montagem Conjunto Entidades externas

Figura 4.14 - STEP: elementos da estrutura do Modelo de Produto.

63

Figura 4.15 - Construção do Modelo de Dados de Produto (concepção STEP).

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6 P l a n e j a m e n t o e C o n t r o l e : P r o d u ç ã o e P r o c e s s o

Ao contrário do que se possa imaginar, a tendência de migração para sistemas de chão de fábrica mais inteligentes não significa necessariamente torná-los totalmente automatizados. Na prática, o caminho mais objetivo passa pela transferência gradual ao operador da FMC das decisões antes tomadas em níveis hierárquicos superiores. A MgU da FMC deve dispor das ferramentas necessárias para apoiar o operador em suas decisões. Esta autonomia é importante para que se viabilize as otimizações de processo levadas a termo pelo uso do bom senso do operador e também facilite a necessária realimentação do CAD e do CAPP a partir da experiência do chão de fábrica (rever figura 4.3), como se verá a seguir.

6 . 1 C A P e C A P P

Do ponto de vista do chão de fábrica, o planejamento da produção (e sua respectiva ferramenta computacional, o CAP) é de interesse restrito, já que não influi diretamente sobre o desempenho do sistema nem mantém relacionamento direto na troca de informações ou nas ações de controle.

Alguns modelos teóricos, entretanto, atribuem à MgU do chão de fábrica (em algumas FMCs, por exemplo) tarefas de CAP. É uma alternativa que impõe uma grande sobrecarga à MgU, que é obrigada a dividir-se entre as suas tarefas de gerenciamento (troca constante de mensagem curtas e com respostas rápidas) com os cálculos interativos complexos e demorados, característicos dos programas de roteamento de produção e gerenciamento de fluxo de materiais, que são funções delegadas do CAP.

A estrutura aqui sugerida prevê a transferência das atividades de CAP para um nível hierárquico mais alto - o mesmo que gerencia, por exemplo, as atividades de MRPII.

O planejamento de processo (via o CAPP), por outro lado, tem papel importante no desempenho do sistema de chão de fábrica. O CAPP é o elo de ligação entre o CAD e o CAM. É a partir da análise dos elementos de projeto que o CAPP vai elaborar os planos de processo com os elementos que lhes são pertinentes, como o roteamento básico (função dos tipos de MfU envolvidas), seqüenciamento, ferramentas a utilizar em cada tarefa, dispositivos, avanços, velocidades e profundidades de corte, etc.

De posse desses planos de processo (que inclui o desenho da peça, oriundo do CAD), é que o CAM poderá traduzi-lo em programas CNC e depois executá-los. A separação das funções do CAPP - CAM nem sempre é tão clara, principalmente quando não há uma integração adequada. Muitas das funções acabam por se interpenetrar ou duplicar.

Um planejamento cuidadoso para definir as atribuições é necessário. A figura 6.1 ilustra, por intermédio da base de dados distribuída, como pode se dar o relacionamento entre o CAPP e o CAM. Observe-se como as bases de dados são atualizadas com os dados oriundos do processo. Realimenta-se, assim, continuamente, a estrutura produtiva, na medida em que o CAPP atualiza, por sua vez, o CAD e que essas bases de dados são acessadas também pelo CAP. Essa realimentação se dá em dois níveis:

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• mudanças do status da produção: permite saber a cada instante onde está cada peça, ferramenta, dispositivo ou transportador. Ou, através do histórico, saber a situação qualitativa da produção (disponibilidade mecânica, peças rejeitadas, atrasos e suas causas, etc.);

• atualização dos dados de produção: otimizações efetuadas no chão de fábrica são repassadas às bases de dados para revisão de valores, programas e métodos adotados. É o caso, por exemplo, de alterações em tarefas, modificações em fixações ou em programas NC, e assim por diante.

Figura 6.1 – Relacionamento entre o CAPP (planejamento) e o CAM (execução).

O CAPP é classificado segundo três tipos básicos: • CAPP variante (ou por recuperação de arquivos); • CAPP generativo; • CAPP híbrido.

Eles diferem entre si pela forma como abordam o tratamento dos dados.

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O princípio variante baseia-se na recuperação de planos de processo similares existentes que são adotados como padrões e modificados de acordo com as especificações da peça a ser trabalhada. Baseia-se nas técnicas de Tecnologia de Grupo - GT (Group Technology).

O princípio generativo utiliza-se da lógica desenvolvida a partir dos processos de produção para, através de regras e de formulações matemáticas, poder simular automaticamente a lógica de decisão do processista. Cada peça sempre gera um novo plano de processo cada vez que é requerida pela produção. É um sistema com grande potencial, mas ainda inexistente na prática em função justamente da dificuldade de formulação matemática precisa e da complexidade do processo de decisão (que é muito dependente da experiência, de avaliações subjetivas e das freqüentes atualizações tecnológicas). É motivo, hoje, de várias pesquisas em Universidades e Centro de Pesquisas, principalmente na área de Inteligência Artificial.

O sistema híbrido, como o nome já o diz, está entre os dois primeiros. Baseia-se, em geral, no método variante e na GT, incorporando algumas ferramentas disponíveis do método generativo. É uma tendência natural de migração dos métodos variantes.

O processo de criação de um plano, independente do método utilizado, segue sempre o mesmo critério básico, sintetizado na figura 6.2. Ao chão de fábrica, e à sua integração, interessa sobremaneira que o CAPP utilizado seja perfeitamente entrosado na estrutura do sistema de informação, evitando redundâncias ou descontinuidades. A natureza repetitiva da produção, no caso de, por exemplo, FMCs (que são os sistemas de manufatura naturalmente candidatos ao uso intensivo da GT) e o existente agrupamento das peças em famílias convidam à adoção dos princípios variante ou híbrido, suportados por uma estrutura de base de dados. A base de dados, por sua vez, se apóia nas bases tecnológicas formal (GT) e informal (experiência).

6 . 2 T e c n o l o g i a d e G r u p o ( G T )

A GT é uma filosofia, já antiga, que visa agrupar peças similares em famílias para tirar vantagens dessas similaridades nas diversas etapas da produção. É particularmente para os sistemas de produção que podem tirar vantagem dos seus princípios como, por exemplo, FMCs/FMSs. Parte da observação de que, na produção, problemas similares têm soluções similares. Para este propósito, a GT se fundamenta em dois requisitos básicos:

• Reconhecimento das similaridades; • Memória dos problemas passados e suas soluções.

Os esforços de pesquisa têm se concentrado mais no primeiro item. Tradicionalmente, o segundo item não tem recebido muita atenção. Do ponto de vista da integração, entretanto, a memória dos problemas e de suas soluções é tão ou mais importante que os algoritmos de reconhecimento de similaridade. Ela é que garantirá o aperfeiçoamento de um processo integrado e continuamente atualizado. O agrupamento em família, que se baseia no reconhecimento de similaridades, pode ser:

• Pela forma geométrica; • Pelo processo de fabricação; • Pela combinação dos dois primeiros.

Os métodos utilizados para agrupamento em família são basicamente três:

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• Inspeção visual; • Classificação e codificação; • Análise de fluxo de fábrica.

Os dois últimos se prestam à automatização e integração e cada um tem suas vantagens e desvantagens. O método de classificação e codificação se baseia nas informações do CAD (similaridades geométricas) e o de análise de fluxo de fábrica nos dados disponíveis nos planos de processo (similaridades de processo). Do ponto de vista do projeto e da peça, o método de classificação e codificação é mais vantajoso. Já para a formação das FMCs e otimização dos fluxos e recursos, o método de análise de fluxo de fábrica é mais útil. O ideal seria a adoção de uma solução que contemplasse as vantagens dos dois métodos.

Figura 6.2 – Etapas de elaboração de um plano de processo em ambiente automatizado.

A Tecnologia de Grupo exerce papel fundamental na integração das FMCs no contexto produtivo, pois:

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• Facilita a formação de famílias de peças e de células para processá-las; • Permite a rápida recuperação de projetos e de planos de processo; • Racionaliza a elaboração de novos projetos e reduz redundâncias de fixação; • Permite a coleta de dados confiáveis das peças e da produção para fins estatísticos

e de controle; • Facilita as estimativas de necessidades de máquinas e de balanceamento de suas

cargas; • Racionaliza o projeto e o uso de ferramentas e dispositivos de fixação; • Reduz os tempos de preparação (set-up) e de passagem (throughput times); • Facilita a programação CNC.

Estas características são importantes por terem o seu impacto resultante multiplicado em um sistema de produção, o que pode ser observado na figura 6.3. A figura 6.4 ilustra um exemplo de formação de famílias, destacando as células criadas após o reagrupamento por algoritmo apropriado, baseado em análise de fluxo de fábrica. Destaca-se o potencial da GT também para otimização das células, na medida em que fornece recursos para:

• Avaliação do grau de flexibilidade da célula e a identificação de possibilidades de substituição de máquinas-ferramenta específicas por equipamentos mais flexíveis;

• Identificação de famílias abrangentes ou específicas, com maior ou menor número de peças, grande ou pequena coesão de similaridade;

• estudos de leiautes do chão de fábrica.

O fato das FMCs agruparem menor número de máquinas que as células convencionais faz com que os algoritmos de agrupamento tenham seus tempos de processamento bastante reduzidos. Além disso, outros problemas normalmente encontrados na implantação do conceito de GT são evitados ou simplificados. É o caso do balanceamento das máquinas da célula, da distribuição equilibrada de carga entre células, ou os decorrentes da introdução de peças não previstas no plano original de produção.

6 . 3 I n t e g r a ç ã o C A D - G T - C A P P

A GT é a ponte que une os diferentes conceitos de integração. E isso impõe restrições às diversas áreas envolvidas:

• Ao CAD: projetos orientados ao enquadramento das peças dentro das famílias existentes;

• Ao CAPP: planos de processo baseados também no histórico dessas famílias - o que induz ao uso de CAPPs variantes ou híbridos;

• Ao CAP: planos de produção orientados para as famílias existentes (inibe a introdução de novos produtos que não se enquadrem nas famílias existentes).

O sistema integrado CAD-GT-CAPP deve procurar otimizar as interfaces CAD-CAPP em benefício, em última instância, do desempenho do chão de fábrica. Espera-se, dessa forma, atingir um nível ótimo de desempenho dessas interfaces, garantindo as necessárias flexibilidades de produto, processo e roteamento para as máquinas.

Entretanto, ainda existem barreiras a serem ultrapassadas para a automatização dos agrupamentos em famílias e elaboração dos planos de processo. Dentre elas destaca-se a citada limitação do CAD para transferência dos dados topológicos e tecnológicos da peça.

69

A melhor perspectiva para solução deste problema de forma consensual e padronizada está associada ao projeto STEP. Ele enfoca o problema a partir do intercâmbio de Modelos de Produtos com informação suficiente para que seja interpretado diretamente por programas aplicativos avançados de CAD/CAPP/CAM.

Figura 6.3 – Melhorias acumuladas pela adoção da Tecnologia de Grupo.

MELHORIAS CONSEGUIDAS A PARTIR DA TECNOLOGIA DE GRUPO

1. Aperfeiçoamento do processo de projeto (recuperação de dados, eliminação de duplicação)

2. Benefícios no gerenciamento de materiais e em compras (aquisição em grupos, menos estoques, menos processos de compra)

3. Melhorias no controle da produção (programação aperfeiçoada, tempos de processamento menores, menos estoques)

4. Ganhos na engenharia de manufatura (otimização dos fluxos, formação de células)

5. Vantagens no ferramental e na preparação de máquinas (redução de ambos)

6. Melhor gerenciamento (controle mais fácil e efetivo, com dados estatísticos mais confiáveis)

7. Redução geral de custos

8. Aumento da produtividade

70

Figura 6.4 – Análise de grupo, com destaque para a organização das células.

71

6 . 4 M E S - M a n u f a c t u r i n g E x e c u t i o n S y s t e m s

Setores ligados à manufatura lidam com desafios de competitividade de maneira cada vez mais acentuada desde os anos 90. Gestores industriais concordam que o controle do chão de fábrica é a chave para um melhor desempenho competitivo. Mas o gerenciamento da manufatura tornou-se extremamente complexo na medida em que produtos e processo se sofisticam e as pressões de prazos e de custos se amplificam. Isso levou ao desenvolvimento de sistemas de software para atender essas demandas, dentre os quais se destacam o ERP (Enterprise Resources Planning), em nível corporativo, e MRPII (Manufacturing Resources Planning), em nível do planejamento da produção. Entretanto, o ERP, não é capaz de planejar atividades de suporte às operações de manufatura, tais como recebimento, setup da produção e qualificação da produção, atividades exercidas pelo MRPII que, por sua vez não provê meios para o planejamento da produção considerando suas restrições de recursos, de capacidade e de capabilidade (qualidade). O MES (Manufacturing Execution Systems) foi então criado para preencher esta lacuna e suprir as necessidades de controlar as ações no ambiente do chão de fábrica. O MES (termo genérico que designa sistemas de execução da manufatura, e também conhecido como sistemas avançados de planejamento e programação, sigla APS) proporciona a ligação essencial para preencher a lacuna de informação que existe entre um MRPII e os recursos de produção.

O processo de trabalho com informação atualizada de produção é crucial para o efetivo planejamento e programação. Então por que ele não foi implementado nos sistemas clássicos de manufatura, e mesmo na maioria dos sistemas de manufatura avançados?

Resposta: Não é fácil tratar com a realidade. O quanto um plano é bom - qualquer plano - não pode ser determinado quando é gerado, mas somente depois que é executado. É inútil anunciar uma previsão ou programação de produção perfeita. Apenas numa retrospectiva poderemos determinar se determinado plano estava correto e o que poderia ter sido feito de forma diferente.

Este processo geralmente acontece de modo assíncrono onde a geração e a execução do plano são separados - não apenas no tempo, mas também em relação às pessoas e aos sistemas de informação envolvidos, como é ilustrado na figura 6.5. Esta separação entre planejamento e programação é a causa dos problemas de produção mais comuns.

Pelo fato de estar em contato com a planta da manufatura, o MES tornou-se a peça central no controle da produção nos sistemas de manufatura. Com o advento da programação orientada a objetos (Booch, 1998), os sistemas MES desenvolveram-se de maneira a poderem ser aplicados de forma eficaz em diversos tipos de indústrias.

O objetivo do MES expandiu-se além do controle de estoques WIP (work-in-process) para compreender o gerenciamento de todos os elementos da manufatura, em complementação ao MRPII. Na figura 6.6 pode-se ter uma idéia do modelo funcional que rege o funcionamento do MES, no qual pode-se ver o ciclo fechado de acompanhamento e controle dos processos, que possibilita também ações de simulação para otimização de desempenho.

O MES tornou acessíveis informações referentes ao gerenciamento mensal ou semanal e às operações diárias. O MES provê a ligação vital entre sistemas de alto nível (MRPII, ERP) e sistemas de baixo nível (SCADA , interfaces de operação e controle), fornecendo informações essenciais para o gerenciamento da produção.

72

Figura 6.5 – Sistema de planejamento da produção típico do MRPII.

O MES complementa a capacidade de planejamento e comunicação do ERP, fornecendo, em tempo real, coordenação e registro da manufatura. Essas informações controladas pelo MES detalham informação, operações de produção, materiais, testes, documentos de referência, equipamentos e pessoal.

Figura 6.6 – Sistema de planejamento e programação da produção em tempo real com MES.

Sistema MES em

73

Uma das funções primárias de um MES é a integração e gerenciamento de informações geradas por diversas atividades e sistemas automatizados. Um MES previne erros, eliminando os custos a eles associados, por controlar todas as operações relevantes ao processo. Todas as atividades, manuais ou automáticas podem ser modeladas, incluindo pré-condições, valores paramétricos, instruções seguidas, etc. A figura 6.7 ilustra algumas telas representativas de um processo de programação e acompanhamento da produção. O planejador coleta dos dados de programação da produção (de um MRPII, por exemplo) e monta um plano de processo com ajuda do MES que aloca os itens a serem produzidos (nas colunas da fig. 6.7a) nos recursos de fabricação (identificados pela cor na fig. 6.7a) de acordo com a seqüência requerida pelos respectivos processos. A saída é na forma de um gráfico de Gantt, que permite uma visão de conjunto, bem como antecipação de ociosidades e gargalos. A programação pode então ser convertida a um gráfico recurso x tempo (fig. 6.7b) para se acompanhar o uso dos recursos entre os itens em produção. Na figura 6.7c pode-se ver uma comparação entre previsto x realizado, útil, por exemplo, no acompanhamento da entrega. Essas atualizações dependem muito do retorno de informações do chão de fábrica para poderem ser atualizados.

Figura 6.7 – Programação e acompanhamento da produção com MES.

a) montagem do plano de produção b) acompanhamento da produção

c) acompanhamento da previsão x execução

74

Um MES também pode prevenir erros ao assegurar que operadores, máquinas e condições do ambiente são apropriados para se começar uma tarefa. O MES mantém as condições necessárias para operações específicas e impede que uma tarefa seja levada adiante sem que todas as condições estejam atendidas, promovendo, também, o balanceamento da produção. O escopo de um MES compreende o controle dos seguintes recursos:

• Matéria-prima/Componentes/Produtos • Equipamento/Ferramentas • Mão-de-obra/Pessoal • Instruções de Trabalho/Especificações/Procedimentos • Meios (transporte, espaço físico, etc.)

Os sistemas MRPII são concebidos para planejar a produção e não para controlá-la. Dessa maneira, a função do MES é assegurar a execução do planejado e implementar um processo de melhora contínua. O princípio de implementar-se um MES é aumentar a quantidade de especificações na produção de bens e diminuir o custo desta produção.

Os sistemas ligados à manufatura estão dispostos em três níveis: planejamento, execução e controle. Cada um representa um mercado aplicações industriais. Sistemas MRP assumem que muitos materiais chegam juntos para compor um produto final, assumindo uma programação relativamente fixa. Entretanto, em processos de manufatura mais complexos, com muitos passos, rendimento e qualidade são parâmetros básicos que podem mudar a programação radicalmente em um curto espaço de tempo. Sistemas tradicionais MRP não lidam com mudanças dinâmicas.

O MES tem como objetivo minimizar desperdícios da produção, com destaque para:

• Desperdício de Matéria-prima • Desperdício de Equipamento • Desperdício de Mão-de-obra • Desperdício de Instruções de Trabalho (especificações mal elaboradas, ciclos

lentos) • Desperdício de Meios (espaço, recursos, estoques)

Um MES possibilita aos gerentes e usuários: • Ter uma visão geral de todo o ambiente de manufatura através da determinação e

controle de todas as ordens, materiais, operadores, processos e equipamentos; • Implementar processos de manufatura consistentes e documentação correlata; • Obter e analisar dados relativos à qualidade e rendimento para um processo de

melhora contínua; • Obter e armazenar o histórico da produção; • Obter dados sobre custos que refletem a situação real do processo produtivo; • Conseguir integração e troca de informações entre o planejamento (ERP) e o chão

de fábrica.

A execução de um MES inclui: • Gerenciamento de lote; • Gerenciamento de operações em tempo real; • Gerenciamento da Qualidade; • Gerenciamento de recursos, incluindo programação, despacho, monitoração de

equipamentos e manutenção preventiva; • Coordenação direta e indireta de tarefas e despachos;

75

• Especificações e instruções de trabalho; • Método de gerenciamento; • Controle detalhado e genealogia de materiais; • Levantamento de custos reais; • Integração com ERP e sistemas de controle automatizados.

Um MES, em uma planta de semicondutores eletrônicos, tipicamente traça a história de um chip pronto vinculando-o a uma “bolacha” (wafer) específica e relaciona os seus testes de desempenho às condições de fabricação. Em uma planta farmacêutica, regula procedimentos, minimizando falhas humanas e anotações manuais. Em ambos os casos, o MRPII pode ser usado para programação da produção principal, estimativa de materiais e recursos, enquanto o MES gerencia a execução da planta.

O resultado é um sistema que preenche a lacuna de empreendimento. Um ERP pode também baixar ordens programados pelos setores de vendas para o MES, que pode dividir essas ordens e criar lotes e sub-lotes que são agregados à ordem original. Conforme as ordens vão sendo completadas, o MES capta e transfere informações sobre movimentação e consolidação.

A transferência de arquivos elimina dupla entrada e se forem usados arquivos ASCII as aplicações podem estar em plataformas completamente diferentes. Atualizando o ERP através do MES aumenta a precisão do ERP dramaticamente.

6 . 5 M o d e l a g e m e S i m u l a ç ã o d e P r o c e s s o s e m M a n u f a t u r a

A simulação de processos em manufatura é uma técnica de resolução de problemas baseada no acompanhamento das mudanças de um modelo dinâmico ao longo de determinado tempo. Um modelo de simulação pode ser construído com mais liberdade do que os desenvolvidos para uma solução analítica. Tipicamente, um modelo é construído numa série de módulos unitários (diagramas de blocos), cada um deles descrito matematicamente com resolução suficiente para os objetivos da simulação, sem uma preocupação excessiva com a complexidade do sistema real. As equações, entretanto, precisam ser construídas e organizadas de modo a possibilitarem o emprego de um procedimento capaz de resolvê-las levando em consideração o conjunto.

A simulação possibilita ao analista tirar conclusões sobre novos sistemas sem precisar construí-los, ou fazer alterações em sistemas já existentes sem perturbá-los. Possibilita visualizar a operação de um sistema novo ou existente, sob uma variedade de condições. É a única ferramenta que permite a análise de interações entre sistemas (integração de sistemas) e entende como vários componentes interagem entre si e como estes afetam todo o desempenho do sistema.

A simulação é o processo pelos quais os resultados são emitidos em funções de perguntas do tipo “E SE”, não necessariamente se preocupando em otimizar o processo, mas fornecendo subsídios para as tomadas de decisão. O processo de simulação consiste em definir, formular, validar, analisar e recomendar. Fornece uma especificação funcional, um modelo de simulação e uma avaliação estatística para subsidiar as decisões. Ela não

76

fornece resultados precisos se os dados não forem precisos, e não descreve características do sistema que não foram explicitamente modeladas.

Uma especificação funcional é composta de objetivos, suposições, entradas, saídas. É detalhada em nível de lógica de controle, visando flexibilidade e análise. Uma análise dos resultados direcionada aos objetivos do processo, auxilia através de um processo iterativo os analistas a entender os resultados estabelecendo com precisão os resultados.

Nos processos contínuos, onde o interesse principal está em mudanças graduais e contínuas, conjunto de equações diferenciais são geralmente usados para descrevê-lo. Já nos sistemas discretos, o interesse principal está nos eventos, e as equações devem então expressar as condições para que um evento ocorra. A simulação, nesse caso, consiste em caracterizar as mudanças de estado do sistema que resultam da sucessão de eventos.

A técnica de simulação não faz nenhum esforço em isolar as relações entre variáveis. Ao contrário, tenta observar o modo como todas as variáveis mudam com o tempo, o que impõe a realização de muitas sessões de simulação para se entender as relações envolvidas no sistema. Isso impõe um planejamento adequado da série de experimentos para se evitar perda de tempo e desperdício de esforço computacional.

A maneira de se realizar a simulação dos experimentos depende da natureza do estudo do sistema:

• Análise: entender como um sistema opera, qual o seu comportamento no tempo. • Projeto: modelar um sistema que atenda certas especificações. • Postulação: entender os processos a partir dos comportamentos conhecidos do

sistema. É um método de simulação muito empregado em estudos médicos, políticos, econômicos e sociais.

Apesar das particularidades inerentes a cada tipo de simulação, alguns passos básicos podem ser identificados. Os principais são:

1. Identificação do problema;

2. Planejamento do estudo;

3. Formulação do modelo matemático;

4. Construção de um programa computacional para o modelo;

5. Especificação dos valores das variáveis;

6. Corridas de Simulação;

7. Avaliação dos resultados;

8. Proposição de novo experimento.

Nas figuras 6.8 a 11 são ilustrados alguns exemplos de simulações baseadas em ferramentas de simulação computacional para processos discretos de comportamento estocástico, talvez o caso mais comum em manufatura. Como se pode ver, é possível simular desde o comportamento de uma máquina ao de um sistema logístico completo. O nível de detalhamento também depende do grau de exatidão pretendido para o modelo. A visualização gráfica é um acessório interessante, mas depende de edição em CAD para poder ser importado para o modelo.

Vantagens da simulação:

77

• Uma vez criado o modelo, pode ser utilizado inúmeras vezes para avaliar projetos futuros sem que haja perturbações no sistema real;

• Mais fácil de aplicar do que métodos analíticos; • Enquanto os modelos analíticos requerem um grande número de simplificações

para torná-los matematicamente tratáveis, os modelos de simulação não apresentam tais limitações;

• Possibilidade de grande detalhamento; • Hipóteses sobre como ou porque certos fenômenos ocorrem podem ser testados

para confirmação; • O tempo pode ser controlado; • Podem-se compreender melhor quais variáveis são as mais importantes; • Identificação de gargalos; • Novas situações, sobre as quais tenhamos pouco conhecimento e experiência,

podem ser tratadas.

Desvantagens da simulação: • A construção de modelos requer treinamento especial; • Os resultados dos modelos simulados dependem da qualidade dos dados que o

alimentam e da fidedignidade do modelo; • Os resultados da simulação são muitas vezes de difícil interpretação; • A modelagem e a experimentação associadas a modelos de simulação consomem

muitos recursos, principalmente tempo.

Figura 6.8 – Tela de simulador com exemplo de simulação de um processo de fabricação.

78

Figura 6.9 – Exemplo de simulação de uma célula flexível de manufatura.

Figura 6.10 – Exemplo de simulação de uma planta de manufatura.

79

Figura 6.11 – Exemplo de simulação de sistema logístico de transporte em ambiente de produção.

80

7 R e d e s d e C o m p u t a d o r e s

Da experiência obtida no projeto de redes, vários princípios, surgiram, possibilitando que novos projetos fossem desenvolvidos de uma forma mais estruturada que os anteriores. Dentre esses se destaca a idéia de estruturar a rede como um conjunto de camadas hierárquicas, cada uma sendo construída utilizando as funções e serviços oferecidos pelas camadas inferiores.

Para permitir o intercâmbio de informações entre computadores de fabricantes distintos tornou-se necessário definir uma arquitetura única, e para garantir que nenhum fabricante levasse vantagem em relação aos outros a arquitetura teria que ser aberta e pública. Foi com esse objetivo que a International Organization for Standardization (ISO) definiu o modelo denominado Reference Model for Open Systems (OSI), que propõe uma estrutura com sete níveis como referência para a arquitetura dos protocolos de redes de computadores que pode ser vista na figura 7.1.

Embora o modelo OSI da ISO possa ser usado tanto em redes de longa distância quanto em redes locais, ele foi, em principio, pensado para o uso em redes de longa distância. As diversas possibilidades de configuração segundo o modelo OSI fazem uso do modelo em sete níveis, mesmo quando nem todos são implementadas. Cada um dos níveis é descrito a seguir.

Figura 7.1 – Sistema de planejamento e programação da produção em tempo real com MES.

Aplicação

Como nível mais alto do Modelo de Referência de Interconexão de Sistemas Abertos, o nível de Aplicação providencia serviços para os processos dos usuários. O propósito deste

FÍSICO

ENLACE

REDE

TRANSPORTE

SESSÃO

APRESENTAÇÃO

APLICAÇÃO

1

2

3

45

6

7

FÍSICO

ENLACE

REDE

TRANSPORTE

SESSÃO

APRESENTAÇÃO

APLICAÇÃO

1

2

3

45

6

7

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nível é servir como uma “janela” através da qual as comunicações entram e saem do ambiente OSI.

Este nível deve providenciar todos os serviços diretamente relacionados aos usuários. Alguns exemplos dos serviços que são oferecidos aos processos de aplicação são:

• Identificação e autenticação dos usuários que se comunicam; • Concordância sobre os mecanismos de privacidade; • Determinação da metodologia de alocação de custo; • Determinação dos recursos necessários; • Determinação da qualidade de serviço aceitável, tal como tempo de resposta, taxa

tolerável de erros, etc.; • Concordância na responsabilidade pela recuperação de erros; • Transferência de informação.

Apresentação

O objetivo deste nível é oferecer ao nível de aplicação um conjunto de serviços de estruturação e formatação de dados que preserve o conteúdo das informações e que resolva diferenças sintáticas entre sistemas. Os seguintes serviços são fornecidos ao nível de aplicação:

• Transformação de dados: referem-se, principalmente, à conversão de conjunto de caracteres e de códigos;

• Formatação de dados: refere-se à modificação do layout dos dados; • Seleção de sintaxe: providencia a seleção inicial e subseqüentes modificações das

transformações e formatos usados.

Funções:

• Solicitação de estabelecimento da sessão; • Negociação da imagem de apresentação (estrutura dos dados e conjunto de ações

executadas sobre ela); • Transformação e formatação dos dados; • Transformação com propósitos especiais, tal como compressão dos dados; • Solicitação de encerramento da sessão.

Sessão

Este nível tem como objetivo fornecer os meios necessários para organizar a sincronização e diálogo entre duas entidades-apresentação e administrar a troca de informações entre elas. Para isto, o nível de sessão estabelece uma relação de cooperação chamada “sessão” entre duas entidades-apresentação.

Serviços:

• Estabelecimento e liberação de uma conexão de sessão entre duas entidades-apresentação;

• Administração do estabelecimento da conexão: permite que as entidades-apresentação determinem em conjunto os únicos valores dos parâmetros de operação;

82

• Transferência normal de dados: suporta a transferência de uma unidade de dado e previne a entidade-apresentação receptora de ficar com uma sobrecarga no recebimento;

• Transferência de “dados de quarentena”: permite que a entidade-apresentação emissora controle explicitamente as unidades de dados a serem entregues à entidade-apresentação destino. A entidade-apresentação emissora pode solicitar que todos os dados de quarentena sejam descartados;

• Administração da interação: controla o tipo de interação, entre as duas entidades-apresentação, que pode ser:

• Simultâneo nas duas direções – quando as duas entidades podem enviar e receber concorrentemente;

• Alternado nas duas direções – enquanto uma entidade envia a outra só pode receber;

• Monólogo em que um lado da interação só envia e o outro só recebe; • Sincronização da conexão: permite às entidades-apresentação marcar e confirmar

pontos de sincronização identificáveis, além de retornar o estado da conexão a um ponto de sincronismo confiável no caso de falhas;

• Transferência de “dados urgentes”: permite que a unidade de “dado urgente” tenha a precedência em qualquer fila e que tenha prioridade sobre qualquer dado enviado posteriormente.

Transporte

O nível de transporte existe para providenciar um serviço independente do meio de comunicação para estabelecer, manter e encerrar conexões de transporte entre entidades-sessão.

Os usuários do serviço de transporte são identificados para o nível de transporte somente pelos endereços-transporte; o serviço de transferência de dados é fornecido para as entidades endereçadas sem preocupação com a sua localização. Os serviços de transporte para o nível de sessão são:

• Estabelecimento de uma conexão de transporte entre duas entidades-sessão; • A seleção da classe de serviço de um conjunto definido de classes disponíveis. As

classes pretendem cobrir os vários tipos de tráfego gerado pelas entidades-sessão (tráfego tipo “batch”, tipo “real time”, etc.), selecionando valores de várias combinações de parâmetros como throughput, demora no estabelecimento da conexão, demora na transferência. Outros parâmetros que influenciam são os erros residuais e disponibilidade de serviço;

• A transferência de dados de acordo com a qualidade de serviço solicitada. Quando esta qualidade não pode ser mantida, a conexão é encerrada. Dois tipos de dados são transferidos na conexão de transporte: os dados do usuário, que são transferidos em seqüência e sujeitos ao controle de fluxo, e os “dados urgentes”, que têm prioridade sobre os dados do usuário;

• Encerramento da conexão de transporte por qualquer uma das duas entidades-sessão envolvidas.

Funções:

• Mapeamento do endereço-transporte para o endereço-rede;

83

• Multiplexação de conexões de transporte em conexões de rede (“end-to-end”); • Estabelecimento e encerramento da conexão de transporte; • Controle de seqüência e de fluxo sobre conexões individuais (“end-to-end”); • Detecção de erro (“end-to-end”) e monitoração da qualidade de serviço; • Segmentação e agrupamento em bloco das unidades de dados (“end-to-end”); • Funções de supervisão.

Rede

O nível de rede providencia os meios para estabelecer, manter e encerrar conexões de rede comutadas entre sistemas, contendo entidades-aplicação que se comunicam. Providencia também a transferência de unidades de dados entre entidades-transporte sobre conexões de rede estabelecidas. Estas conexões de rede são ponto a ponto.

Funções:

• Comutação e estabelecimento de rota, permitindo selecionar a rota mais apropriada entre endereços de rede para a transferência de dados. Estas duas funções podem envolver nodos intermediários atuando como retransmissores entre entidades-rede;

• Estabelecimento de conexões de rede entre entidades-transporte, utilizando a conexão de ligação de dados do nível logo abaixo;

• Multiplexação de várias conexões de rede em uma conexão de ligação de dado a fim de otimizar o uso desta última;

• Segmentação e agrupamento em bloco das unidades de dados com o propósito de facilitar a transferência;

• Detecção de erros que utiliza as notificações de erro do nível imediatamente abaixo;

• Recuperação de erros; • Funções que propiciam o seqüenciamento das unidades de dados na entrega

quando solicitado pelas entidades de transporte; • Controle de fluxo executado pelo nível de rede na interface com o nível de

transporte.

Enlace

Este nível providencia os meios funcionais e os procedimentos para estabelecer, manter e encerrar conexões de ligação de dados entre entidades-rede.

O objetivo deste nível é detectar e possivelmente corrigir erros que podem ocorrer no nível físico.

As funções executadas dentro deste nível, com o objetivo de providenciar serviços para o nível de rede, são:

• Ativação e desativação da conexão de ligação de dados sobre conexões físicas ativadas;

• Delimitação e sincronização que permitem o reconhecimento da seqüência de bits transmitidos sobre a conexão física como uma unidade de dados do protocolo de ligação de dados;

84

• Controle da seqüência que mantém a ordem seqüencial das unidades de dados de serviço através da conexão de ligação de dados;

• Detecção de erros de transmissão, de formato e operacionais que ocorrem sobre a conexão física ou como um resultado do mau funcionamento da entidade-ligação de dados correspondentes;

• Recuperação de erros; • Controle de fluxo, executado pelas entidades-rede, sobre a taxa com que são

recebidas da conexão de ligação as unidades de dados.

Físico

O nível físico estabelece os procedimentos e as características mecânicas elétricas e funcionais para ativar, manter e desativar conexões físicas para transmissão de bits entre entidades do nível 2.

Funções:

• Ativação e desativação da conexão física entre duas entidades do nível de ligação de dados, inclusive concatenação e circuitos de dados quando solicitado pelo nível de ligação;

• Transmissão de unidades de dados de serviço (bits), que pode ser executada de modo síncrono ou assíncrono;

• Controle de erros.

Serviços:

• Estabelecimento de conexão física; • Identificação dos circuitos de dados; • Seqüenciamento na transmissão, isto é, entrega os bits na mesma ordem recebida; • Notificação de condições de erro.

7 . 1 P a d r ã o T C P / I P

Este padrão de protocolo de comunicação de rede foi desenvolvido com fins militares no final da década de 60. TCP/IP é o nome que se dá a toda a família de protocolos utilizados pela Internet. Esta família de protocolos foi desenvolvida pela DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) no DoD (Departamento de Defesa dos Estados Unidos). Os serviços disponíveis para este protocolo são descritos na tabela 4.3.

Este conjunto de protocolos foi desenvolvido para permitir aos computadores compartilharem recursos numa rede. Toda a família de protocolos inclui um conjunto de padrões que especificam os detalhes de como comunicar computadores, assim como também convenções para interconectar redes e rotear o tráfego. O TCP e o IP são protocolos individuais que podem ser discutidos de modo isolado, mas eles não são os únicos protocolos que compõem essa família. Pode acontecer de um usuário do TCP/IP não utilizar o protocolo TCP propriamente dito, mas sim alguns protocolos da família. A utilização do TCP/IP nessa situação não deixa de ser apropriada porque o nome se aplica de modo genérico ao uso de qualquer protocolo da família TCP/IP.

85

Tabela 4.3 – Comparação de sistema de manufatura e estratégias de PCP.

ARP Address Resolution Protocol ICMP Internet Control Message Protocol UDP User Datagram Protocol RIP Routing Information Protocol HTTP Hypertext Transfer Protocol NNTP Network News Transfer Protocol *SMTP Simple Mail Transfer Protocol SNMP Simple Network Management Protocol FTP File Transfer Protocol TFTP Trivial File Transfer Protocol INETPhone Telephone Services on Internet IRC Internet Relay Chat RPC Remote Procedure Call NFS Network File System DNS Domain Name System

7 . 2 R e d e s t i p o B a r r a m e n t o d e C a m p o ( F i e l d b u s )

Fieldbus é um termo genérico que descreve uma nova rede de comunicação digital que pode ser usada na indústria em nível de chão de fábrica para substituir o seu equivalente tradicionalmente usado pela instrumentação, que é o sinal de 4-20 mA. Trata-se de uma rede de comunicações de dados seriada e bi-direcional utilizada para ligar dispositivos isolados de campo, tais como controladores, transdutores, atuadores e sensores.

Cada dispositivo de campo tem uma capacidade computacional instalada a baixo custo a si próprio, fazendo de cada um desses um dispositivo ‘inteligente’. Cada dispositivo deve ser capaz de executar simples função nele próprio, tais como funções de diagnóstico, controle e manutenção, tais como fornecer capacidade de comunicação bi-direcional. Com estes dispositivos não apenas o técnico será capaz de acessar os dispositivos de campo, mas também estes dispositivos poderão se comunicar com entre si.

O fieldbus se propõe a substituir as redes de controle centralizado pelo controle descentralizado. O fieldbus é, assim, mais do que um simples substituto para o meio de transmissão padrão de 4-20 mA.

Embora a tecnologia de fieldbus exista já há alguns anos, ainda ela não é amplamente utilizada. A razão para esse atraso é a insuficiência do protocolo internacional de padronização capaz de assegurar a completa intercambialidade e interoperabilidade entre diferentes produtores, com as conseqüentes implicações em redução de custos. Apenas recentemente os primeiros padrões em norma foram divulgados (IEC 61158, para o nível físico e parte do nível de enlace).

A intenção das redes fieldbus é fazer a informação transitar de forma digital desde o dispositivo de campo. Cada dispositivo de campo é também um dispositivo ‘inteligente’ e pode explicitar para outros dispositivos a sua situação em termos de função de controle,

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manutenção e diagnóstico. Como resultado, ele pode reportar se há falhas, ou mesmo, se está precisando de calibração. Um exemplo de configuração com diferentes tipos de redes pode ser visto na figura 7.2, no qual se destacam as possibilidades de uso das redes fieldbus. Na figura 7.3 pode-se entender melhor esta “hierarquia” de padrões de redes industriais de chão de fábrica. A rede corporativa tende a ser hoje implementada no padrão TCP/IP. O segundo nível, logo abaixo, que em geral também não padece de condições críticas de operação em tempo real, também tende a seguir o mesmo padrão, em uma configuração com menos dispositivos “pendurados” a fim de assegurar um desempenho satisfatório para as funções de supervisão que em geral são exercidas nesse nível. Abaixo dos controladores estão as redes efetivamente integradas do chão de fábrica, baseada em dispositivos “inteligentes”.

Um dos elementos chaves dessa tecnologia é a intercambiabilidade, que se vincula ao acesso que os instrumentos digitais têm em uma rede fieldbus para se comunicar uns com os outros e com os sistemas supervisórios (ver exemplo de instrumento na figura 7.4).

O fieldbus incorpora uma camada do usuário que fica acima da camada de aplicação e pode desempenhar as tarefas de controle, tanto no dispositivo de campo quanto no controlador. O fieldbus consegue oferecer uma grande segurança aos dispositivos de campo mesmo em locais de muitas descargas elétricas (intempéries do ambiente).

Em síntese, as principais vantagens do uso da tecnologia fieldbus seriam: • Sistemas abertos: padronização leva a um aumento no número de fornecedores e

tende a aumentar a ‘vida útil’ do protocolo • Capacidade de Expansão e Reconfiguração: facilitam o atendimento de novas

condições de processo e/ou produção • Manutenção Proativa: minimiza tempos de parada redução dos prazos de

entrega e preços • Conectividade e facilidade de acesso às informações • Flexibilidade: rápida resposta a novas demandas do mercado • Confiabilidade: auto-diagnóstico, detecção e identificação imediata de defeitos,

fácil implementação de redundância, simplifica implementação de sistemas redundantes

• Interoperabilidade: uso de equipamentos de diferentes fabricantes

Vários protocolos foram testados e muitos outros implementados com tecnologias proprietárias. A figura 7.5 apresenta uma síntese com os dados de alguns deles. As figuras 7.6 e 7.7 detalham um pouco mais características de redes projetadas para processos discretos e contínuos em manufatura.

Com o avanço do processo de normalização há uma tendência à convergência de vários padrões em torno de alguns principais, apesar das particularidades ainda possibilitadas pelas normas. É o caso, por exemplo, dos padrões ISA SP50 e WorldFip que se ajustaram ao padrão Fundação Fieldbus (IEC 61158). Ou da Devicenet, aderente ao padrão CANBus e compatível (via drivers) com o IEC 61158.

87

Figura 7.2 – Representação típica da estrutura de redes de computadores usadas na indústria.

Sistema corporativo (ERP, bases de dados)

Históricos, tendências,

relatórios, etc.

Fieldbus Fieldbus “Devicebus”

E/S

“Sensorbus” Local

Fieldbus ethernet

Controle avançado

Estações de trabalho

Hart, outros

Rede CorporativaBases de

dados

Supervisão reduntante

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Figura 7.3 – Hierarquia funcional dos padrões de rede fieldbus.

Figura 7.4 – Ilustração de um instrumento “inteligente” projetado para rede fieldbus.

Fieldbus Foundation Fieldbus Profibus PA

“Devicebus”

- CANbus - Profibus DP - Devicenet - Interbus

“Sensorbus” AS-I Lonworks Seriplex

CCoommpplleexxiiddaaddee ddooss eeqquuiippaammeennttooss

Equipamentos simples Equipamentos complexos

CCoommpplleexxiiddaaddee

ddoo ccoonnttrroollee

Figura 7.5 – Características de alguns padrões fieldbus.

Figura 7.6 – Características de padrões fieldbus para processos de manufatura a eventos discretos.

Figura 7.7 – Características de padrões fieldbus para processos contínuos de manufatura.

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8 A T r a n s f o r m a ç ã o d a M a n u f a t u r a – d a P r o d u ç ã o e m M a s s a p a r a a M a n u f a t u r a E s t r a t é g i c a

A manufatura tem passado por um processo de transformação importante e que precisa ser compreendido para que qualquer contribuição efetiva possa ser feita. À medida que a tecnologia coloca à disposição novos recursos, eles imediatamente são aproveitados para efetivar saltos significativos nos indicadores de produtividade, a exemplo do que hoje acontece com as tecnologias de eletrônica, informática e comunicações. Brown identifica cinco principais eras na evolução da manufatura:

1. Infância da industrialização; 2. Avanços da energia a vapor e das ferrovias (1830 a 1880); 3. Engenharia pesada (1880 a 1940); 4. Produção em massa (1940 a 1980); 5. “Manufatura estratégica” (atual).

O termo “manufatura estratégica” pode dar uma idéia falsa ou parcial do processo de transformação em curso, mas o autor faz boa síntese dos principais elementos de contraste entre a era da produção em massa e as propostas para a “manufatura estratégica” (tabela 5.1). Para se compreender melhor o fenômeno, importa lembrar os 3 movimentos principais ocorridos já na década de 80 que tiveram orientações complementares, além de forte influência sobre a manufatura atual:

1. tecnologias associadas ao CIM- Computer Integrated Manufacturing (manufatura integrada por computador), através das chamadas ferramentas CAx - Computer-Aided anything (auxílio computadorizado “para qualquer coisa”), sistemas de informação em engenharia e de comunicação computadorizada no chão de fábrica;

2. técnicas de organização da produção, pela implementação de conceitos de gestão, alguns já conhecidos mas pouco explorados na manufatura, tais como GT- Group Technology (tecnologia de grupo), FMC- Flexible Manufacturing Cell (célula flexível de manufatura), JIT- Just-In-Time (bem-a-tempo) e TOC- Theory of Constraints, teoria das restrições;

3. da gestão empresarial, pela difusão do TQC (Total Quality Control, controle total da qualidade).

De comum entre eles é subjacente o questionamento às formas de gerenciamento tradicionais da manufatura, além da busca deliberada de alternativas para a organização e integração dos recursos que a compõem, é bem verdade que com uma orientação ainda predominantemente tecnológica (exceção feita ao TQC) e com uso intensivo da informática.

Provavelmente o primeiro grande estudo visando entender o problema por que passava a manufatura (focando na indústria automobilística) foi o trabalho desenvolvido pelo MIT - Massachusetts Institute of Technology, no final da década de oitenta e que redundou no conhecido livro “A Máquina que Mudou o Mundo” (Womack et alli, 1992). Após uma análise abrangente das fábricas de automóveis em todo o mundo, o estudo elenca os principais elementos que geraram empresas de sucesso a partir da década de setenta (notadamente empresas de origem japonesa) e os sistematiza no conceito de “manufatura

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enxuta” (mais tarde ampliado por Womack & Jones, 1994, para abranger o conceito de “empresa enxuta”).

Tabela 5.1 - Comparação entre as eras de produção em massa e atual.

Produção em massa “Manufatura estratégica” (atual) Ciclo de vida dos produtos longo, medido em anos Ciclo de vida dos produtos curto, medido em meses Produção fixa, inflexível Produção flexível, orientada para o cliente Demanda estável, conhecida Demanda errática, instável, que é confrontada com a

capacidade de fabricação Ciclos de produção longos Ciclos de produção curtos Fabricação para estoque Fabricação sob pedido de cliente Decisões de gerenciamento em curto prazo Decisões estratégicas de gerenciamento visando obter,

simultaneamente, vantagem competitiva e satisfação do cliente

Pequena variedade, alto volume Qualquer variedade e volume, como requerido pelo cliente

Empresa opera isolada Formação de alianças estratégicas para aperfeiçoar a capacitação da empresa

Ênfase no corte de custos Ênfase simultânea em custo, entrega, qualidade, flexibilidade, projeto e capacitação

Trabalhadores desqualificados Trabalhadores multi-qualificados, altamente treinados Relação fornecedor - comprador fraca, conflituosa Parcerias estratégicas entre comprador e fornecedor

Outro estudo que teve grande repercussão foi o coordenado pela Universidade de Lehigh (Nagel & Dove), desta feita focando mais nas estratégias a serem perseguidas pela indústria de manufatura norte-americana para assegurar sua competitividade nos próximos anos. Além dos aspectos fabris, este estudo se ocupa também dos organizacionais e visa redefinir os referenciais que têm orientado a estrutura tradicional da manufatura para que ela se atualize e se readeque às necessidades do futuro próximo.

Ao discutir o que chama de “paradigma pós-produção em massa”, Warneck (1993) alerta para o problema das organizações complexas e da necessidade de se concentrar nos negócios essenciais da empresa (core business) como forma de manter a agilidade nesse novo ambiente. Essa tese também é defendida por Goldman et alli ao propor alternativas de estratégias para aumentar o dinamismo das empresas a partir da percepção do valor do produto pelo cliente (o que vai além do conceito de empresa voltada para o cliente, em voga nas práticas de TQC). Para tanto, também valorizam as competências da organização e as alianças estratégicas baseadas no conceito de empresas virtuais. Klen propõe alternativa baseada em um tripé formado por áreas virtuais de produção, planejamento distribuído da produção e coordenação centrada em equipes ad-hoc como forma de aumentar o dinamismo e a flexibilidade das empresas de manufatura.

Nota-se uma profusão de estudos preocupados em diagnosticar os problemas e propor soluções para auxiliar a manufatura a se adaptar à nova realidade que se impõe. Em Kidd & Karwowski pode ser encontrada uma boa coletânea de trabalhos associados a linhas de pesquisa correntes na área da chamada “manufatura ágil”, mais um conceito recém-criado, muito utilizado nos Estados Unidos, para reunir as idéias da “manufatura enxuta” com as de engenharia concorrente, com impacto mais direto na fabricação. As publicações de

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Camarinha-Matos & Afsarmanesh e, mais recentemente, Camarinha-Matos têm propósitos similares, numa perspectiva mais voltada às preocupações da Comunidade Européia.

Fica claro, a partir das observações feitas até agora, que se faz necessário o entendimento, da forma mais clara possível, dos elementos transformadores da manufatura, bem como das técnicas e tendências mais recentes que têm impulsionado esta transformação, a fim de que uma intervenção consciente e construtiva possa ser feita. Considerando os objetivos deste texto, é importante aprofundar os aspectos tecnológicos e organizacionais associados ao planejamento, programação e controle da produção. É o que se tentará fazer a seguir.

8 . 1 E l e m e n t o s T r a n s f o r m a d o r e s d a I n d ú s t r i a d e M a n u f a t u r a

A história recente da manufatura (desde a década de 80 até hoje) enseja identificar fases nítidas do seu processo evolutivo, nas quais se buscou, gradativamente:

1. Automação dos processos existentes, isoladamente (na qual a introdução das máquinas-ferramenta CNC foi representativa);

2. Integração dos recursos técnicos (demarcada pelo esforço das integrações das ferramentas CAx);

3. Integração dos sistemas (identificada principalmente pelos esforços de padronização das redes locais de comunicação);

4. Entendimento sobre a manufatura (a exemplo dos esforços para desenvolvimento de modelos para a manufatura, comentados adiante);

5. Viabilização de modelos alternativos para a manufatura (como os esforços atualmente desenvolvidos e nos quais este trabalho se insere).

Dentro desse processo evolutivo, o momento presente incorpora elementos complexos que afetam a manufatura e que precisam ser adequadamente compreendidos para que estratégias possam ser adotadas. Os que mais de perto interessam aos objetivos deste trabalho são comentados a seguir.

8.1.1 Globalização e Fragmentação dos Mercados

Implica em, concomitantemente, atender mercados globais mas com produtos adaptados a cada situação e característica local (e, se possível, individual), o que induz a novos paradigmas de estratégias de mercado, planejamento e produção. Essa estratégia de manufatura tem sido comumente chamada de World-Class Manufacturing que, simplificadamente, implica em (a partir das observações de Kerr; Clarke & Brennan; Gunn):

• Operação global e desnacionalizada da empresa; • Cultura organizacional e valores compartilhados pela empresa em todo o mundo; • Contratação de pessoal localmente; • Comunicação e difusão globais do aprendizado na empresa; • Desenvolvimento de produtos, produção e vendas descentralizados e adaptados a

cada região e segmento de mercado; • Funções de apoio também descentralizadas mas seguindo orientação

uniformizada;

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• Obediência aos padrões formais e tácitos do comércio internacional.

8.1.2 Interferência de Elementos Exógenos

A crescente interferência de elementos exógenos no gerenciamento interno das empresas é representada por vários aspectos, entre os quais se destacam (Porter; Lepikson, 1990):

• Legislações e acordos nacionais e internacionais sobre direitos de patentes e de cópia;

• Pressões relacionadas ao meio ambiente e proteção de recursos naturais; • Políticas governamentais, protecionistas, para fomento industrial, geração de

empregos, incentivo às exportações, etc.; • Deslocamento dinâmico e oportunista dos interesses relativos a fontes de recursos

(técnicos, humanos, capital) • Acordos regionais e internacionais de comércio.

8.1.3 Orientação para o Cliente

O sucesso de um produto, hoje, depende, como comentam Fernandes & Lepikson, da capacidade da empresa entender e traduzir em produtos os reais desejos dos clientes, muitas vezes não manifestados ou nem mesmo percebidos (por exemplo, quem imaginaria, até há bem pouco tempo atrás, explicitar o desejo por um equipamento que reunisse as funções de impressora, copiadora, scanner e fax, ou televisão, computador e telefone?). Esta perspectiva é tão séria que há, inclusive, uma tendência forte para envolver mais diretamente o cliente no processo de criação e definição dos requisitos básicos do produto. Mais do que isso, tende-se para que o cliente participe efetivamente de todas as etapas do desenvolvimento do produto (Davidow & Malone; Clark & Wheelwright). Isso já é uma realidade, por exemplo, na relação entre os fornecedores e clientes institucionais nas indústrias tecnologicamente mais sofisticadas, como aeronáutica, automobilística ou de informática.. O QFD - Quality Function Deployment (desdobramento da função qualidade) é a ferramenta mais representativa, dentre as existentes, para desenvolvimento integrado de produtos (ver American Supplier Institute para detalhamento dos procedimentos do método).

Destaque-se também a ênfase hoje dada à qualidade. O cliente começa a ter acesso a um conjunto de informações sobre o produto não só mais completo, como também de disseminação mais rápida, além de um leque de opções de produtos disponíveis muito maior. O conceito de adequação ao uso fica cada vez mais óbvio nesse cenário (ver Juran & Gryna). Como resultado, as empresas vêem-se, hoje, como que obrigadas a responder institucionalmente a essa evolução cultural, e um bom e marcante exemplo são os hoje disseminados programas em TQC. A qualidade está intrinsecamente associada à manufatura e é fundamentalmente dependente dela. Hill demonstra que as limitações impostas pela manufatura influenciam inclusive as características percebidas da qualidade que não estão ligadas diretamente a ela (como assistência técnica, por exemplo). Convém lembrar também que as empresas estão sendo induzidas a cumprir exigências normativas e certificadoras inimagináveis há poucos anos atrás, como, por exemplo, as normas das séries ISO 9000 e ISO 14000.

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8.1.4 Incorporação de Informações e Serviços nos Produtos

Está cada vez mais difícil divisar a fronteira entre o produto físico e o seu conteúdo de informações e de serviços nele embutidos. No que tange ao conteúdo de informação, o custo decrescente da eletrônica digital permite sofisticar cada vez mais os produtos, seja para maior conforto no uso, na manutenção, ou mesmo aparência. Veja-se os exemplos dos eletrodomésticos com interfaces digitais que proliferam nas residências, ou então dos automóveis, nos quais a grande evolução recente deu-se exatamente nessa direção: computador de bordo, sistema de navegação e localização por satélite, injeção, distribuição e comandos eletrônicos, bancos, espelhos e volantes programáveis para cada usuário, sistema de auto-diagnóstico e de assistência ao técnico de manutenção, etc.

Talvez menos aparente, mas não menos importante, são os serviços incorporados aos produtos, desde as mais visíveis linhas de atendimento aos clientes, até a assistência técnica remota, já muito difundida nos mercados de computadores corporativos ou de elevadores mais sofisticados, nos quais a empresa fornecedora consegue fazer o diagnóstico e agir preventivamente no produto antes mesmo que um problema ocorra.

Há de se considerar ainda a emergência de uma indústria de serviços associada à de produtos, na qual se destaca a assistência permanente ao cliente em relação ao próprio produto. São representativos os casos das indústrias de computadores e, de forma mais radical, de software. Esta característica, como bem colocam Forrester & Bennett, está intimamente associada à adoção da qualidade como estratégia de diferenciação, o que têm reorientado os sistemas de manufatura a sair da ênfase na tecnologia (produtos padronizados, produção em larga escala para redução de custos) para se focar no mercado (ênfase na qualidade e atendimento ao cliente, personalização do produto e produção em volumes menores, sem descuidar do custo).

A principal decorrência dessa mudança é a definição de uma nova base de relacionamento fornecedor-cliente, na qual mútua dependência e perspectivas de mais longo prazo passam a ser elementos determinantes (para detalhes, ver Goldman et alli; Gunn).

8.1.5 Dinamismo Intrínseco

Há de se lembrar que a base sobre a qual as relações fornecedor-cliente se estabelecem não é mais fundamentada nos produtos, uma vez que estes hoje sofrem um processo de obsolescência prematura, induzido seja por questões tecnológicas (ex.: computadores) ou mercadológicas (ex.: automóveis, vide Clark & Wheelwright). A chave está na capacidade de manter o cliente cativo. Segundo Goldman et alli dinamismo significa saber o suficiente sobre os clientes para ser capaz de mostrar-lhes que podem desejar alguma capacidade que agora não desejam, provando que criaria alguma vantagem da qual podem se beneficiar. Em outras palavras, significa manter o cliente sempre animado pela capacidade da empresa de antecipar as suas necessidades e, com isso, induzir a permanência na marca pelo que os produtos oferecem em termos de desempenho, conforto, segurança, rapidez, status, etc. Significa também introdução freqüente de novos modelos e de melhorias nos produtos existentes. Contudo, essas mudanças freqüentes exercem uma enorme pressão sobre a manufatura, já que o seu bom desempenho depende muito de disciplina, estabilidade e aprendizado com a experiência, o que é contraditório com o dinamismo imposto pelo mercado. As rotinas da manufatura são muito sensíveis às perturbações devidas aos fluxos intercruzados de materiais e informações e à interdependência de recursos. O planejamento e a operação da manufatura tornam-se tarefas bastante árduas nessas condições. Um bom

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exemplo é a programação da produção: em geral essas programações ficam obsoletas antes mesmo de serem implementadas. Reprogramar se torna mais regra do que exceção.

Além disso, a introdução das modernas tecnologias necessárias para assegurar o dinamismo da manufatura acabou por gerar inúmeras ilhas computadorizadas que se converteram em complicadores adicionais e que pouco contribuíram para a integração dos recursos de gerenciamento e controle das atividades de chão de fábrica. As principais razões enumeradas por Singh & Weston são:

• Ausência ou inconsistência de padrões; • Modelos proprietários de software, com arquiteturas específicas de gerenciamento

e troca de informações; • Sistemas projetados segundo a percepção dos fornecedores dos softwares,

impondo ao usuário adaptar-se aos produtos; • Inflexibilidade para interconectividade e, tampouco, para interoperabilidade entre

sistemas; • Sistemas por demais complexos, difíceis de operar, manter ou aperfeiçoar; • Dificuldade de refletir, nos softwares, o dinamismo do mundo real da manufatura; • Sistemas caros, inalcançáveis para as pequenas e médias empresas.

O dilema da manufatura está em conciliar as necessidades dos seus mercados com os impactos decorrentes das iniciativas tomadas para atendê-las. Muitas vezes, a melhor solução não está atrelada à incorporação pura e simples de recursos tecnológicos, mas sim à reorganização do sistema de produção dentro dos novos paradigmas.

8.1.6 Reorientação das Prioridades

Como bem destacaram Harmon & Peterson (1991), atualmente existe um forte movimento na direção de uma reacomodação das prioridades, começando pelas indústrias mais avançadas. No que se refere aos produtos manufaturados em lotes pequenos ou médios, Mertins et alli, destacam a tendência no sentido de diminuir a quantidade de produtos básicos oferecidos (muitos modelos, mas como variações em cima de poucas plataformas), além de aumentar a padronização e alongar a vida dessas plataformas.

No que se refere à manufatura, três aspectos se destacam. Primeiro, a tendência à horizontalização das indústrias que vem crescendo já há algumas décadas, principalmente nos setores de produtos mais complexos. Nessas indústrias, hoje, o fornecimento de materiais de terceiros freqüentemente representa mais de 60% dos custos de produção (Stekelenborg & Kornelius; Fawcett & Scully). Segundo, há uma tendência de se reduzir os esforços nos extremos das tecnologias, colocando-as em níveis mais razoáveis de desenvolver e operar (JIT menos radicais, valorização maior da automação de baixo de custo, por exemplo). Terceiro, uma demanda inevitável por maior flexibilidade dos processos (principalmente no que se refere a mix de produtos e volumes de produção) para rapidamente se acomodar às mudanças e tirar proveito delas. Dessa forma, a estratégia competitiva das empresas se desloca da prioridade à inovação em produtos para a inovação na relação produto – processo, com implicações nos desenvolvimento de competências essenciais, na qualificação da mão-de-obra e no relacionamento com fornecedores (para mais informações, ver Chen et alli, 1992; Mertins et alli; Brown).

As empresas precisam literalmente repensar a sua visão do negócio, suas estratégias e conseqüentemente, sua maneira de planejar e executar a manufatura. Existe uma literatura

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complementar interessante sobre o assunto que se recomenda ler, de acordo com o enfoque desejado: Hayes & Pisano trabalham a orientação das estratégias para obtenção da necessária flexibilidade e rapidez de resposta em mercado crescentemente turbulento. Wiendahl & Scholtissek comentam este aspecto ao sugerir que as fábricas do futuro operarão segundo um modelo híbrido que combinaria diversas formas de organização. Mertins et alli mostram como os processos produtivos fundamentados no que aqui se designou colaboradores serão elementos decisivos para a vantagem competitiva das empresas nos próximos anos.

8 . 2 E s t r u t u r a s e T é c n i c a s d e O r g a n i z a ç ã o d a M o d e r n a M a n u f a t u r a

A seguir, são comentadas as principais características das técnicas modernas de manufatura e dos novos conceitos que têm sido para ela propostos. São estudadas aquelas que têm sido recorrentes na literatura e que são de interesse para os objetivos deste trabalho. Não cabe aqui entrar nos detalhes operacionais já conhecidos dessas técnicas, mas sim fazer uma breve avaliação de cada uma delas no que tange aos seus pontos fortes e limitações, além da sua adequação aos novos conceitos emergentes na manufatura. Mais particularmente, interessa estabelecer bases para análise e comparação com o conceito proposto neste trabalho.

8.2.1 Planejamento de Recursos da Manufatura

O MRP- Manufacturing Resources Planning (planejamento de recursos da manufatura) evoluiu em complexidade e abrangência na mesma proporção em que os sistemas computacionais lhe permitiam. Iniciou a partir do controle de materiais (o MRP original, com o nome de Materials Requirement Planning - planejamento de requisitos de materiais), para depois envolver os demais recursos da manufatura (sob o acrônimo de MRPII) e, por último, agregar também os recursos financeiros e comerciais (incluindo, em alguns casos, também a rede de fornecedores), sob o acrônimo de ERP- Enterprise Resource Planning (planejamento de recursos do negócio). Este conjunto de tecnologias será referido, neste texto, indistintamente como MRP.

Idealmente, o MRP se propõe a retratar instantaneamente, através de um sistema de informações, a situação de um sistema de produção. Seria o sonho dos executivos: ter à mão uma ferramenta que lhes confira poder de planejamento e controle centralizado sobre todos os sistemas de produção, finanças e fornecedores. Isso explica, em grande parte, o sucesso de vendas das ferramentas que prometem essa possibilidade. Explica também porque são, em geral, projetadas com grande ênfase na contabilidade de custos (Gumaer).

A lógica por trás do MRP é bastante simples, baseada que é em cálculos de somatórios do tipo “necessidade x disponibilidade” para definir-se alocações de estoque, de itens a comprar, de pessoal, de necessidade de caixa ou de carga de máquina. Como decorrência, tornam-se disponíveis diversos subprodutos de apoio gerencial baseados em análise matemática ou estatística.

O MRP é normalmente percebido como ferramenta adequada à manufatura em lotes para estoque ou por encomenda (produção não repetitiva), em que previsões são a base da programação da produção. Contudo, os seus horizontes têm-se ampliado até a sistemas de

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manufatura que extrapolam esse perfil, mesmo considerando-se que imprevisibilidades (de demanda ou de suprimento, principalmente) sempre afetam o seu desempenho (vide, por exemplo, Christensen & Alting; Mertens et alli; Hvolby & Höjbjerre; Gupta & Brennan).

O MRP é uma importante ferramenta de gerenciamento, planejamento e previsão. Tem enorme potencial para identificar padrões em uma série de ocorrências aparentemente aleatórias. Oferece, conseqüentemente, um poderoso suporte ao aprendizado continuado sobre o processo produtivo. Contudo, como estudos têm comprovado, (a exemplo de Browne et alli; Samitt & Barry; Singh & Weston; Sinli et alli), o uso com sucesso do MRP tem sido restrito. E a razão em geral, é explicada por uma palavra: disciplina. O problema é que o mundo do computador precisa ser alimentado com dados confiáveis e significativos para que ele possa representar de alguma forma o mundo real. E o mundo real da manufatura convive com um certo sentido de urgência que não se coaduna com essa necessidade do computador, que acaba tachada de burocratização. Daí o MRP acaba funcionando, na prática, como mera base de dados e ferramenta de apoio contábil.

A situação piora quando se considera o dinamismo intrínseco às relações da moderna manufatura com seus mercados: diversidade crescente de produtos, mudanças freqüentes de requisitos por parte dos clientes, lotes de entrega menores e mais freqüentes - quando não urgentes - diminuição dos horizontes de previsão e assim por diante. Estudo conduzido por Dickens & Baber observou que a rigidez e complexidade do MRP tem inibido o desempenho e a evolução dos sistemas de manufatura, principalmente quando se trata da introdução de novas formas gerenciais ou de tecnologias de integração. Em sistemas de manufatura mais dinâmicos, ou seja, que sofrem freqüentes transformações no binômio produto x processo, é praticamente impossível utilizar-se o MRP eficientemente (Ehlers & van Rensburg enumeram as exigências desses sistemas dinâmicos ao tentar solucionar algumas das limitações do MRP para esses casos).

O problema maior do MRP não está em si mesmo mas provavelmente na sua necessária sofisticação para que ele seja fiel na representação de um sistema de manufatura que se tornou por demais complexo, centralizador e hierarquizado. É interessante notar que o MRP começa a ter novas perspectivas justamente a partir da emergência de novos conceitos de manufatura que buscam superar estas limitações impostas pela própria concepção do MRP (Chamberlain & Thomas).

8.2.2 JIT- Just-In-Time

JIT é mais uma filosofia do que uma técnica, cujo objetivo é entregar produtos de qualidade nos prazos e quantidades solicitados. A técnica mais conhecida a ele associada é o Kanban (vide Ohno). O JIT ajusta a capacidade produtiva à demanda efetiva e às flutuações do mercado e, por conseqüência, ajusta também as necessidades de materiais e de recursos a esta demanda.

Um JIT busca, como princípio, expor os problemas para induzir soluções. Dessa forma, tenta, operacionalmente, atingir as seguintes metas:

• Minimizar estoques, manipulação, tempos de preparação, tempos de processamento, defeitos e paradas de máquinas;

• Aceitar lotes menores possíveis.

O grande objetivo, por trás dessas metas, é a redução global de custos tendo, como características importantes, a pequena inércia e descentralização dos processos de tomada de decisão. Possui, contudo, limitações: exige um ambiente de produção previsível,

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alcançável apenas pelos processos repetitivos, tem forte dependência dos fornecedores (implicando em alocar as fábricas próximas aos clientes para viabilizar a entrega mais freqüente e em lotes pequenos), além da sofisticação e aumento da complexidade do sistema de logística de materiais e de gerenciamento de fornecedores. Fawcett & Scully avaliam o desempenho dos sistemas JIT mostrando o potencial competitivo dessa filosofia e destacando o papel crítico do planejamento e organização do sistema de manufatura para que se tenha sucesso. Chang & Yih testam uma variante de sistema kanban que amplia a capacidade de aceitar variações de número de kanbans no processo, permitindo maior flexibilidade ao sistema. Modelos híbridos, que incorporam ao JIT características do MRP (principalmente no planejamento-mestre), também têm se mostrado viáveis (ver Jiang &Li; Sillince & Sykes; Chang & Yih; Turbide).

8.2.3 Teoria das Restrições

O objetivo primário da TOC- Theory of Constraints (teoria das restrições) é aumentar o retorno financeiro do sistema de produção pela maximização dos fluxos, o que é feito através da administração dos gargalos da produção (Goldratt). Parte da premissa de que a otimização dos gargalos leva a otimizar a capacidade produtiva para maximizar o atendimento ao mercado, isto é, produzir-se o mais exatamente possível o que o mercado demanda: não mais, que gera estoque (e custo) inútil, e não menos, que significa perda de mercado e, conseqüentemente, de receita. Todos os recursos da manufatura são qualificados pela TOC como gargalos ou não-gargalos. Assume que só tem sentido econômico para o sistema os investimentos feitos na otimização dos gargalos. O conceito do TOC é útil em sistemas de produção com características hierarquizadas e complexas, nos quais se tornam importantes os valores dos pulmões (estoques de matérias-primas, intermediários, ou de produtos que visam amortecer as características estocásticas da produção e balancear sistemas heterogêneos em capacidade). Ronen & Star e Spencer & Cox discutem os fundamentos da TOC e sua aplicação na manufatura, particularmente os tipos de processos que melhor aproveitam os seus fundamentos, observando que a TOC pode ser vista como um complemento natural aos sistemas gerenciados por MRP. Pode ser também um complemento em sistemas que conjugam MRP aos princípios do JIT (Miltenburg, 1997). A propósito, Rolstadäs faz uma útil análise do MRP, JIT e TOC à luz das necessidades da manufatura atual e futura, avaliando o potencial e restrições das combinações. De qualquer forma, é preciso ter claro que a TOC é uma ferramenta adaptada aos modelos centralizados de gerenciamento da manufatura, só fazendo sentido em sistemas onde a complexidade é inerente, pois visa justamente administrar os seus problemas.

8.2.4 Controle Total da Qualidade

O TQC - Total Quality Control (controle total da qualidade), também conhecido como TQM- Total Quality Management (gerenciamento total da qualidade, como preferido pelos estadunidenses), é um conjunto de técnicas apoiadas na valorização do homem na empresa. Centra-se, portanto, na ação construtiva dos colaboradores. O TQC é fundamentado no conceito de melhorias contínuas e nas ações preventivas com perspectiva de longo prazo (trabalha a cultura organizacional).

Ambos os fundamentos pressupõem um processo gradual, lento, de pequenos, sucessivos e mútuos ganhos (para o capital e para o trabalho), com relações construtivas e estáveis

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(longo prazo, portanto). O investimento na educação e treinamento dos colaboradores (inclusive fornecedores e clientes) é inerente ao processo. Busca-se uma relação de confiança apoiada nos valores da empresa, bem como na sua cultura organizacional, formal e informal (vide, a propósito, Nadler et alli). Os fundamentos do TQC podem ser estudados em Juran & Gryna ou Campos).

Não obstante, é preciso ter em mente que o TQC se apóia em fundamentos que podem se tornar conflitantes com as práticas gerenciais altamente dinâmicas que têm sido freqüentemente introduzidas na manufatura. Mudanças estruturais no sistema organizacional da empresa, envolvendo, como tem sido comum, demissão de pessoal e terceirização de atividades, também podem jogar por terra o investimento e o tempo dedicados ao TQC por minarem as bases de relacionamento que o edificaram. As conseqüências são comprometedoras no caso de uma eventual retomada posterior do programa em TQC. A retomada da confiança dos colaboradores é, sem dúvida, muito difícil de ser conseguida.

Nesse sentido, cabe uma contraposição aos métodos de Reengenharia (ver, sobre o tema, Hammer & Champy ou Davenport), já que estes têm por objetivo exatamente a reestruturação rápida da empresa a partir dos processos organizacionais (e com muita ênfase em terceirização e demissão). Caso alternativas como esta venham a ser implementadas6, cuidados têm que ser tomados para que haja um planejamento de forma a que o início de projetos em TQC só ocorra após terem sido concluídos os processos mais traumáticos de mudança.

8 . 3 A s T e n d ê n c i a s m a i s R e c e n t e s

Analisando a manufatura mais especificamente sob a ótica do projeto e fabricação, a metodologia tradicional seguida desde o desenvolvimento até a entrega final dos produtos ao mercado obedece a uma seqüência de fases estanques funcionando em malha fechada. Cada fase introduz novas restrições ao projeto e o devolve à fase anterior, reiniciando todo o fluxo, até que se chegue a uma solução satisfatória à empresa. Trata-se de um processo lento, departamentalizado e burocratizado, que inibe o desenvolvimento dos produtos ou dos processos produtivos. Nesse sistema tradicional, cabe ao cliente:

• Aceitar as deduções do marketing acerca das suas necessidades, além das simplificações e restrições acrescentadas pelas engenharia e manufatura (já que ele não participa do processo de desenvolvimento);

• Escolher aquele produto, entre os colocados à sua disposição no mercado, que mais se aproxima das suas expectativas em relação a desempenho, qualidade, entrega e preço.

Como bem mostraram Womack & Jones (1994), esses conceitos tradicionais de manufatura mostram-se inadequados à atual realidade dos mercados, onde os clientes estão cada vez mais segmentados e exigentes. Os autores oferecem subsídios interessantes sobre esse aspecto, quando analisam as características limitantes das tradições manufatureiras dos países hoje mais proeminentes na área, como a americana, a alemã e a japonesa. Eles

6 Às vezes é o caso de empresas que estão em processo de desorganização tal, que somente soluções radicais podem apresentar resultados em prazos viáveis.

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concluem que uma das maiores dificuldades enfrentada pelos países de industrialização mais antiga é o apego a conceitos arraigados que impedem assimilar a mudança de paradigmas que ocorre na manufatura moderna. Uma comparação com a situação brasileira permite inferir a possibilidade de reais benefícios estratégicos pelo aproveitamento dessa oportunidade, já que o País não padece tanto desse problema, dada a sua industrialização mais recente.

Complementando esses aspectos, ocorre uma pressão simultânea de uma série de eventos inter-relacionados que contribuem para tornar ainda mais crítico o problema do gerenciamento da manufatura. Dentre eles, destacam-se:

• A dificuldade do MRP de se consolidar como ferramenta capaz de apoiar as estruturas de manufatura complexas além dos seus objetivos originais de gerenciamento de materiais e programação da produção;7

• Incapacidade das diversas ferramentas computacionais da engenharia (conhecidas como CAx) de se coordenarem adequadamente para orientar o processo de criação, desenvolvimento e fabricação dos produtos − ao contrário, têm contribuído para aumentar ainda mais a confusão;

• Emergência de poderosos recursos de hardware, software e comunicação, que contribuem para tornar mais ágeis, mas também mais complexos, processos decisórios;

• Assunção dos competidores globais e as conseqüentes mudanças organizacionais decorrentes, que impõem a necessidade de: ◊ redução constante dos custos dos produtos; ◊ encurtamento substancial dos tempos para colocação de novos produtos no

mercado e para resposta aos movimentos estratégicos das empresas; ◊ melhoria constante da qualidade dos produtos.

Além disso, os sistemas de gerenciamento da manufatura (SGM) tradicionais contam com limitações importantes (segundo Timmermans):

• Componentes complicados de gerenciamento e controle que dificultam o entendimento, pelos operadores, do comportamento do sistema8;

• Dificuldade de reconfiguração e expansão dos sistemas de gerenciamento e controle;

• Custo elevado.

Estudo conduzido por Muhlemann et alli complementa estas afirmações, ao observar que as principais atividades das gerências e de suas equipes de produção não agregam valor ao produto (são atividades-meio, com características burocráticas apenas).

Outro estudo que ajuda a repensar o problema da eficiência da manufatura foi o desenvolvido por Heisel & Hammer: baseados em definições de eficiência efetiva (segundo as normas alemãs VDI 3423 e 4003), foram pesquisadas diversas empresas européias que operavam com produção flexível ou seriada, chegando-se aos seguintes resultados:

7 As novas ferramentas de ERP prometem superar essas limitações. Só o tempo dirá se efetivamente conseguirão. 8 Problema, aliás, que o JIT enfrentou com sucesso.

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• Não há relação direta sensível entre eficiência e o tipo de sistema de produção (entre oficina e linha, incluindo celular e JIT);

• Também não há diferença quando se analisa a eficiência em relação ao número de peças diferentes produzidas;

• A eficiência também não é alterada sensivelmente em função da freqüência de troca de lotes (tipos de peças).

Por outro lado, o estudo observou que fatores organizacionais têm influência importante na eficiência efetiva:

• A eficiência aumenta significativamente quando o trabalhador é bem preparado para assumir a sua unidade e eliminar pequenas falhas sem intervenção externa (da programação da produção ou da manutenção, por exemplo);

• Paradas nos sistemas devem-se muito mais a causas organizacionais do que técnicas (como, por exemplo, gerenciamento precário de ferramentas ou planos de processo falhos);

• Sistemas que remuneram as equipes baseados em prêmios por produtividade têm eficiência bem maior se comparadas aos métodos tradicionais de prêmios baseado na produção individual (conseguem também índices de paradas por quebras menores e, de motivação da equipe, maiores).

Por todas essas (entre outras) razões, a década de 90 trouxe a necessidade de um sistema de manufatura que viesse complementar e, em parte, substituir os sistemas tradicionais, baseados em estruturas complexas e rígidas, e apoiados em técnicas de produção em massa. A conseqüência natural foi a emergência de um novo elenco de conceitos, todos voltados para uma abordagem mais interdisciplinar dos problemas da manufatura que podem ser agrupados em cinco grandes conjuntos:

• Manufatura “Enxuta” ou “Ágil” (ver Nagel & Dove; Womack et alli, 1992; Greenstein & Thomas, Roos, Muhlemmann et alli, Gallois);

• Fábrica Focada (Harmon & Peterson; Harmon; Hill, 1994); • Manufatura Virtual ou Estendida (Parunak; Goranson; Kovak; Davidow &

Malone; Kimura; Browne; De Toni et alli); • Estratégia do Tempo (Stalk; Blackburn; Stalk & Hout; Goldman et alli; Hamel &

Prahalad; Hayes & Pisano); • Manufatura distribuída (Timmermans; Warnecke; Winkler & Mey; Ueda;

D'Amours et alli; Tharumarajah et alli; Reinhart & Köhne).

Segue-se uma breve caracterização de cada conceito emergente naquilo que mais de perto interessa aos objetivos deste texto.

8.3.1 Manufatura “Enxuta” ou "Ágil

O termo Manufatura “Enxuta” (Lean Manufacturing) surgiu do estudo citado do MIT divulgado inicialmente em 1988 para representar toda uma nova filosofia de manufatura baseada em técnicas originalmente surgidas no Japão, principalmente. Teve, como sucedâneo, o conceito de Manufatura Ágil (Nagel & Dove), similar em objetivos, mas com

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enfoque maior nas estratégias da manufatura9. O conceito de Manufatura “Enxuta” baseia-se nas seguintes metas principais (Womack et alli, 1992):

• Eliminação das etapas desnecessárias dos processos; • Alinhamento das etapas de cada atividade em um fluxo contínuo; • Organização do pessoal em equipes interdisciplinares dedicadas a cada atividade; • Melhoria contínua dos processos.

Isto é conseguido através das seguintes características principais:

• Produção integrada, com pequenos estoques, usando gerenciamento JIT; • Ênfase na prevenção no controle da qualidade, em lugar da detecção ou correção; • Produção puxada pelos clientes (ao invés de empurrada por mecanismos de MRP); • Trabalho organizado com maior ênfase nas equipes; • Poucos níveis hierárquicos; • Equipes interdisciplinares dedicadas à eliminação de atividades que não agregam

valor; • Integração de toda a rede de suprimentos, desde a matéria-prima até o cliente final.

O objetivo é tornar as empresas mais flexíveis e capazes de responder efetivamente às necessidades dos clientes e ainda conseguir desenvolver, produzir e distribuir produtos com a metade ou menos de esforço humano, espaço, recursos, tempo e despesas globais.

As tecnologias e ferramentas principais utilizadas pela Manufatura “Enxuta” são oriundas principalmente das chamadas técnicas japonesas de manufatura, dentre as quais se destacam os já comentados: JIT (e o Kanban), TQC (incluindo o CEP - Controle Estatístico do Processo) e o SMED- Single Minute Exchange of Die (troca de matriz em um minuto, vide Shingo), às quais se agregam a manufatura celular.

Pode-se dizer que a Manufatura “Enxuta” é uma tentativa de se organizar, à forma da cultura manufatureira ocidental, os conceitos desenvolvidos ou adaptados pelos japoneses ao longo de sua busca de alternativas para competir com as empresas ocidentais, inclusive no que se refere à valorização da participação mais determinante do homem nos processos decisórios. O conceito sucedâneo, de Manufatura “Ágil”, incorpora os conceitos de dinamismo vistos anteriormente (item 2.1.5) no que se refere à capacidade de refletir, rapidamente, os anseios dos clientes antecipando inovações de produtos e processos. Para cumprir com este objetivo agregado, a Manufatura “Ágil” tende também a assumir alguns dos princípios da manufatura estendida e das arquiteturas distribuídas (vistos adiante).

8.3.2 Fábrica Focalizada

O conceito de Fábrica Focalizada remonta aos princípios originalmente ordenados por Skinner para enfatizar a necessidade de foco na manufatura como forma de equacionar o fenômeno por ele cunhado como “fábrica escondida” que, por sua vez, designa toda a pirâmide de comando formada pelas estruturas compartimentalizadas que passam a ter vida própria e que não se relacionam diretamente com a produção, ou seja, não agregam valor.

9 Outra proposta então em voga, era a de engenharia concorrente (ou simultânea, segundo alguns autores). Esta é uma técnica para otimização do desenvolvimento de produtos pela organização de equipes interdepartamentais, adaptada das técnicas japonesas para a realidade dos EUA.

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A necessidade de foco é também reforçada por Brown, em função de duas prioridades estratégicas:

• Necessidade de contar com auditoria da manufatura, o que se perde quando há desencontro entre os mercados atendidos e as habilidades e tecnologias da empresa;

• Para evitar jogar a empresa em atividades que estão além das suas competências essenciais, o que quase sempre a leva a lidar com processos que não domina.

A Fábrica Focalizada assume que os grandes problemas a serem atacados são a centralização e a especialização funcional, além da sua conseqüente departamentalização, principalmente em função dos complicadores que surgem daí. Harmon & Peterson (1992) enumeram os principais:

• Gerências distantes das operações, implicando em complexos sistemas de filtros de informações ao longo da pirâmide organizacional e atrasos nas respostas dos sistemas formais de controle, o que acaba reforçando as relações informais e paralelas (ver, a propósito, Nadler et alli);

• Comunicações caóticas, impessoais, burocratizadas entre setores e departamentos; • Disseminação de posições gerenciais especializadas e funções de apoio

administrativo, com conseqüências no aumento de burocracia, níveis hierárquicos e disputas setoriais por poder;

• Funções de apoio desempenhadas por especialistas com remuneração mais alta do que o pessoal ligado às atividades fins, gerando distorções graves na organização (por exemplo, maior importância dada à manutenção do sistema de informática corporativa do que à dos equipamentos produtivos);

• Decisões importantes deixam de ser tomadas porque os relatórios e análises numéricas só emitem dados frios e, muitas vezes, distorcidos, o que favorece às gerências se ocuparem de atividades normativas e burocratizantes para justificarem-se;

• O pessoal de escritório que decide raramente vai ao chão de fábrica conversar com quem produz para saber o que de fato se precisa para produzir (a tendência, nessa situação, é por exemplo, se decidir sempre pela compra de novos equipamentos ao invés de otimizar o existente);

• Os operadores ficam muito restritos às suas ocupações específicas e vêem como muito distantes os setores que tomam decisões importantes sobre a sua área de trabalho (novos investimentos, compra de materiais e garantia da qualidade, por exemplo);

A Fábrica Focalizada assume que as fábricas pequenas gozam, nesses aspectos, de importantes vantagens sobre as grandes, inclusive por tirarem proveito da informalidade. O conceito se baseia, assim, na subdivisão das grandes fábricas em várias mini-fábricas com autonomia gerencial visando obter maior foco nas atividades fins e maior agilidade de cada uma das unidades. As principais características buscadas pela Fábrica Focalizada são:

• Excelente comunicação, reforçando o entendimento pessoal; • Gerências e pessoal de decisão controlando a fábrica no mesmo pavimento que o

chão de fábrica; • Pessoal de apoio principal também distribuído entre as mini-fábricas (compras,

manutenção, por exemplo) e passando a se familiarizar com a operação da mini-fábrica;

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• Gerência passando a ser multifuncional, acumulando funções que seriam de alguns especialistas;

• Os próprios operadores assumindo serviços de apoio industrial mais básicos (manutenção preventiva e limpeza em suas áreas de atuação, por exemplo);

• Maior esforço para economizar e otimizar os recursos existentes pela maior consciência de que estes são escassos e do impacto dos custos no desempenho de suas operações,.

A Fábrica Focalizada também se apoia em alguns conceitos que são recorrentes nas demais alternativas:

• Objetivo de simplificação dos processos e do gerenciamento; • Economias associadas à melhor utilização de recursos (no caso, especial ênfase ao

aproveitamento de espaço físico); • Valorização da curva de aprendizado (vide Yelle); • Redução de estoques; • Adoção do JIT e TQC; • Organização por equipes de trabalho (em modelo próximo ao da Manufatura

“Enxuta”); • Manufatura celular.

8.3.3 Manufatura (e Empresa) Virtual e Estendida

O conceito de Manufatura Virtual (VM – Virtual Manufacturing) se caracteriza pela organização baseada em FMCs interligadas por LANs (Local Area Networks, redes locais de computadores) que também servem ao planejamento, controle da produção, demais áreas da engenharia e funções corporativas. A configuração física da Manufatura Virtual não é importante, uma vez que a FMC é alterada de acordo com o leiaute demandado pela produção. Nessa concepção, uma FMC pode utilizar máquinas de outras células, ou mesmo independentes, para configurar uma Manufatura Virtual adequada ao processo. Harhalakis et alli apresentam uma proposta de um sistema híbrido como o da Manufatura Virtual no qual as FMCs se associam a máquinas isoladas como forma de otimizar o desempenho do sistema e aumentar o seu espectro de abrangência.

Convém distinguir aqui este conceito do adotado por Raulefs, Onosato & Iwata, Boër & Jovane e outros, que usam o mesmo termo Manufatura Virtual para se referir a um método de controle da manufatura baseado em ferramentas de simulação, o que caracteriza uma redução do conceito.

A Empresa Virtual (VE – Virtual Enterprise) é uma abordagem mais recente e ampliada da Manufatura Virtual ao nível de empresa e tem sido objeto de intensos estudos, principalmente nos EUA. Apesar de recorrer a elementos já citados na Manufatura Virtual e em outros conceitos, introduz alguns novos e tem objetivo distinto: reunir rapidamente competências espalhadas em vários empreendimentos distintos para aproveitar uma “janela de oportunidade” para projetar e produzir um determinado produto (Parunak). É subjacente ao conceito o fato de que a associação se encerra (e a VE deixa de existir) quando a “janela de oportunidade” se fecha. O que se tem na VE é uma matriz de especializações disponíveis em uma mesma organização ou de organizações diferentes que são colocadas à disposição para compor uma associação em torno do projeto e produção de um produto. Uma “empresa virtual” é constituída para liderar e gerir a associação (normalmente chamada broker), assumindo o papel de coordenador da malha de fornecedores e

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estabelecendo as regras contratuais de organização e convivência (porque o conceito da VE introduz toda uma problemática de relacionamento formal entre empresas). Em geral, esse papel é assumido pela empresa que descobre a “janela de oportunidade” e detém os canais de distribuição. Uma perspectiva interessante é colocada por Erb et alli, quando demonstra que as vantagens da pequena empresa (agilidade, alto foco no cliente, menos mecanismos de controle, vide Fábrica Focalizada) podem ser potencializadas por meio de uma VE formada por uma rede delas. Os padrões emergentes para EDI (Electronic Data Interchange - intercâmbio eletrônico de dados), incluindo aí a Internet, abrem uma perspectiva interessante para as redes de fábricas que comporiam uma VE (o que vem a ser uma convergência com as arquiteturas distribuídas, item 2.3.5). Browne et alli sugerem a perspectiva de se adotar o conceito da VE também internamente a uma empresa, o que introduz elementos organizacionais e gerenciais da relação fornecedor - cliente à VM.

O objetivo estratégico da VE é diluir o investimento e o risco envolvido no desenvolvimento e introdução de produtos no mercado. As aplicações mais visíveis hoje estão nas indústrias de tecnologia intensiva ou com alto investimento para produção dos produtos, como informática, automobilística e aeronáutica. Alguns exemplos recentes de tentativas nessa direção podem ser encontrados em Hoffmann & Linden e Upton & McAffe. São características da VE:

• Uso intensivo de EDI e de ferramentas CAx; • Adoção de TQC e JIT para uniformização de cultura de gestão da produção; • Uso intensivo de equipes de trabalho (na acepção da Manufatura “Enxuta”); • Aproveitamento intensivo da curva de aprendizado; • Foco nas competências existentes em cada participante da Empresa Virtual.

Outros autores como Browne ou De Toni et alli, dentro de uma perspectiva mais européia, adotam o conceito de “Empresa Estendida” (Extended Enterprise), com proposta equivalente e leves diferenças em relação à Empresa Virtual, principalmente no tocante ao relacionamento (mais duradouro, apoiado em alianças estratégicas, se aproximando um pouco das idéias da Fábrica Focalizada ). Mais recentemente, Hunt et alli sugeriram a união dessas duas estratégias em único conceito, de empresa virtual e estendida, dada a possível convergência delas.

A principal restrição VE (e extensivo à VM) vem do seu caráter ad-hoc, que leva a relacionamentos oportunísticos, interesseiros e imediatistas, sacrificando quaisquer iniciativas que visem o longo prazo como, por exemplo, o desenvolvimento de tecnologia ou de competências essenciais. Muito trabalho ainda há de ser feito para superar estes e outros problemas de integração que caracterizam estes conceitos.

8.3.4 Estratégia do Tempo

O conceito de Estratégia do Tempo foi aqui incluído por se tratar de um modelo gerencial que tem impacto direto na manufatura. Muitos de seus princípios têm, inclusive, sido aproveitados pelos conceitos de Manufatura “Enxuta” e Fábrica Focalizada. O princípio da Estratégia do Tempo foi inicialmente introduzido por Stalk, desdobrando-se, em seguida, em uma orientação estratégica para a manufatura que adquiriu especial relevância, apoiada nas orientações de Blackburn e Stalk & Hout.

O objetivo principal da Estratégia do Tempo é o de incorporar a variável tempo como elemento de avaliação do desempenho da empresa, em complementação (e com igual status) aos tradicionais sistemas apoiados em contabilidade de custo, rentabilidade ou

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níveis de estoque. Para tanto, são aproveitados diversos elementos já presentes em outros conceitos, com ênfase para os seguintes:

• Competências essenciais, para mais rápida e melhor resposta à demanda por novos produtos (ao invés de estoque físico de materiais e produtos, adota-se estoque de competências para gerar produtos rápida e versatilmente);

• Concentração nas atividades que agregam valor e na otimização do uso dos recursos (inclusive rapidez de acesso a eles, conforme os conceitos implícitos em Fábrica Focalizada, Manufatura “Enxuta” ou filosofia JIT);

• Manufatura flexível (FMC), para aumento da velocidade de resposta às demandas do mercado e horizontalização da produção (agilidade organizacional);

• Estreitamento do portafólio de famílias de produtos por unidade produtiva (Fábrica Focalizada), visando reforçar a especialização por competências;

• Qualificação do pessoal, para permitir acentuar a delegação de responsabilidades (TQC) e, conseqüentemente, encurtar a “distância burocrática” entre quem faz e quem precisa (produto, informação, etc.).

Visando a reconstrução de uma nova estratégia de produção, o conceito de Estratégia do Tempo procura romper com alguns paradigmas tradicionais da manufatura, entre os quais se destacam:

• O conceito atual de indústria é limitante pois as indústrias modernas tendem a ter suas fronteiras indefinidas (a exemplo de biotecnologia, eletrônica digital, entretenimento);

• As melhores oportunidades exigem integração de sistemas complexos, o que induz à cooperação estratégica (entre áreas de competência de uma empresa, entre empresas ou mesmo entre indústrias, vide Empresa Virtual);

• A competição deixa de ser entre produtos e passa a ser entre competências das empresas;

• A curva de aprendizado é valiosa, mas pode significar também uma prisão a convenções existentes (perigosamente retrógradas por apoiar-se na maturidade do sistema), o que sugere se estabelecer também “curvas de esquecimento” visando romper com os ciclos perniciosos enraizados e abrir espaço para mudanças;

• Grandes empresas não são inovadoras, são presas ao passado e à burocracia e os ganhos de escala não mais justificam os custos adicionais da complexidade imposta ao sistema;

• Variedade de produtos não é necessariamente conflitante com liderança de custos, quando se tem claro quais são os reais impulsionadores destes custos, daí que a especialização por competências facilita gerar muitos produtos, desde que coerentes com estas competências.

A Estratégia do Tempo enfoca, portanto, os aspectos organizacionais da manufatura e pode ser sinergicamente aproveitada junto com outros conceitos, como Empresa Virtual, Fábrica Focalizada ou Manufatura “Enxuta”. Destaque-se a ênfase dada ao papel do homem como centro dos processos produtivos. O enfoque da Estratégia do Tempo é muito ligado a dois conceitos importantes e associados que têm sido recorrentes nas novas estratégias para a manufatura:

1. “Empresa-que-aprende”, conceito aqui usado para representar os diversos trabalhos que buscam a vantagem competitiva da empresa pela valorização do papel do homem e pelo estímulo da capacidade criativa de sua equipe, cujas bases

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foram discutidas por Nonaka; seguem na mesma linha os trabalhos de Bloomquist, Hamacher et alli e Klen sendo que os dois últimos utilizam este conceito no gerenciamento do chão de fábrica;

2. Competências essenciais (core competencies), conceito cunhado por Prahalad & Hamel, que demonstra que as empresas de manufatura hoje dependem fundamentalmente do patrimônio intelectual e da tecnologia desenvolvida na organização para se manter competitivas no mercado. As competências essenciais substituem a linha de produtos como centro das atenções da empresa, já que elas permitem o desenvolvimento de novos produtos adaptados a novos mercados e com a característica importante de serem difíceis de serem imitados. Aspectos da aplicação do conceito na manufatura são discutidos por Kesler et alli (1993), Davidow & Malone e Lepikson (1995).

Mahoney destaca o papel da Estratégia do Tempo como a alternativa mais importante, atualmente, para viabilizar a competitividade de empresas de manufatura em um cenário globalizado, por permitir associar, simultaneamente, as estratégias competitivas de custo e diferenciação. Handfield & Pannesi estudam o problema da Estratégia do Tempo sob a ótica dos sistemas de manufatura tipo oficina (certamente um caso bastante sensível às influências do tempo nas interfaces), quantificando resultados de desempenho desde a rede de fornecedores até o sistema interno de produção, em um ambiente JIT. Os resultados evidenciam o potencial da Estratégia do Tempo para melhorias consideráveis na competitividade da empresa.

8.3.5 Manufatura Distribuída

Por Manufatura Distribuída entende-se todo um elenco de conceitos emergentes voltados para o gerenciamento e controle distribuído da manufatura que surgiu como tentativa de diminuir a complexidade dos sistemas visando torná-los mais competitivos em um meio ambiente turbulento. O termo “heterarquia” também tem sido utilizado para designar sistemas distribuídos quando estes estão associados a princípios de cooperação (Hatvany). Esses conceitos partem da constatação de que tende a aumentar continuamente a complexidade das arquiteturas centralizadas (isto é, hierarquizadas, com fortes relações do tipo “mestre-escravo”), que embutem sérias implicações em:

• Deterioração da resistência a falhas; • Restrição da flexibilidade; • Limitação capacidade de adaptação.

Arquiteturas distribuídas têm sido propostas como alternativas tidas como naturais visando superar o impasse a que chegaram os sistemas hierárquicos e seus princípios estão, em maior ou menor grau, contidos nos demais conceitos até agora expostos. Um elemento importante como habilitador da Manufatura Distribuída foi o desenvolvimento das tecnologias de informática, particularmente a evolução dos sistemas de processamento distribuídos e das redes de computadores. Também destacam-se o desenvolvimento de bancos de dados relacionais e orientados a objeto, EDI e interfaces (cada vez mais) padronizadas.

Contudo, as arquiteturas distribuídas ainda apresentam resultados limitados, principalmente devido às abordagens baseadas em adaptar estruturas organizacionais existentes. Além disso, existem algumas restrições que precisam ser superadas (para detalhes, ver Prabhu & Duffie; Tönshoff & Glöckner; Hogg & Huberman):

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• Dificuldade de se fazer previsões teóricas de desempenho, dada a ausência de informações globais no sistema e da configuração dinâmica que este pode assumir;

• Tendência ao comportamento caótico e instável, pela concorrência das partes por recursos (inclusive informação);

• Otimização das partes, eventualmente em detrimento do conjunto (soluções globais sub-ótimas).

Em contrapartida, constata-se que as soluções ótimas em sistemas centralizados e complexos, como os são os coordenados por MRP, só são alcançáveis idealmente. Na prática, as informações já estão obsoletas quando se decide pela mudança. As soluções viáveis nesses sistemas acabam sendo também sub-ótimas (Parunak). Estudo feito por Benjaafar mostrou como o planejamento prévio da produção restringe a flexibilidade e engessa o desempenho do sistema, e como a tomada de decisão oportunística favorece à flexibilidade.

Mais recentemente, têm chamado a atenção três linhas de pesquisa que estão atualmente em fase de desenvolvimento, todas baseadas em metáforas qualificadoras apoiadas em elementos da natureza:

• Sistema de Manufatura “Biônico” (Bionic Manufacturing System, Ueda; Okin); • Empresa Fractal (Fractal Company , Warnecke; Sihn); • Sistema de Manufatura “Holônico” (Holonic Manufacturing System, vide Winkler

& Mey; Valckenaers, et alli, McHugh et alli; Mathews; Dong et alli).

Os três conceitos assumem que as mudanças de paradigmas na indústria da manufatura afetarão profundamente o projeto e a operação dos sistemas de fabricação, os quais serão substituídos por estruturas mais orgânicas e inovadoras. A proposta desses conceitos é na direção de conglomerados de unidades distribuídas que operem cooperativadamente.

O conceito do Sistema de Manufatura Biônico faz analogia com os princípios que regem a biologia para definir as propriedades básicas dos sistemas de manufatura. A idéia é que a manufatura possa se comportar com a mesma espontaneidade e harmonia da natureza. Por exemplo, uma unidade de produção no chão de fábrica seria comparada a uma célula viva na biologia. Como tal, ela seria isolada do mundo externo por uma membrana através da qual trocaria “substâncias” (energia, materiais e informação no caso da manufatura). O conceito prevê a existência de unidades coordenadoras, que agem como as enzimas nos seres vivos, disciplinando e harmonizando as ações das células. O Sistema de Manufatura Biônico entende também que os seres vivos são estruturados hierarquicamente (células formam órgãos, estes, seres e, daí, sociedade). Os processos ocorreriam, portanto, dentro de uma abordagem top-down, já que não se esperaria da célula capacidade organização para gerá-los. Outra característica é a relativa à modelagem dos sistemas de manufatura ou de suas unidades, na qual são aproveitados os princípios de divisão genética de células no qual o DNA exerce o papel de transmissor da estrutura genética (no caso da manufatura, estrutura do sistema de informações).

O conceito da Empresa Fractal aproveita-se da analogia com a geometria fractal, cuja principal característica é a auto-similaridade, implicando no comportamento recursivo segundo padrões que se repetem (aproveitando a idéia de seres vivos do conceito do Sistema de Manufatura Biônico, é como se toda célula viva seguisse um padrão identificável, apesar de serem mais ou menos diferentes, da mesma forma que os organismos compostos de células, e assim por diante). De modo análogo, a manufatura conteria essa auto-similaridade: unidades produtivas seriam vistas como fractais auto-

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similares, independentemente dos seus arranjos e funções internos. O mesmo aconteceria com o arranjo do chão de fábrica e demais estruturas. Fractais são auto-regulados e agem independentemente. O que existe em comum é um sistema de objetivos a serem perseguidos. Para que haja consistência e coerência nesses objetivos, é estabelecido um mecanismo baseado na cooperação e interação entre fractais, regulados por um sistema de herança de características (para dar coordenação). Isso é operacionalizado através de dois sistemas: de informação (para prover os dados necessários para manufaturar produtos e alocar os recursos para tal) e de navegação (para suporte à independência das unidades através da avaliação e otimização constantes da sua posição e do seu progresso frente aos objetivos estabelecidos ou revisados). Os fractais são interpretados em 6 dimensões: cultural, estratégica, sócio-psicológica, financeira, informacional e tecnológica.

O conceito do Sistema de Manufatura “Holônico” vem de um neologismo cunhado na década de 60: hólon significaria uma entidade que é ao mesmo tempo o todo (“holos”, em grego) e parte de um todo (partícula menor, como em neutron, próton). O conceito parte de dois princípios: que um sistema complexo (um produto, por exemplo) evolui mais rápido e consistentemente se houverem formas intermediárias estáveis (sub-montagens) e que a noção de “todo” e “parte” na realidade são abstrações, já que eles não existiriam nos domínios da natureza ou da organização social (sempre haverá uma parte menor e um todo por construir). Hólons são, simultaneamente, unidades completas (um todo) e partes de um todo maior (de um conjunto de hólons que formam um hólon maior). Na tradução para a manufatura, o sistema seria um hólon formado pelo conjunto de células (por sua vez, também hólons), a fábrica por conjuntos de sistemas e assim por diante. A perspectiva do Sistema de Manufatura Holônico é, portanto, também hierárquica, orientada por tarefas e suas decorrentes funções. O funcionamento dos hólons é autônomo, porém regido por regras limitantes (cânones, na sua terminologia), que definem as configurações estruturais imutáveis e os padrões funcionais, e estratégias, que definem os passos permissíveis em função das contingências ambientais. As relações entre hólons podem ser de 2 tipos: cooperação (entre hólons no mesmo nível hierárquico) e coordenação (de um hólon superior em relação ao conjunto hierarquicamente inferior). A Tabela 2.2 (adaptada a partir de Tharumarajah et alli) faz uma avaliação comparativa entre os três conceitos acima descritos.

As pesquisas em torno do Sistema de Manufatura Biônico estão sendo lideradas por grupos japoneses de pesquisa, com adesão mais recente de pesquisadores europeus. O conceito da Empresa Fractal vem da Alemanha e, por enquanto, vem encontrando os principais adeptos entre os consórcios europeus de pesquisa. Já o Sistema de Manufatura Holônico é motivo, hoje, de um grande consórcio de pesquisa envolvendo universidades e empresas americanas, européias, japonesas e australianas.

8 . 4 C o m e n t á r i o s A c e r c a d o s D i v e r s o s C o n c e i t o s

Como já se pôde perceber, os princípios que norteiam esses novos conceitos de alguma forma se interpenetram. A Estratégia do Tempo aplica algumas das idéias da Manufatura “Enxuta”, enquanto Manufatura Virtual, Fábrica Focalizada e Manufatura Distribuída trabalham com a maior autonomia do poder de decisão das unidades produtivas, e assim por diante.

Algumas palavras-chave são recorrentes:

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a) Positivas: agilidade, competências essenciais, modularidade, interdisciplinariedade;

b) Negativas: complexidade, hierarquia, organização funcional.

É interessante observar que esses conceitos embutem premissas comuns:

• Todos partem do princípio de que a concepção tradicional de manufatura centralizadora e hierarquizada não mais se adapta à realidade atual e, muito menos, às necessidades futuras;

• Todos procuram escapar da abordagem reducionista característica das metodologias tradicionais de análise dos sistemas de manufatura (baseadas nos princípios tayloristas, ou seja, procurar separar um grande problema em outros sucessivamente menores até estes ficarem confortáveis de serem resolvidos separadamente e de forma específica);

• Todos assumem uma abordagem integrada e abrangente do problema extrapolando o aspecto meramente tecnológico (predominante até o início da década de 90) para também envolver os humanos e organizacionais;

• Todos os conceitos são construídos a partir do chão de fábrica e são, de certa forma, nele centrados, além de buscar dar-lhe mais autonomia e capacidade de decisão como estratégia para assegurar maior competitividade à empresa;

• Todos se apresentam como alternativas que se propõem a produzir resultados extremamente positivos, de ordem escalar, como, por exemplo, ganhos de 2 vezes em produtividade, redução de estoques a 1/10, redução do tempo de processamento de meses para dias, etc. (exemplos de casos e justificativas para esses resultados podem ser encontrados em Goldman et alli; Davidow & Malone; Gunn; Wiendahl & Scholtissek; Womack & Jones, 1994; Harmon; Hamel & Prahalad).

Além disso, todos esses conceitos introduzem alguns elementos que lhes são comuns e subjacentes:

• Simplificação das estruturas produtivas (com implicações, em geral, na diminuição do porte das suas unidades);

• Minimização das atividades que não agregam valor e otimização das que agregam; • Concentração nas competências essenciais, que passam a ser reconhecidas como

elemento estratégico na organização da manufatura; • Valorização das estratégias de longo prazo para orientação do sistema produtivo (o

que também significa uma reorientação das estratégias tradicionais baseadas na lucratividade em curto prazo);

• Redefinição do papel do homem, traduzido principalmente em:

◊ valorização do trabalho em equipe; ◊ aproveitamento máximo possível da capacidade intelectual (o que também

significa especial ênfase à educação e ao treinamento); ◊ diminuição dos níveis hierárquicos de gerenciamento na empresa; ◊ redefinição dos parâmetros de valorização do profissional e de incentivos à

produtividade e à ascensão profissional; • Novos parâmetros de avaliação de desempenho do sistema produtivo e de

contabilidade de custos; • Reformulação das bases do relacionamento com os fornecedores, estrategicamente

apoiada na racionalização da rede, relações de longo prazo, confiança (inclusive

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no desenvolvimento de tecnologia), e até a abertura mútua da contabilidade de custos (inclusive para formulação de preços e no aproveitamento da curva de experiência)10.

Percebe-se que, a despeito das diferenças de abordagem ou prioridade, existe uma certa direção comum nos esforços de adequar a manufatura aos novos tempos. Contudo nenhuma das alternativas apresentadas se mostra como definitivamente capaz de responder às demandas integrais das empresas no que se refere a um novo paradigma de produção (exceção feita, nesse caso, às eventuais perspectivas oferecidas por algumas das propostas de arquitetura distribuída, em fase inicial de desenvolvimento e ainda não testadas). Elas podem e devem ser vistas como passos nessa direção, inseridas que estão em um processo de amadurecimento da indústria de manufatura.

Esses novos conceitos têm provocado, como era de se esperar, muita confusão, principalmente pelo seu pouco amadurecimento e pela necessidade que eles impõem de se reformular fundamentalmente toda uma base conhecimento que já está consolidada e arraigada, oferecendo segurança a quem as gerencia. O caminho da síntese (entre a tese tradicional e a antítese das novas propostas) ainda está sendo trilhado.

10 O conceito de cadeia de fornecedores (supply-chain) se aplica neste caso e tem sido motivo, por si só, de uma série de estudos e implementações. Sugere-se, a propósito, ler Browne, D'Amours, Goldman & Nagel, Hill

113

Tabela 2.2- Comparação das características dos conceitos de Arquitetura distribuída.

Parâmetro de Análise

Sistema de Manufatura Biônico Empresa Fractal

Sistema de Manufatura Holônico

a) Característ icas conceituais

Abrangência Cultural, estratégica, informacional, tecnológica

cultural, estratégica, sócio-psicológica, financeira, informacional, tecnológica

Estratégica, informacional, tecnológica

Definição de unidade

Células: flexibilidade e operação definidos por gênese

Fractal: entidade de serviço multi-dimensional (técnica, humana, cultural etc)

Funcional e pré-definida

Definição de grupo Órgãos: divisão das células para suportar certa funciona-lidade; mais dinâmico

Pré-definido e recursivo como os fractais; reagru-pamento também dinâmico

Conjunto de hólons pré-defini-dos que cooperam em determi-nada função; mais estático

Autonomia da unidade

Alta, células capazes de definir operações em função de mudanças ambientais

Alta, ajustada pelos objetivos individuais, adaptabilidade pela vitalidade da unidade

Alta independência na coope-ração para definir objetivos e tarefas, limitada pelos cânones

Autonomia do grupo

Funções dos órgãos pré-definidas pelas gênese e autonomia operacional

Herança de fractais auto-similares e autonomia de objetivos; também restruturação dinâmica

Estratégias flexíveis sujeitas aos cânones fixos com formas intermediárias fixas

Sinergia do Grupo Alta, integração de órgãos para formar conjuntos

baixa, limitada pela capaci-dade de disciplinar os fractais ao conjunto

média, pelos limites impostos pela pré-definição dos cânones

b) Característ icas operacionais

Coordenação hierárquica

Especificações: top-down

decisões: bottom-up

Top-down e bottom-up em função da coordenação concorrente de objetivos

Top-down como planos incompletos e bottom-up como decisões e desempenho

Coordenação lateral Indireta, através de am-biente compartilhado pelas células e “ação enzimática” dos coordenadores

Rede de comunicação e cooperação com “navegação fractal” para avaliação da situação

Comunicação hierárquica e cooperação entre hólons

Planejamento e controle

Mínimo: a maioria como reação a uma situação emergente; concorrente

Contínua, como revisões de objetivos entre fractais “pais-filhos”

Algum planejamento em nível mais alto; a maioria, dinâmica e concorrente por comunicação

Avaliação de de-sempenho do grupo

Indireta, pela ação enzimá-tica dos coordenadores

mínima, pela ação independente dos fractais

Alta, pela estrutura hierárquica do sistema de decisão

114

9 C u s t o e D e s e m p e n h o n a M a n u f a t u r a I n t e g r a d a

As abordagens distribuídas já comprovaram a sua eficácia na manufatura desde a disseminação das FMCs e do JIT. A tendência para essa orientação pode ser verificada também nos diversos conceitos propostos, seja de forma explícita (como na Fábrica Focalizada, na Manufatura Virtual ou, obviamente, na Manufatura Distribuída), ou implícita (como na Estratégia do Tempo ou na Manufatura “Enxuta”).

As propostas da Manufatura Distribuída que, em princípio, deveriam sintetizar as diversas concepções de arquitetura distribuída, abrigam, contudo, conceitos díspares em concepção e conseqüência, que vão desde os disfarçadamente hierárquicos e departamentalizados (como os sistemas Biônico ou Holônico de manufatura) até os mais radicais, nas quais peças e recursos possuem independência e autodeterminação (a exemplo da proposta de Lin, 1993). Neste capítulo se fará uma breve introdução aos conceitos mais intimamente ligados ao gerenciamento autônomo e às suas conseqüências em termos de tratamento dos custos e da avaliação de desempenho. Para aqueles interessados em aprofundar o assunto, sugere-se a leitura complementar das principais referências citadas.

9 . 1 A u t o n o m i a e C o m p e t ê n c i a s E s s e n c i a i s

O conceito de autonomia está associado à capacidade de autogestão das unidades e tem duas vertentes, cada uma com quatro elementos fundamentais, vistos na tabela 8.1.

Tabela 8.1 - Vertentes da autonomia na manufatura e seus elementos fundamentais.

Organizacional Técnica Integração dos Colaboradores Orientação por produto Competências essenciais Adaptabilidade Cultura organizacional (formal e informal) Tolerância a falhas Descentralização Aprendizado

A vertente organizacional se preocupa com os aspectos humanos (culturais inclusos) e gerenciais das unidades. A integração dos colaboradores ocorre, em primeira instância, dentro das unidades e, em segunda, pela necessidade de colaboração gerada entre as unidades para complementação das competências (as competências essenciais e a cultura organizacional agem, desta forma, como catalisadores nesse processo). A descentralização é uma imposição organizacional para que a autonomia tenha efeito e parte da definição da visão e da missão do negócio para orientar as estratégias de gerenciamento descentralizado que permearão a empresa em todos os seus níveis (não basta a manufatura ser descentralizada, se ela estiver presa a uma organização centralizada).

A vertente técnica traduz a autonomia em mecanismos operacionais. A orientação por produtos, no caso, cria meios para que os processos possam fluir segundo a lógica determinada pelo sistema autônomo. Da mesma forma, a adaptabilidade introduz os meios para que o sistema perceba as mudanças externas à unidade e redefina sua forma de operação. A tolerância a falhas, termo emprestado da teoria de controle, está associada à

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capacidade do sistema maior continuar operando independente de falha ocorrida em alguma de suas unidades. O aprendizado se relaciona à capacidade do sistema traduzir a experiência em formas práticas de otimização da operação da unidade.

Arquiteturas distribuídas e autonomia estão em certa medida associadas. Quando se fala em sistemas de manufatura de fato distribuídos está implícito um alto grau de autonomia das suas unidades. No caso da citada proposta de Lin (1993), as entidades (por exemplo, peças) a serem fabricadas incorporam certo grau de inteligência (incluindo os planos de processo alternativos) a fim de poderem autonomamente escolher quais recursos utilizarão dentre os que se mostram disponíveis para cada nova etapa do processo, de forma incremental e anárquica. Na abordagem de Reinhart & Köhne, a autonomia é definida ao nível de células que reproduzem as FMCs. Os recursos são coordenados, internamente, pelo controlador da célula através de um mecanismo de distribuição de tarefas.

A modularidade favorece ao aumento da confiabilidade e tolerância a falhas. Nos sistemas centralizados, problemas localizados, como a paralisação de uma máquina, se propagam a todo o sistema, gerando perturbações importantes, quando não paralisações. Já nos sistemas distribuídos, graças à sua modularidade, há maior imunidade a este tipo de problema, uma vez que falhas em uma unidade pouco se propagam ao sistema maior (ver, a propósito, Hammer et alli; Reinhart & Koch). A confiabilidade também está associada à simplicidade das unidades e à menor quantidade decorrente de problemas potenciais que poderiam comprometer o seu desempenho. Fica fácil de sentir o problema ao se observar que a variância da soma de variáveis independentes é igual à soma das variâncias individuais, o que é o caso de sistemas modulares e distribuídos como o SOMA, onde as unidades são independentes.

Se a comparação for feita com sistemas complexos centralizados que contam com várias etapas e módulos interdependentes (a exemplo de uma linha transfer coordenada por MRP), a situação piora muito, já que a variância passa a ser calculada pelo produto das variâncias das partes.

Além das vantagens já vistas, a concepção modular e autônoma resolve também uma contradição dos sistemas de manufatura convencionais: ou eles são flexíveis mas complexos, ou então são simples mas especializados e inflexíveis (Parunak). Segundo a concepção tradicional, uma empresa tem que optar pela estratégia concorrencial que pretende assumir: liderança em custo ou diferenciação (Porter). A primeira opção impõe a necessidade de se operar baseado em economia de escala com mínimos investimentos em áreas que não estejam relacionadas ao controle direto dos custos de produção, distribuição e vendas. Já a estratégia de diferenciação se orienta pela liderança através da inovação e da qualidade, buscando novos produtos para mercados existentes, ou mercados novos para os produtos.

Esta visão de que as estratégias são excludentes entre si é incompatível com as perspectivas dinâmicas dos mercados atuais. Esta perspectiva já era analisada por Fernandes & Lepikson (1995) ao demonstrarem o potencial de se associar as duas estratégias com sucesso. Também Day, e Corsten & Will oferecem subsídios que auxiliam a conceber essa possibilidade. Ela é uma importante evolução no modelo de Porter e potencializa meios para a diferenciação alavancar melhorias em custo e vice-versa.

Importante observar que a diferenciação não ocorre necessariamente através dos produtos ou serviços, mas das competências. As competências que definem as unidades refletem o aprendizado coletivo que permite reunir diferentes conhecimentos para integrar tecnologias que, por sua vez, geram os produtos ou serviços. A organização de cada grupo de

116

competências é feita em torno de uma família de produtos (baseadas nos princípios da GT - ver, a propósito, os comentários de Burbidge sobre as perspectivas da GT como suporte aos novos conceitos emergentes e de Klen sobre as categorias de GT preferidas para esse tipo situação). As famílias poderão ser mais ou menos restritas, de acordo com a capacidade e a conveniência de as gerenciar.

9 . 2 C u s t o s n a M a n u f a t u r a i n t e g r a d a

Não é objetivo deste trabalho adentrar nos meandros dos aspectos contábeis do problema de custos, mas é importante apresentar uma orientação sobre a estrutura definida para uso do sistema.

Uma primeira questão a se avaliar é quanto à metodologia a ser seguida. Existe um certo consenso de que os modelos contábeis tradicionais já não correspondem às necessidades da manufatura moderna. Os sistemas tradicionais de custeio foram projetados para uma época em que mão-de-obra e materiais eram os fatores dominantes de produção e se tinha tecnologia e linha de produtos estáveis. Atualmente, já se tem como certo que as agregações de custos indiretos aos produtos a partir de overheads sobre os fatores primários de produção (mão-de-obra e materiais) induzem a distorções importantes (ver, a propósito, Ching; Severiano). Elas acabam, muitas vezes, penalizando justamente os produtos mais rentáveis em favor de subsídios a outros. Isso se deve ao fato de que na manufatura moderna os overheads se tornaram por demais representativos em relação aos custos diretos de produção. Dois fatores contribuem fundamentalmente para tanto (Brimson; Coppini et alli):

• A automação dos processos (e conseqüente deslocamento da mão-de-obra direta para atividades de apoio que aumentam em quantidade e importância);

• A crescente complexidade da linha de produtos com ciclos de vida cada vez mais curtos.

Ambos implicam em aumento significativo de atividades (e de custos) não relacionadas diretamente à produção, tais como marketing, desenvolvimento de produto, planejamento de processos ou suporte técnico (dos mais variados tipos), enquanto são diminuídos os custos diretos de produção.

A realidade atual da indústria de manufatura impõe a necessidade de se minimizar os erros impostos pelas simplificações dos métodos tradicionais de custeio para garantir a competitividade. Algumas alternativas propõem ratear os custos indiretos de forma mais confiável, mas sem abandoná-los, já que eles refletiriam mais claramente os investimentos e patrimônio da empresa, situação invisível aos custos variáveis (Bacic & Costa). Nessa mesma linha, outros advogam, que as metodologias tradicionais dificultam analisar o problema da absorção de tecnologias avançadas de manufatura e justificar esses investimentos (Hin et alli). Dhvale traz uma contribuição interessante, quando mostra que nas estruturas celulares de manufatura, já se dispõe de significante redução de transporte de custos pela sua própria configuração de agrupamento de recursos com finalidades específicas, com conseqüente orientação natural para se ter, em cada célula, um centro independente de custo.

Hill mostra como a especialização das unidades (no caso, Fábricas Focalizadas) ajuda a orientar os custos indiretos de forma simplificada, favorecendo ao uso de sistemas de custo

117

ABC- Activity-Based Costing (custos baseados nas atividades, vide Cooper; Nakagawa). Uma alternativa recente que tem mobilizado os pesquisadores na academia e na indústria. O sistema ABC surgiu no final da década passada com o objetivo de tentar minimizar o problema da “fábrica escondida” (Miller & Vollman), ou seja, a incapacidade dos sistemas de custeio tradicionais de endereçar corretamente as causas dos custos indiretos, o que provoca distorções importantes nos custos dos produtos ao longo do seu ciclo de vida.

Bharara, & Lee, citando CAM-I (Computer-Aided Manufacturing International), definem o ABC como um método que mede o custo e o desempenho de atividades, recursos e objetos de custo, atribuindo recursos às atividades e atividades aos objetos de custo, além de reconhecer a relação causal entre direcionadores de custo e atividades. Existe no ABC um esforço explícito no sentido de tornar todas as atividades visíveis aos olhos dos clientes internos e externos. A principal diferença entre a abordagem tradicional e a do ABC está em que a primeira assume que produtos geram custo enquanto no ABC assume-se que atividades geram custo e objetos de custo criam demanda por atividades. Enquanto a abordagem tradicional aloca os custos indiretos em centros de custos e destes faz os rateios entre as unidades de saída de custo (produtos ou serviços, no caso), o método ABC os aloca a atividades e estas são vinculadas às saídas de custo.

No método ABC, o modelo para acumulação dos custos através das atividades sobre cada tipo de produto é dado por (Hin et alli):

C T R Mk i i ii

n

i

n

= +==∑∑ .

11 9.1

onde:

Ck são os valores de custo, na matriz - coluna, de cada tipo de produto k; Ti corresponde à matriz cujos elementos representam o tempo dedicado por cada

recurso ao processo i; Ri é a matriz cujos elementos representam o valor empregado por unidade de tempo

pelos recursos no processo i; Mi é a matriz cujos elementos representam os custos dos materiais utilizados no

processo i; n é o número de processos que atendem ao produto k

Este método, apesar de mais preciso, tem a desvantagem de ser trabalhoso e difícil de manter. Ele exige que se aloque, em cada recurso, a atividade e a saída a que corresponde. Por exemplo, cada funcionário deve alocar, à atividade “desenvolvimento de um novo componente”, cada fração de tempo por ele despendido nela (como os minutos dedicados ao componente em uma reunião de engenharia). Contudo, através de algumas racionalizações, o método pode ser adotado na manufatura com resultados interessantes (vide Fonseca & Coppini; Dorson & Vaishnavi).

9 . 3 A v a l i a ç ã o d e D e s e m p e n h o n o c o n t e x t o d a i n t e g r a ç ã o

O sucesso de uma empresa está associado à sua capacidade de gerar crescimento, melhoria contínua (desenvolvimento) e rentabilidade. Normalmente, as medidas usadas para avaliar esta capacidade são lucro, retornos sobre investimento, produtividade e liquidez. Nas organizações complexas, estas medidas têm que ser desdobradas em todo um elenco de

118

indicadores indiretos que, por sua vez, demandam outros tantos sistemas de controle para serem mantidos. Isto implica em desenvolver sofisticados sistemas de informações que, por sua vez, são traduzidas em uma miríade de relatórios, gráficos e telas que traduzem os indicadores.

Descendo a pirâmide organizacional, estas informações são convertidas ao gosto do usuário. Cada gerente acaba adotando as medidas que julga mais importantes, sem necessariamente se ater aos objetivos estratégicos que as deveria orientar. Para complicar mais a situação, existe o problema da distância entre os dados que se sentem necessários e os que são oferecidos pelo sistema de informações (Goldratt). É o caso dos dados obtidos a partir do MRP, que raramente são aceitos como confiáveis (Wiendahl & Ullmann; Kadipasaoglu & Sridharan).

Ao nível corporativo, onde os indicadores são altamente agregados, a capacidade de julgamento fica prejudicada pela insensibilidade dos dados. O conceito de produtividade, por exemplo, tem dado motivo a uma série de mal-entendidos. Como ele é o tradutor direto do indicador de competitividade, tem sido muito, e mal, usado pelas empresas no diagnóstico de desempenho. Considerando, genericamente,

Produtividade = ReceitaCusto

,

se agrega, ao nível corporativo, o faturamento pelas receitas das vendas e o relaciona aos custos agregados contabilmente (com as distorções já comentadas). Aumentar a produtividade pela alternativa de elevar a receita impõe esforço estratégico enorme da empresa, já que exige conhecimento e intervenção em elementos que estão além das suas fronteiras (mercado, concorrentes e elementos exógenos citados no capítulo 2). A saída mais fácil, então, quase que inevitavelmente se torna uma decisão de cortar custos, por serem mais facilmente entendidos e manipulados, além de darem resultados quase imediatos. Por isso ela tem feito o sucesso de muitas ferramentas e modas, a exemplo da Reengenharia ou do Downsizing (Hammer & Champy; Hamel & Prahalad). O problema dessa alternativa é que o corte sucessivo de custos visando melhorias de curto prazo pode levar a um círculo vicioso que danifica o patrimônio das competências essenciais e compromete, a médio e longo prazos, a competitividade da empresa, muitas vezes de forma irreversível. Para mais detalhes sobre este tema, ver Quinn e Hamel & Prahalad.

Tem-se, portanto, uma questão fundamental a ser resolvida: como alinhar as estratégias com medidas de desempenho que reflitam a realidade da manufatura. Temponi & Lewis defendem a idéia de que os indicadores financeiros clássicos (a exemplo de taxas de retorno ou de ganhos, retorno sobre investimento, etc.) não mais refletem adequadamente o desempenho das empresas em função da complexidade introduzida pela sofisticação e automação dos processos e que parâmetros diferentes de avaliação da organização se fazem necessários. Gregory, por exemplo, chama a atenção para o fato de que estas medidas têm que emanar do chão de fábrica. Destaca também a dificuldade de se trabalhar com medidas eficazes em sistemas de manufatura complexos e um ambiente dinâmico.

Uma abordagem interessante para o problema, que tem sido muito referenciada na literatura, é a do Balanced Scorecard (Kaplan & Norton, 1993; Kaplan & Norton,1992), que se baseia na reconciliação das medidas segundo quatro perspectivas distintas:

119

• Financeira; • Cliente; • Interna do negócio; • Inovação e aprendizado.

Esta abordagem tem a vantagem de traduzir, para o nível corporativo, medidas de desempenho que são efetivamente operacionais. Persiste, no entanto, a dificuldade de consolidar, de forma confiável, os dados necessários para representação dos indicadores. Não cabe aqui detalhar o tema, mas outras contribuições podem ser vistas em Wisner & Fawcett, Lockamy & Cox e Schaeffer.

Ao nível da manufatura, também tem havido muitos desencontros na escolha dos indicadores de desempenho. As pesquisas de Bredrup et alli junto a várias empresas de manufatura trazem resultados interessantes que desmistificam muitas idéias arraigadas. Eles mostram o descompasso existente entre os principais fatores identificados como determinantes do sucesso de sistemas de manufatura eficientes e a importância dada a eles pelas empresas, ou seja, na prática, as empresas valorizam muito medidas de desempenho pouco importantes e desprezam as essenciais. Segundo a pesquisa, os indicadores de desempenho deveriam estar associados a:

• Tempo; • Índice de defeitos; • Utilização dos recursos; • Trabalhos em processamento; • Flexibilidade em relação ao atendimento dos clientes; • Eficiência do planejamento e controle da produção.

Wiendahl & Kuprat defendem idéias similares, baseando-se no indicador primário de lucratividade para associar-lhe medidas de:

• Custo dos equipamentos de produção e dos estoques; • Tempo de entrega e atrasos; • Nível de atendimento.

Apesar de serem em princípio simples, os próprios autores reconhecem a dificuldade de se estabelecer solução de compromisso entre as variáveis envolvidas, na medida em que algumas concorrem favoravelmente com outras, enquanto são contraproducentes para outras mais. Essa condição piora quando se considera as características específicas de cada unidade, que levam a combinação das variáveis a resultados diferentes.

As empresas pequenas contam com uma grande vantagem nesse aspecto. Como elas precisam agregar menos as informações, fica mais fácil definir medidas de desempenho que reflitam mais efetivamente os indicadores de real interesse para a empresa. Lida-se com número menor de variáveis, além de estas terem comportamento mais uniforme e serem mais facilmente determináveis.

Esses elementos reforçam o argumento de se deixar a cargo de cada unidade decidir quanto à forma de gerir as suas variáveis internas, atendo-se apenas às medidas das saídas das unidades para avaliação dos resultados de desempenho que interessam ao conjunto e aos clientes. Ou seja, a unidade é avaliada diretamente pelo seu mercado, e isto é considerado suficiente.

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