XXVI ENEGEP - Fortaleza, CE, Brasil, 9 a 11 de Outubro de 2006
Sistemas híbridos de planejamento programação e controle de
produção: um estudo de caso
Clarissa Côrtes Pires, ITA, [email protected]
João Murta Alves, ITA, [email protected]
Miguelangelo Geimba de Lima, ITA, [email protected]
Resumo
Este estudo foca a integração de sistemas de planejamento, programação e controle de
produção (PPCP), mais especificamente a integração do MPRII (Manufacturing Resources
Planning) com o Kanban, para os controles do chão de fábrica. Seu objetivo é ressaltar e
analisar as vantagens e desvantagens desta integração, através da revisão literária e de um
estudo de caso. A partir desta análise será possível auxiliar tanto as empresas, que já
possuem um sistema híbrido instalado, em seu processo de melhoria contínua, como as
empresas que desejam encontrar o melhor sistema para gerar vantagens competitivas.
Palavras Chaves: Integração; MRP II; Kanban; chão de fábrica.
1. Introdução
A probabilidade de sucesso de um empreendimento é diretamente proporcional a preocupação
dos gestores em atender as necessidades impostas pelo mercado. Para isso a busca de sistemas
que possibilitem maior confiabilidade, velocidade e flexibilidade nas ações, torna-se de suma
importancia para a sobrevivencia em mercados competitivos. Neste sentido, tem sido utilizado
pelas empresas os sistemas MRPII ou a manufatura JIT. Contudo, verifica-se inúmeras
limitações e deficiência dos dois sistemas em determinados cenários produtivos.
Para solucionar isso, observa-se a utilização de uma mescla de sistemas de planejamento
programação e controle de produção, de forma que as limitações competitivas de um sejam
supridas pelos pontos fortes do outro, onde o MRP II contempla a estrutura de planejamento
de longo e médios prazos e o JIT é usado para o planejamento de curtíssimo prazo, com o uso
do kanban, por exemplo.
Este estudo tem como objetivo analisar criticamente uma empresa que não possui integração
entre sistemas e propor um novo modelo híbrido. Será ressaltado, também as vantagens e
desvantagens de cada um e cenários produtivos. Este artigo visa ainda propor novos métodos
de controle de produção para empresas entrantes no mercado, por meio da ampliação da visão
geral sobre MRPII, Kanban, e o uso conjunto dos mesmos.
Este artigo está estruturado em seis seções. A seção 2 apresenta as principais características,
funcionalidades e as deficiências de cada um dos dois sistemas. A Seção 3 descreve como é,
normalmente, utilizada a integração entre o sistema Kanban e MRPII. Na Seção 4 é
apresentado um estudo de uma empresa que não utiliza sistemas híbridos. Na seção 5, é
proposta uma sugestão de melhoria para a empresa estudada. Para finalizar o artigo, são
apresentadas as algumas considerações referentes ao estudo de caso e a integração dos
sistemas de PPCP.
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2. Sistemas de planejamento, programação e controle de produção
2.1 Manufacturing Resources Planning -MRPII
O MRPII é o sistema de planejamento, programação e controle de produção mais difundido
em todo o mundo, em nossos dias. O MRPII originou-se da necessidade de planejamento de
capacidades ausente no MRP (Material Requirements Planning) cuja função pode ser
resumida em garantir a disponibilidade de materiais de forma que o planejamento de produção
dos produtos finais possa ser realizado dentro do prazo estipulado (FILHO, CAMPANI, &
VITA, 2004).
Segundo Corrêa, Gianesi & Caon (2001), o MRPII pode ser comparado com um automóvel,
composto de três partes principais interagindo entre si: O “Comando”, composto pelos níveis
mais altos de planejamento (Sales & Operation - S&OP, Gestão de Demanda, o Master
Production Scheduling – MPS e o Rough Cut Capacity Planning - RCCP); O “Motor” que é
composto pelos módulos de planejamento das necessidades de materiais (Material
Requirements Planning - MRP) e cálculo da necessidade (Capacity Requirements Planning CRP); e as “Rodas”, que abrangem as funções de execução e controle (Compras e Shop Floor
Control - SFC). A estrutura do MRPII pode ser visto na Figura.1:
Figura 1 – Inter-relações entre os módulos principais de um sistema MRPII Típico
Fonte: Corrêa ,Gianesi & Caon (2001)
Porém, as vantagens dos sistemas MRPII só são efetivamente alcançadas quando as condições
exigidas para sua implementação são realmente atendidas. O MRPII foi desenvolvido com o
intuito de atender as necessidades de ambientes produtivos complexos, que possuam grande
mix de produtos e reage bem às mudanças, graças a sua natureza dinâmica. Ele também é
considerado um sistema “passivo”, visto que aceita passivamente seus parâmetros como
tempos de setup e lead-times, e centralizado, sugerindo atividades planejadas que nem sempre
são questionadas por quem vai executá-las, como os operadores das máquinas, por exemplo.
Por isso, as empresas que desejam implantar o MRPII devem assegurar o processo de
melhoria contínua de seus sistemas produtivos. É importante que os princípios da filosofia JIT
estejam presentes, mesmo que suas técnicas e ferramentas não sejam aplicadas (CORRÊA,
GIANESI & CAON, 2001).
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Um dos pontos fracos do MRPII é seu modulo de controle de chão de fábrica, SFC (Shop
Floor Control). O módulo SFC é o responsável pela seqüenciação das ordens, por centro de
produção, dentro de um período de planejamento e pelo controle da produção propriamente
dita. Sistemas alicerçados no planejamento e acompanhamento de ordens de produção, como
o módulo SFC, baseiam-se normalmente no princípio de que a produção é do tipo job shop,
normalmente caracterizado como uma produção com arranjo físico funcional. Este tipo de
produção caracteriza-se normalmente por longos lead times, nível de material em processo
relativamente alto e são buscados altos índices de utilização de equipamentos. (CORRÊA,
CORRÊA, GIANESI & CAON, 2001).
O principal componente do módulo SFC, é o MES (Manufacturing Execution System). Ele é
um sistema de chão de fábrica que complementa e aperfeiçoa os sistemas integrados de gestão
da produção, através da coleta e acúmulo de informações do trabalhos realizado no chão-defábrica e as realimenta para o nível superior de planejamento. Entretanto, o uso do MES para
controle da produção tem sido bastante limitado, devido a seu uso centralizado, passivo e
inflexível, que nem sempre representa o que de fato ocorre no chão de fábrica
(FAVARETTO, 2001).
Por este motivo parece haver uma tendência das empresas em fazer seus controles de fábrica
de forma menos formalizada e centralizada, para isso utilizando de ferramentas mais simples
que permita decisões locais, como os sistemas do tipo kanban. (CORRÊA, CORRÊA,
GIANESI & CAON, 2001).
2.2 Kanban
De acordo com Corrêa&Gianesi (1996), Just-in-Time é muito mais do que uma técnica ou um
conjunto de técnicas de administração da produção, sendo considerada uma completa
filosofia, que inclui aspectos de administração de materiais, qualidade, arranjo físico, projeto
do produto, organização do trabalho e gestão de recursos humanos.
É uma filosofia caracterizada por fornecer o que é preciso, transportar para o lugar necessário
e no momento certo através da redução de estoques, tornando o sistema mais flexível e
conseqüentemente diminuindo os lead-times. Na prática, essa flexibilidade produtiva pode ser
bastante limitada se aplicado em situações que não são estáveis ou repetitivas. O alcance das
metas propostas pelo JIT implica no uso de sua principal ferramenta de execução: o Kanban.
Kanban é uma palavra japonesa que significa anotação visível, estando normalmente
representada por um cartão, chamado de cartão kanban (SCHONBERGER, 1992).
Existem outras formas de comunicação, como o kanban contenedor, quadrado kanban, painel
eletrônico, kanban informatizado, entre outros. Dependendo de como a empresa tiver
estruturado o seu sistema de produção. O kanban funciona como uma autorização para que o
centro de trabalho produza determinada quantidade de peças puxada pela demanda do centro
posterior (TUBINO, 1999).
3 Sistemas Híbridos Kanban e MRPII
Sistemas híbridos são aqueles que contemplam mais de uma lógica, como tentativa de
explorar o que cada uma possui de melhor, em função das diversificações e peculiaridades do
seu processo produtivo. Neste sentido, tem sido utilizado pelas empresas o híbrido MRPII
com o JIT, onde o MRPII contempla a estrutura de planejamento de longo e médio prazos e o
JIT é usado para o planejamento de curtíssimo prazo, com o uso do kanban
(CORRÊA&GIANESI, 1996).
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Por serem diferentes, suas funções podem ser aliadas e assim, melhorar o desempenho da
manufatura. A programação puxada do Kanban é utilizada para os itens de “alto fluxo” e
“repetitivos”, já para os itens eventuais que recebem ordens de trabalho para cada estágio e
cujo trabalho é monitorado de forma a empurrar os materiais ao longo da produção, utiliza-se
o MPRII. O MRPII é mais preciso do que o Kanban na determinação das necessidades de
material e capacidade, pois ele inclui o inventário disponível e o encomendado. Já o Kanban é
mais flexível para responder rapidamente, a qualquer instante, às mudanças de mercado.
(SLACK et all, 1997).
Gonçalves Filho & Fortulan (1997) apresentam os elementos que facilitam a referida
integração, que inclui, dentre outros: o estabelecimento de uma lista de materiais que prevê
pontos de consumo de materiais intermediários; planejamento de materiais com MPS
desdobrado em necessidades diárias e planejamento de recursos que trabalha essencialmente
em cima dos centros de trabalho críticos; a programação da produção, que inclui o
seqüenciamento e o balanceamento das operações obedecendo aos critérios JIT por meio do
sistema kanban. Ao final ressaltam que as pesquisas com os softwares MRP II disponíveis no
mercado brasileiro revelaram que eles possuem boa aderência com as soluções híbridas
JIT/MRPII.
4. Estudo de caso
4.1 A empresa analisada
Visando a aplicação dos conceitos abordados na revisão bibliográfica, foi escolhida a
Empresa Tecne do Brasil como estudo de caso, mais precisamente os setores de injeção e
vulcanização de solados, onde foi proposta uma melhoria para o sistema de controle atual. A
empresa Tecne Brasil produz 90.000 pares de calçados esportivos (tênis) por mês em duas
famílias de produtos, utilizando um total de 350 funcionários. O processo produtivo de
produção do calçado esportivo, pode ser dividido em três etapas principais: produção do
solado, produção do cabedal (parte de cima do calçado) e a montagem final do produto.
A produção do cabedal consiste na preparação, corte e confecção, sendo esta última realizada
por empresas terceiras. Portanto, cabe à Tecne a responsabilidade do design, preparação e
corte do material, envio as empresas confeccionistas e ainda a sincronização do recebimento
do cabedal com a montagem final.
A preparação do material tem como objetivo disponibilizar os materiais descritos na ordem de
produção para que os mesmos sejam cortados no processo seguinte. Após o corte, as peças
são organizadas em lotes e encaminhadas aos montadores terceirizados, onde são, chanfradas,
dobradas, picotadas, coladas e em seguida costuradas. O cabedal é normalmente constituído
de várias peças e reforços, usados para dar mais firmeza e proteção ao calçado ou, então, por
questão de design. Esta parte do calçado tem em média 150 componentes e uma rotatividade
de modelos de 60% ao ano, em contrapartida ao solado que se mantém inalterado.
Como a etapa de fabricação do cabedal não tem se mostrado uma restrição, o foco deste
estudo voltou-se para os processos de fabricação dos solados. O processo de fabricação dos
solados é dividido em injeção e vulcanização.
O setor de injeção prepara os solados de borracha aerada em função da cor e do número do
calçado esportivo através da ordem de produção obtida pelo MRP. Quando prontos, os
mesmos são disponibilizados para o processo seguinte onde são colocados os componentes
acessórios e vulcanizados. Os setores de injeção e vulcanização contam com
aproximadamente 60 funcionários/turno, trabalhando em três turnos. Com uma capacidade de
produção de 8 mil solados/dia.
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Depois de pronto, o setor de vulcanização e o recebimento dos cabedais disponibilizam os
componentes para as linhas de montagem dedicadas a cada família de produtos que montam o
cabedal ao solado, embalam e enviam o calçado a expedição da empresa.
4.2 Sistema de planejamento, programção e controle atual
O planejamento e controle da produção começa com o desenvolvimento do Plano Mestre de
Produção (PMP), contido no sistema de gestão da empresa. O PMP é determinado através dos
pedidos realizados, previsão de vendas, lead-time de produção da empresa confeccionista e,
também, considerando as restrições das capacidades produtivas de máquinas e de homens da
empresa. O volume total produzido é calculado mensalmente pelo departamento de
Planejamento e Controle da Produção.
A partir do plano mestre, o módulo de cálculo de necessidades de materiais, MRP, gera o
plano de materiais e capacidades de acordo com os parâmetros cadastrados para cada matériaprima ou componente. O seqüenciamento dos produtos a serem produzidos é feito
quinzenalmente através do PMP do mês vigente em função do ciclo de produção longo do
cabedal, possibilitando identificar o produto com data de entrega mais próxima.
Após a geração do plano de material e capacidade, são emitidas ordens de fabricação para
todos os processos: preparação de materiais, fabricação do cabedal, injeção, vulcanização e
montagem final. Estas ordens de fabricação são entregues aos responsáveis pela etapa de
fabricação do solado e confecção do cabedal e ao “gerente de fluxo” que responde pelo
recebimentos dos materiais das etapas anteriores e da montagem final. Estes processos são
controlados pelo MES, desenvolvido pela empresa, tendo como principal função controlar a
seqüenciação e o cumprimento das ordens, em cada centro produtivo.
4.3 Análise do modelo atual
Este sistema de planejamento, programação e controle de produção detalhado pelo PMP, e
desagregado até o controle do chão de fábrica no MES, é utilizado em diversas empresas
atualmente. Elas entendem que com este sistema terão controle sobre todas as etapas do
processo produtivo. No entanto, isto nem sempre é verdade, muitas vezes, a falta do
conhecimento sistêmico da produção e suas características (tipo de processo produtivo,
complexidade de produtos e roteiros, recurso restritivo, metas da empresa, etc.) pode fazer
com que uma empresa adote um sistema de controle que pareça ser mais fácil de se adequar a
sua produção ou, simplesmente, por ser a tecnologia da moda.
Na empresa em estudo, a programação e as ordens de fabricação geradas pelo PMP e
controladas pelo MES, estão funcionando consideravelmente bem durante a etapa de
fabricação do cabedal. Isto ocorre porque a principal função desta etapa, com exceção do
projeto do cabedal, é trabalhar como fornecedores de matérias-primas e recebedores de
cabedais prontos. A maior preocupação desta etapa deve-se aos terceiros, pois se trabalha com
as incertezas da empresa subcontratada. No entanto, existe uma parceria entre as empresas,
resultante de um processo já maduro, com fluxos de pedidos de entrega confiável. Além disso,
já são previamente conhecidos fatores importantes como lead-time de produção e estruturas
de processos produtivos das empresas. Portanto, como foi comentado anteriormente, esta
etapa não representa uma restrição para a produção de calçados, pelo menos até o presente
momento.
A etapa final, montagem do calçado, não apresentou problemas na utilização do MES como
controle da produção, pois possui um arranjo funcional, com lead-time fixo e previamente
conhecidos, que são características importantes para o funcionamento do MRPII.
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Para os processos de injeção e vulcanização do solado existem três grandes problemas que
foram identificados, são eles: a falta de visibilidade da programação de máquinas, a grande
formação de estoque entre os processos (nove dias na injeção e sete dias na vulcanização) e o
mau planejamento e controle da produção. Neste dois setores a programação é semanal e
devido à falta de visibilidade, verifica-se que as decisões da programação diária ficam a cargo
da supervisão. Como a supervisão é responsável pela distribuição das tarefas e, muitas vezes,
apostando somente no feeling desconsideram o MES, sendo assim, muitos solados são
injetados antes de serem requisitados pela vulcanização, e muitos são vulcanizados antes de
serem requisitados pela montagem, gerando estoque desnecessários, ou ainda a não produção
de outros que provocam a parada da linha de montagem.
A grande ocorrência de estoques de alguns itens e a falta de outros, entre os setores de
injeção, vulcanização e montagem é resultado de uma produção concentrada nas ordens de
produção. Isto é, uma certa quantidade de solado é produzida quando é recebida a ordem da
produção e não quando os setores subseqüente necessitam de um determinado produto.
Estes problemas são conseqüências de uma coordenação deficiente do processo produtivo e
falta de entendimento e conhecimento de outras abordagens para o controle da produção,
como a filosofia JIT e a sua ferramenta preferida, o Kanban.
5. Modelo proposto de integração de sistemas de planejamento programação e controle
de produção
Com o estudo de caso, os problemas levantados e com a pesquisa teórica-conceitual, é
possível apresentar uma proposta para os setores de injeção e vulcanização dos solados,
integrando o software MRPII com a ferramenta Kanban.
Como os setores de injeção e vulcanização da empresa analisada apresentam fluxo alto e os
processos altamente repetitivos, a ferramenta de controle de produção que melhor se enquadra
neste caso é o Kanban, ao contrário do MES, como pode ser observada na literatura citada.
Além disso pode-se ressaltar que o ambiente de fabricação do solado trabalha com demandas
constantes, possibilitando a utilização de sistemas JIT (figura 2).
O MRPII continuará funcionando normalmente na empresa, porém para o setores da
fabricação do solado, será utilizado dois sistemas Kanbans para a programação e controle da
produção, sendo constantemente avaliado pela capacidade produtiva das linhas de montagem.
Figura 2 – Síntese do Modelo proposto
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Fonte: Autores
O Kanban projetado para a injeção tem capacidade de estoque de dois dias e o da
vulcanização de um dia. Entre os processos existirá um estoque de dois dias para promover
uma certa independência entre os dois processos. Este estoque se justifica , pois no setor de
injeção há um número limitado de injetoras e também uma necessidade de muitas trocas de
ferramentas, devido ao grande números de solados e de pigmentações (brancos, cinzas,
pretos,etc..). Em relação a vulcanização também se justifica um supermercado, pois um
mesmo solado injetado será vulcanizado com um grande número de acessórios diferentes
devido a grande variedade de cabedais.
Sendo assim a produção da injeção é puxada dela demanda da vulcanização e a produção da
vulcanização é puxada pela demanda da linha de montagem. Assim que o estoque de um
determinado solado injetado ou vulcanizado diminui em uma certa quantidade, o cartão
correspondente ao contenedor vazio segue de volta ao setor. O cartão é disposto no painel de
cartões Kanban, enquanto que o contenedor aguarda para armazenar produtos. O setor
processa os pedidos da mesma forma. Solados vulcanizados e cabedais são puxados pela linha
de montagem segundo a lógica do MRPII.
Com relação ao planejamento, programação e controle dos estoques de matérias-primas,
preparação, corte e recebimento do cabedal verifica-se que o MRPII, se adapta perfeitamente
devido a complexidade da programação e também a variedade e rotatividade dos itens
produzidos.
5.1 Análise do modelo proposto
Uma empresa com o cenário produtivo similar ao do estudo de caso necessita de mudanças no
sistema produtivo que se apresenta inapropriado às suas necessidades. O foco da proposta é
voltado para reduzir os problemas de falta de visibilidade e transparência das atividades do
chão de fábrica e também do excesso de inventário no processo produtivo.
Utilizando o Kanban, ao invés do controle centralizado, passivo e pouco participativo do MES
(MRP II), pode-se tornar o sistema mais flexível e coerente com o planejamento de alto nível
da empresa, pois com o Kanban as mudanças nos níves superiores de decisão refletem
totalmente no chão de fábrica. Isto diminui ainda os problemas da centralização da
informação delegada aos responsável pela distribuição das atividade de produção.
Além disso, a empresa dará maior valor a seus funcionários, resultando num
comprometimento maior destes com as metas da organização.
A filosofia do JIT, inserida na empresa com o Kanban, prega a diminuição de estoques e
eliminação de desperdícios, que foi outro problema levantado. Neste modelo proposto o
Kanban será responsável pelo continuidade e controle do processo produtivo, reabastecendo
apenas o que foi consumido pelo setor seguinte.
6. Considerações finais
A falta de coordenação das atividades do chão de fábrica e também do excesso de inventário
geram perda de competitividade e infuenciam a sobrevivência empresarial em mercados
altamente competitivos. Neste sentido, tem sido utilizado pelas empresas os sistemas MRPII
ou a manufatura JIT. Contudo, verifica-se inúmeras limitações e deficiência dos dois sistema
em determinados cenários produtivos. Para solucionar estas limitações, tem sido utilizado
pelas empresas o híbrido MRPII com o JIT, onde o MRPII contempla a estrutura de
planejamento de longo e médio prazos e o JIT é usado para o planejamento de curtíssimo
prazo, com o uso do kanban.
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No desenvolvimento deste estudo pode-se perceber esta necessidade de hibridismo nos setores
abordados no caso da empresa Tecne do Brasil. Perceber-se que o sistema de controle da
produção mais aplicado aos setores de injeção e vulcanização de calçados esportivos seria o
Kanban, por apresentarem fluxo alto e os processos altamente repetitivos.
Com relação ao planejamento, programação e controle dos estoques de matérias-primas,
preparação, corte e recebimento do cabedal e montagem optou-se por continuar utilizando o
MRP, devido a complexidade da programação e também a variedade e rotatividade dos itens
produzidos. O MRPII ainda se mostra o sistema mais eficaz para gerar as necessidades de
materiais.
Finalmente, pode-se concluir que existem diversos sistemas de planejamento, programação e
controle de produção, porém, isto não significa que somente um se adaptará da melhor
maneira possível ao cenários de produção em questão. De forma a encontrar o sistema mais
adequado ao cenário produtivo, pode-se integrar diversos sistemas, de modo que, se possa
lidar com os diferentes ambiente da melhor maneira possível.
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