Módulo 7
Gestão da Capacidade
Conteúdo Programático MÓDULO 7: Gestão da Capacidade7.1 Conceitos de Capacidade7.2 Planejamento e Controle da Capacidade7.3 Planejamento da Capacidade nos Serviços7.4 Programação de Materiais e Capacidade Simultânea7.5 A Gestão da Capacidade em Operações7.6 Políticas Alternativas de Capacidades7.7 Teoria das Restrições7.8 Teoria das Filas
A capacidade representa a quantidade máxima de bens e serviços que podem ser produzidos em uma unidade produtiva ,
em um dado intervalo de tempo
horas Montagens5 empregados x 8 ---------------- x 20 --------------------- Dia hora x
empregado
800 montagens / dia
O volume máximo potencial de atividades de agregação de valor que pode ser atingido por uma unidade produtiva sob condições
normais de operação (CORRÊA e CORRÊA, 2006)
A capacidade implica um índice de produto atingível (CHASE, JACOBS e AQUILANO, 2006)
Definições
Taxa de Utilização da Capacidade
Capacidade Utilizada
Definições
Melhor Nível Operacional
(CHASE, JACOBS e AQUILANO, 2006)
Avaliação da capacidade existente
Importância das Decisões
(MOREIRA, 2008)
Previsões de necessidades futuras de capacidade
Identificação de diferentes formas de alterar a capacidade
Identificação de diferentes formas de alterar a demanda
Avaliação do impacto da decisão a respeito de capacidade sobre o desempenho da operação
Avaliação econômica, operacional e tecnológica de alternativas de incrementar a capacidade
Seleção de alternativas para a obtenção de capacidade adicional
Fatores de Influência
(MOREIRA, 2008)
Fatores que influenciam acapacidade
Instalações
Composição do Mix
Projeto do Processo
Fatores Humanos
Fatores Operacionais
Fatores Externos
Economias e Deseconomias de Escala
Economias de Escala
À medida que uma fábrica cresce e o volume aumenta, o custo médio por unidade do produto cai
Deseconomias de Escala
Em algum ponto, o tamanho de uma fábrica se torna muito grande, e deseconomias de escala se tornam um problema
(CHASE, JACOBS e AQUILANO, 2006)
A Curva de Experiência
À medida que as fábricas produzem mais, ganham experiência nos melhores métodos de produção, que reduzem seus custos de
produção de forma previsível (CHASE, JACOBS e AQUILANO, 2006).
(MOREIRA, 2008)
Tem
po p
or U
nida
de
N° de Unidades
Y = a . n -b
Y: tempo para fazer a N (ésima) unidadea: tempo para fazer a 1° unidadeb: Constante (-ln . p) / ln 2
A Curva de Experiência
Planejamento das necessidades de mão-de-obra
(MOREIRA, 2008)
Planejamento de Custos
Negociações
Foco na Capacidade
Adoção de um foco mais estreito em função da não
disponibilidade para alcançar múltiplos objetivos
O conceito foco em capacidade pode ser operacionalizado mediante o mecanismo PWP
Nem todas as empresas estão em setores que requerem o uso
de toda a sua gama de capacidade para competir
(CHASE, JACOBS e AQUILANO, 2006)
Flexibilidade de Capacidade
Fábricas Flexíveis
Processos Flexíveis
(CHASE, JACOBS e AQUILANO, 2006)
Força de Trabalho Flexível
Planejamento da Capacidade
O objetivo do planejamento estratégico da capacidade é proporcionar uma abordagem para determinar o nível total de
capacidade dos recursos intensivos (instalações, equipamentos e mão-de-obra) que melhor suportam a estratégia competitiva de
longo prazo da empresa
(MOREIRA, 2008)
Impacto potencial sobre a habilidade da empresa em atender a demanda futura
Relação entre capacidade e custos operacionais
O alto custo inicial que se segue às decisões sobre capacidade
Medida da Capacidade
Por meio da Produção
(MOREIRA, 2008)
Por meio dos Insumos
As unidades de produtos devem ser comuns ao tipo de produto produzido
Em organizações de serviços a maneira mais viável de se medir a capacidade é por meio dos insumos utilizados
Medida da Capacidade
Capacidade efetivamente disponívelUtilização =
------------------------------------------------------------- Capacidade total teórica
Saídas em Capacidade efetivamente disponívelEficiência = --------------------------------------------------------------------------- Saídas Padrão em Capacidade efetivamente disponível
(CÔRREA e CÔRREA, 2006)
Definição do Ponto de Equilíbrio
A análise do ponto de equilíbrio estabelece uma relação entre receitas, custos e volume de produção. O objetivo da análise é
verificar como se comportam os custos e a receita
CF = q (PV – CVu)O ponto de equilíbrio é o valor “q” da produção tal que exista a igualdade entre custos totais e receita total, ou seja, a produção
para qual o lucro é zero
q = CF / (PV – CVu)
q = (L + CF) / (PV – CVu) (MOREIRA, 2008)
Requisitos de Capacidade
Demanda por linhas de produtos
Capacidade de fábricas individuais
Alocação da produção da rede da planta
1°
2°
3°
(CHASE, JACOBS e AQUILANO, 2006)
Requisitos de Capacidade
Uso de técnicas de previsão para estimar as vendas de produtos individuais dentro de cada linha de produtos
Calcular os requisitos de equipamento e mão-de-obra para atender à previsão de linha de produtos
Planejar as disponibilidades de equipamento e mão-de-obra em relação à perspectiva de planejamento
1°
2°
3°
(CHASE, JACOBS e AQUILANO, 2006)
Quantidade de capacidade que excede a demanda esperadaCapacity Cushion
Requisitos de Capacidade
(CHASE, JACOBS e AQUILANO, 2006)
A Stewart Company produz dois sabores de molho para salada: Paul’s e Newman’s. Os dois estão disponíveis em garrafas e em
sachês plásticos individuais. A gerência gostaria de determinar os requisitos de equipamentos e de mão-de-obra para os próximos cinco
anosUsar de técnicas de previsão
Calcular os requisitos de equipamento e mão-de-obra
Planejar as disponibilidades de equipamento e mão-de-obra
1°
2°
3°
Requisitos de Capacidade
(CHASE, JACOBS e AQUILANO, 2006)
Usar de técnicas de previsão1°
1 2 3 4 5Paul’sGarrafas 60 100 150 200 250Sachês Plásticos 100 200 300 400 500Newman’sGarrafas 75 85 95 97 98Sachês Plásticos 200 400 600 650 680
Requisitos de Capacidade
(CHASE, JACOBS e AQUILANO, 2006)
2° Calcular os requisitos de equipamento e mão-de-obra
Atualmente, estão disponíveis três máquinas que podem embalar até 150.000 garrafas por ano. Cada máquina requer dois operadores e
pode produzir garrafas para o molho Newman’s e Paul’s. Seis operadores de máquinas de garrafas estão disponíveis. Também
estão disponíveis cinco máquinas que podem embalar até 250.000 sachês de plástico por ano cada uma. São necessários três
operadores para cada máquina, que pode produzir sachês para ambos os molhos. Atualmente estão disponíveis 20 operadores de
máquinas de sachês plásticos.
Requisitos de Capacidade
(CHASE, JACOBS e AQUILANO, 2006)
2° Calcular os requisitos de equipamento e mão-de-obra
1 2 3 4 5Garrafas 135 185 245 297 348Sachês Plásticos 300 600 900 1.050 1.180
Requisitos de mão-de-obra Requisitos de máquinas1° Ano
1,8 Operador3,6 Operador
GarrafaSachês
0,9 Máquina1,3 Máquina
Requisitos de Capacidade
3° Planejar as disponibilidades de equipamento e mão-de-obra
1 2 3 4 5Operação de Sachês% da Capacidade Utilizada
24 48 72 84 94
Requisitos de Máquinas 1,2 2,4 3,6 4,2 4,7Requisitos de Mão-de-obra
3,6 7,2 10,8 12,6 14,1
Operações com Garrafas% da Capacidade Utilizada
30 41 54 66 77
Requisitos de Máquinas 0,9 1,23 1,62 1,98 2,31Requisitos de Mão-de-obra
1,8 2,46 3,24 3,96 4,62
Requisitos de Capacidade Necessidades de Máquinas
t x NM =
-------------- 60 x h x
e
t (min./Operações) x N (n° de operações)M =
------------------------------------------------------------------------ 60(min./hora) x h (horas/máquina) x e
(eficiência)Uma peça deve passar por três diferentes operações O¹, O², O³, a serem processadas em três máquinas M¹, M², M³, com os seguintes
temposOperação Máquina Duração
(min.)O¹ M¹ 0,48O² M² 0,10O³ M³ 0,24 (MOREIRA, 2008)
Requisitos de Capacidade Necessidades de Máquinas
As máquinas estão disponíveis para a utilização durante um turno diário de 8 horas. Existe, por outro lado, a necessidade de se
processar 5.000 peças por dia. Determine o número de máquinas de cada tipo que deve ser alocado às operações, assumindo que essas
máquina estarão paradas 10% do tempo para reparos e manutenção
N° de Máquinas M1
M1 = 5,6
N° de Máquinas M2
M2 = 1,2
N° de Máquinas M3
M3 = 2,8
(MOREIRA, 2008)
Aspectos Importantes
Tempo
A capacidade deve estar disponível para produzir um serviço quando necessário
Local
A capacidade de serviço deve estar localizada próxima do cliente
Volatilidade da Demanda
1° Serviços não podem ser armazenados; 2° Interação dos clientes com os sistemas de produção; 3° Influência do comportamento do cliente
(CHASE, JACOBS e AQUILANO, 2006)
Cálculo de Pessoal
Ni: Demanda diária para a atividade “i”
∑ ti x Nin = -------------- 60 x T x
e
ti x Nini =
-------------- 60 x T x
e
ti: Duração média da atividade “i” em minutose: Eficiência média do pessoal
T: Duração do dia de trabalho em hora (MOREIRA, 2008)
Para “k” atividades
n = número de atendentes
Cálculo de Pessoal
Em um banco, no setor de caixas, existem três atividades ligadas ao atendimento bancário: atividades relacionadas a pagamentos e
depósitos (A1); atividades relacionadas a atendimentos de idosos (A2); atividades relacionadas a saques e retiradas de talonários de
cheques (A3). A duração média de atendimento respectivamente é: 7 minutos (A1), 6 minutos (A2) e cinco minutos (A3). Os caixas
atendem uma média de 180 clientes por dia em 8 horas de trabalho. Supondo que 25% do tempo de trabalho é dedicado a momentos de
descanso, necessidades pessoais e outras atividades menores, determine o número de atendentes supondo que eles possam
desempenha a mesma função. Qual seria o número se cada função fosse dedicada?
Programação Finita da Capacidade
O ponto chave é programar de forma simultânea os materiais e as capacidades (VOLLMANN et al, 2006)
Programação Finita de Capacidade
Programação Finita com Estruturas de Produtos
A hierarquia das decisões sobre capacidadePVO
Longo Prazo
PMP
Planejamento dos Recursos
Planejamento da Capacidade
Bruta
Planejamento das necessidades de
capacidade
Médio Prazo PlanejamentoDetalhado dos
Materiais
Curto PrazoCarregamento
FinitoAnálise de
Entrada/Saída
Sistemas de Chão de Fábrica
Sistemas do Fornecedor
Gestão da Demanda
(VOLLMANN et al, 2006)
A hierarquia das decisões sobre capacidade
Longo PrazoRRP
Médio PrazoRCCP
Curto PrazoCRP
S&OP
MPS
MRP
Curtíssimo PrazoGestão da Capacidade
de curtíssimo prazo SFC
Planejamento da Capacidade
Recursos Críticos, temposoffset
Recursos Críticos, temposoffset
Centros produtivos, roteiros, tempos
Planejamento deMateriais
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Resource Requirements Planning (RRP) Objetivos
Antecipar necessidades de capacidade de recursos que requeriam um prazo relativamente longo (meses) para sua mobilização /
obtenção.Subsidiar as decisões de o quanto produzir de cada família de
produtos, principalmente nas situações em que, por limitação da capacidade em alguns recursos, não é possível produzir todo o
volume desejado para atender os planos de venda
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Resource Requirements Planning (RRP) Cálculo
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Resource Requirements Planning (RRP) Cálculo
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Resource Requirements Planning (RRP) Cálculo
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Resource Requirements Planning (RRP) Cálculo
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Rough Cut Capacity Planning (RCCP) Objetivos
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Antecipar necessidades de capacidade de recursos que requeriam prazo de alguns poucos meses para sua mobilização
Gera um plano de produção de produtos finais que seja aproximadamente viável para que não se perca tempo com o
processamento MRP e CRP, no sentido de se descobrir problema relativos ao excesso de capacidade.
Subsidiar as decisões de quanto produzir de cada produto nas situações em que, por limitação de capacidade em alguns recursos,
não seja possível produzir todo o volume desejado para atender planos de venda, desde que o problema não tenha sido identificado
no nível anterior do planejamento
Rough Cut Capacity Planning (RCCP) Definindo Recursos Críticos
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Rough Cut Capacity Planning (RCCP)
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Cálculo
Rough Cut Capacity Planning (RCCP)
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Cálculo
Rough Cut Capacity Planning (RCCP)
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Cálculo
A1
A11 A12
A111 A121
2x
A2
A21 A22
A211
3x
B1
B11 B12
B111 B121
2x
B1
B21 B22
B211
3x
A1A11
A12
A111
A121
A2A21
A22
A211
B1B11
B12
B111
B121
B2B21
B22
B211
W Y
W Y
W X
W X
2X
3X
2X
3X
(2 x 0,2 = 0,4h)
(2 x 0,5 = 1h)
(3 x 0,17 = 0,51h)
(3 x 0,11 = 0,33h)
(2 x 0,1 = 0,2h)
(2 x 0,5 = 1h)
(3 x 0,11 = 0,33h)
(3 x 0,12 = 0,36h)
Y (2 h)
X (0,7 h)
X (1,3 h)
Z (0,7 h)
X (0,3 h)
Z (0,26 h)
Y (0,68h)
Z (0,3 h)
Y (0,3h)
Z (0,03 h)
3 2 1 0 Offset
Semana cujo início o produto final deve estar
pronto
Rough Cut Capacity Planning (RCCP)
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Cálculo
Rough Cut Capacity Planning (RCCP)
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Cálculo
Rough Cut Capacity Planning (RCCP)
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Cálculo
Rough Cut Capacity Planning (RCCP)
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Cálculo
Capacity Requirements Planning (CRP)
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Objetivos
Antecipar necessidades de capacidade de recursos que requeiram prazo de algumas poucas semanas para sua mobilização / obtenção
Gerar um plano detalhado de produção e compras que seja viável, por meio de ajustes efetuados no plano original sugerido pelo MRP,
para que este possa ser liberado para execução pela fábrica.
Capacity Requirements Planning (CRP)
Cálculo
Capacity Requirements Planning (CRP) Cálculo
Capacity Requirements Planning (CRP)
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Objetivos
Estouro de Capacidade
Capacity Requirements Planning (CRP)
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Objetivos
Capacity Requirements Planning (CRP)
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Objetivos
Gestão da Capacidade no Curtíssimo Prazo
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2007)
Redução de tempos de fila e movimentação
Overlapping
Splitting de Ordens
Splitting de Operações
Seqüenciamento de Ordens
Roteiros Alternativos
Horas extras não planejadas
Considerações sobre o aumento da Capacidade
(CHASE , JACOBS e AQUILANO , 2006)
Manutenção do Equilíbrio do Sistema
Frequência de adição de capacidade
Fontes Externas de Capacidade
Abordagem Sistemática das Decisões de Capacidade (LP)
(KRAJEWSKI, RITZMAN e MALHOTRA, 2009)
Estimar as necessidades de Capacidade
Identificar Lacunas
Desenvolver Alternativas
Avaliar as Alternativas
1°
2°
3°
4°
Matriz de Perspectiva
Perspectiva < 1Ruim
Perspectiva = 1Normal
Perspectiva > 1Boa
Pessoal Despedido
Curto PrazoTempo Ocioso
Produzir para Estoques
Curto prazo
Adiar qualquer ação
Não fazer nada
Contratar e Produzir para
EstoquesRecrutamento
Horas extrasContratar pessoal
temporário
Horas extrasContratar pessoal
temporário
Contratar pessoal
Perspectiva < 1Ruim
Perspectiva = 1Normal
Perspectiva > 1Boa
Perspectiva de Curto Prazo
Pers
pect
iva
de L
ongo
Pra
zo
Demanda PrevistaP = ------------------------------------- Capacidade Prevista
Expansão
(MOREIRA, 2008)
A TOC consiste na gestão dos recursos críticos. Esses se restrições devido à capacidade de produção. Serão denominadas
gargalos quando o potencial produtivo for inferior ou igual aodo sistema como um todo (AGUIAR, 2004).
O objetivo de qualquer empresa é “ganhar dinheiro” e a manufatura deve contribuir com tal objetivo por meio da consecução de três objetivos específicos, quais sejam:
Maximização do Ganho
Minimização de Estoques
Redução de Despesas Operacionais
Medidas de Desempenho
Financeiras
Operacionais
Produtividade
(CHASE , JACOBS e AQUILANO , 2006)
Recursos
Um caso particular de restrição que tem capacidade insuficiente. Portanto, recurso-gargalo seria aquele cuja capacidade é inferior
à demanda colocada nele.
Recursos Gargalo
É aquele cuja capacidade é maior que a demanda colocada nele,portanto não restringe a atuação do sistema.
Recursos Não-Gargalo
Processo Decisório
Identificar o gargalo do sistema
Explorar o gargalo
Subordinar todas as outras decisões
Elevar o gargalo
Não permitir que a inércia se instale
1°
2°
3°
4°
5°
Sistemática do Drum – Buffer - Rope
Controlam o fluxo e devem estar sincronizados aos outros de forma a poder controlar os estoques.
A TOC começará a programar no ponto RRC, ponto em que é necessário bater o tambor, ou seja, esse é o ponto que deve ditar
todo o ritmo do sistema produtivo.
RRC (Recurso Restritivo Crítico)
I
P
P
TB
G
P
P
Rope
Buffer
Drum
M3SEC
I
P
P
M2
I
P
P
M1
P I
P
P
P Operação em recurso não gargalo
G Operação em recurso gargalo
I Operação em recurso de entrada
M1 Montagem
TB Time BufferProtetor do gargalo
SE C Time BufferProtetor da Montagem
Matriz de Perspectiva
Boa parte das organizações que processo fluxos e que estão sujeitas a alguma restrição de capacidade de recursos encaram, de uma
forma ou de outra, o problema das filas de espera
Fluxo de Materiais Estoque em Processo
Fluxo de Pessoas Filas
Fluxo de Informações Documentos não expedidos
Melhoria dos Sistemas de Gestão de Filas
Objetivos e Avaliação de Sistemas de Filas
Existem situações de trade-offs a serem gerenciados
Gestão ROI sobre recursos de atendimento
Funcionário Distribuição do uniforme do Cliente
Cliente Tempo de Espera
Tipos de Sistemas de Filas
Sistema de Estágio único de Servidores Paralelos
Servidor
Servidor
Servidor
Tipos de Sistemas de Filas
Sistema de Estágio único de fila única
Servidor
Servidor
Servidor
Tipos de Sistemas de Filas
Sistema de Estágio único de filas Concorrentes
Servidor
Tipos de Sistemas de Filas
Sistema de Estágio único de filas discriminada
Servidor 2
Servidor 1
Tipos de Sistemas de Filas
Número de estágios sucessivos dos sistemas de fila e faixa de serviços
restados
Número de canais de atendimento e atribuições de
cada um
Disciplina de sequenciamento Processo decisório dos clientes
Taxa de distribuição e probabilidade de chegada
Taxa e distribuição dos tempos de atendimento dos servidores
A Psicologia da Fila
A maioria das pessoas superestima o tempo de espera (+ de 20%)
Tempo ocioso parece mais longo do que tempo ocupado
A espera pré-processo parece maior do que tempo em processo
Esperas sem explicação são menores toleradas do que as explicadasQuanto maior o valor dado pelo cliente ao serviço, maior a tolerância com a espera
Esperas sem previsão de atendimento parecem mais longas do que as com prazo conhecido
Esperas solitárias parecem mais longas do que em grupo
Uma população-fonte de clientes e a forma com que eles chegam
ao sistema
O sistema de serviço que deve atender aos clientes que
chegam
Funcionamento de Sistemas de Filas
A condição dos clientes que saem do sistema (voltam a fila
ou não?)
Componentes
1°
2°
3°
Chegada de Clientes
Funcionamento de Sistemas de Filas
População Infinita
1°
População Finita
Distribuição de Chegadas dos Clientes
Funcionamento de Sistemas de Filas
Distribuição de Probabilidade
2°
Distribuição Exponencial
Distribuição de Poisson
Distribuição de Tempos de Atendimentos
Funcionamento de Sistemas de Filas
Taxa de Serviço
3°
µ
Modelos Simples de Teoria das Filas
Modelo População-Fonte
Padrão de Chegadas Disciplina
Padrão de atendiment
oExemplo
1 Infinita Poisson FIFO Exponencial Banco Drive-Through
2 Infinita Poisson FIFO Constante Montanha Russa
• = Taxa de Chegadas de clientes• 1/ = Tempo médio entre chegadas• µ = Taxa de Atendimento• 1/ µ = Tempo médio para um serviço• = Intensidade de tráfego• Lq = Número médio de clientes na fila• Wq = Tempo médio aguardando em fila•Pn = Probabilidade de “n” clientes no sistema
Modelos Simples de Teoria das Filas
²Lq = ---------------- µ (µ - )
Modelo 1
LqWq = -------
Pn = 1 - ---- ----- µ µ = (/µ)
Lq = ---------------- 2µ (µ - )
Modelo 2
LqWq = -------
²Pn = 1 - ---- ----- µ µ = (/µ)