FURP – Plano Mestre de Produção
Este protótipo, desenvolvido em AIMMS no início de 2002, dá suporte à geração automática do
plano mestre integrado e otimizado das linhas de produção de medicamentos da Fundação para
o Remédio Popular – FURP.
Descrição do Negócio
Os medicamentos são produzidos a partir de "princípios ativos", substâncias de efeitos
farmacológicos. Os fármacos utilizados pela FURP são adquiridos segundo as seguintes
modalidades contratuais: compra direta, carta convite, tomada de preço, concorrência nacional
e concorrência internacional. Há regulamentos para o uso de cada uma dessas modalidades
licitatórias: eles estabelecem, por exemplo, o prazo máximo de entrega dos produtos e os
limites mínimos e máximos das transações comerciais. Via de regra, os melhores preços são
obtidos através de tomadas de preço e concorrências nacional e internacional, com maior prazo
de entrega. Por outro lado, necessidades de reposição de estoques de insumos no curto prazo
podem demandar a utilização de cartas convite e compra direta, com restrições comerciais
significativas.
A produção é distribuída em linhas, de acordo com a
forma de apresentação dos medicamentos: comprimidos,
comprimidos revestidos, cápsulas, cremes e pomadas,
suspensões extemporâneas, sais para reidratação oral,
injetáveis, pós-estéreis, colírios, líquidos (vidros e
plásticos) e protetores solares.
A produção de medicamentos deve observar condições
higiênico-sanitárias severas. As mudanças de um
produto para outro (e mesmo entre lotes de um mesmo
produto), por exemplo, requisitam limpeza das linhas,
segundo procedimentos pré-estabelecidos, com consequente redução de produtividade. Para
minimizar o custo de setup das máquinas, a produção é realizada na forma de lotes (ou
batches) mínimos. Por outro lado, o lote é dimensionado de acordo a demanda e com o prazo
de validade do respectivo medicamento (shelf life). Em virtude de sazonalidades na demanda,
parte da produção da FURP pode ser terceirizada, observadas suas exigências de qualidade para
os produtos acabados.
A FURP é o maior fabricante público de medicamentos do Brasil;
em 2006 sua produção atingiu 2,5 bilhões de unidades
farmacêuticas. Atua em cerca de 3,2 mil municípios brasileiros e
possui mais de 5 mil clientes, dentre os quais Secretarias
Estaduais de Saúde – em especial a do Estado de São Paulo –
hospitais estaduais e municipais, consórcios municipais,
prefeituras, instituições municipais, estaduais, federais (com
destaque para o Ministério da Saúde) e filantrópicas, além de
sindicatos e fundações.
A FURP é ainda responsável pelo fornecimento de medicamentos
para os municípios do Estado de São Paulo, através do "Dose Certa", Programa de Assistência
Farmacêutica Básica da Secretaria da Saúde do Estado de São Paulo. Desde 1995, o Dose Certa
já distribuiu, gratuitamente, cerca de 11 bilhões de unidades farmacêuticas, essenciais para as
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unidades básicas de atendimento, como vitaminas, pomadas, analgésicos, antitérmicos,
antibióticos, antiinflamatórios e medicamentos para o tratamento de doenças de hipertensão.
O Desafio
O processo de geração do plano mestre da FURP visa determinar, grosso modo, os volumes de
produção de cada produto acabado (SKU) para o mês subsequente ao mês corrente. Até 2001,
este processo baseava-se fundamentalmente no uso de planilhas eletrônicas - não se dispunha
à época de uma ferramenta de Supply Chain Planning (ou Planejamento Avançado) que desse o
devido suporte computacional a esta atividade.
A geração manual do plano mestre é uma tarefa complexa e trabalhosa, haja vista as
flexibilidades de alocação da produção e os condicionantes operacionais que se deve observar,
tais como:
» o plano deve maximizar o atendimento da demanda dos vários canais de distribuição;
» o plano de produção deve ser coerente com as listas de materiais (BOMs) e com a
disponibilidade dos insumos a qual, por sua vez, é função dos estoques disponíveis e em
quarentena e da programação de recebimento;
» a programação de recebimento deve estar de acordo com os saldos e prazos dos contratos
vigentes; já no médio e longo prazos, deve ser compatível com as características das
modalidades de aquisição dos insumos;
» o plano deve ser factível com as capacidades finitas das linhas de produção (incluindo
cronograma de manutenção preventiva das máquinas);
» o plano deve observar o tamanho de lote e o tempo de preparação de cada produto;
» o plano deve observar as possibilidades de terceirização da produção.
Como os produtos concorrem por insumos e recursos escassos, essas condições só podem ser
garantidas através da adoção de políticas otimizantes como, por exemplo, (a) de redução do
tempo gasto com setups; (b) de uso eficaz dos insumos; (c) de eventual antecipação de
produção, observados os prazos de validade (shelf life dos insumos e produtos) e as oscilações
na disponibilidade das linhas e (d) de utilização racional das alternativas de terceirização. Caso
isto não seja suficiente para o atendimento integral da demanda, são estabelecidas prioridades
para alguns canais de distribuição, como é o caso do "Dose Certa", por exemplo.
Em virtude deste gap metodológico, a UniSoma propôs o desenvolvimento de um Protótipo
Operacional que (1) ilustrasse para a FURP as possibilidades de representação de seu problema
de planejamento mestre de produção, sob a forma de um modelo de programação matemática
e (2) indicasse o ganho potencial derivado da utilização de ferramentas de Supply Chain
Planning (ou sistemas de planejamento avançado) por sua equipe de PCP interna.
A Solução
O protótipo foi desenvolvido em AIMMS e contém três camadas básicas: (1) um modelo de
programação misto-inteira para a geração dos cenários de planejamento integrado de produção
da FURP; (2) um solver matemático (CPLEX© da ILOG
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Technology) para a resolução automática e otimizada dos cenários e (3) uma interface gráfica
de usuário (GUI) através da qual o planejador interage com o modelo matemático, alterando os
dados de entrada e visualizado os resultados gerados através do modelo matemático (análises
do tipo what-if).
As principais saídas do protótipo, geradas simultaneamente e de maneira logicamente
encadeadas, são as seguintes:
» plano mestre mensal de produção de cada SKU;
» nível de atendimento da demanda atendida, por mês e por canal de distribuição;
» produção mensal interna e externa por SKU;
» estoque por SKU ao término de cada mês do horizonte de planejamento – de 12 meses,
tipicamente;
» estoque de segurança ou cobertura (em dias) da demanda do "Dose Certa";
» utilização mensal das linhas de produção – considerando os setups derivados da
programação;
» plano mensal de recebimento, por insumo crítico e por contrato vigente ou modalidade de
compra (contratos futuros) – para garantir agilidade na geração dos planos, apenas os fármacos
foram considerados insumos críticos; matérias-primas como excipientes e embalagens foram
desconsideradas nos estudos de validação do modelo, embora sua "explosão" demande apenas
o cadastramento completo das listas de materiais;
» plano mensal de consumo dos insumos críticos;
» estoque de cada insumo crítico ao término de cada mês;
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Em princípio, o modelo foi concebido de forma a orientar o solver> na busca por soluções de
maximização do atendimento da demanda. Este critério mostrou-se insuficiente à seleção das
modalidades de compra mais vantajosas (segundo compromisso entre seus respectivos preços e
prazos de entrega) assim como à investigação das possibilidades de terceirização menos
"custosas". Por conta disto, optou-se em trabalhar com um objetivo de caráter "econômico",
qual seja, o valor presente líquido da contribuição marginal global da FURP dentro do horizonte
de planejamento. Esta alternativa viabilizou a obtenção de soluções em que alguns trade-offs
(não-intuitivos, em sua maioria) entre as várias tomadas de decisão representadas no modelo
são explicitados. Além disso, deu suporte à realização de análises quantitativas diversas
(análises do tipo what-if), tais como:
» Avaliação de impacto dos tempos de setup na "contribuição marginal global" da empresa;
» Estudo do "custo" dos níveis de estoque de segurança;
» Mensuração do impacto do custo financeiro;
» Estudo de alocação otimizada das atividades de manutenção.
Para o cômputo do VPL da Contribuição Marginal, parâmetros econômicos diversos foram
levantados como, por exemplo, o custo de capital, os custos de aquisição dos insumos pelas
várias modalidades, os custos de beneficiamento externo e os "preços" dos acabados finais.
Os Resultados
O desenvolvimento do protótipo, em um prazo de 4 meses,
superou os objetivos para ele estabelecidos. Através dele foi
possível demonstrar para a FURP a importância e as
vantagens na adoção de técnicas otimizantes para garantir
o atendimento integral de seus requisitos de negócio.
Sobre a FURP
Laboratório farmacêutico público, a FURP é vinculada à Secretaria da Saúde do Estado de São
Paulo. Fundada em 1974, está localizada na cidade de Guarulhos-SP. A FURP produz cerca de
80 medicamentos, entre os quais antiinfecciosos, dermatológicos, hematopoiéticos,
antiinflamatórios, oftalmológicos, anti-retrovirais, além medicamentos para controle da
hipertensão, diabetes e saúde mental.
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