Teoria das Restrições Gargalo é um ponto do sistema produtivo (máquina, transporte, espaço, homens, demanda, etc.) que limita o fluxo de itens no sistema. Pode-se identificar quatro tipos básicos de relacionamento entre recursos gargalos e não-gargalos: Gargalo Não-Gargalo Não-Gargalo Tipo 1 Gargalo Tipo 2 Montagem Gargalo Não-Gargalo Não-Gargalo Tipo 3 Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens Gargalo Tipo 4 18 Teoria das Restrições Regra 1: A taxa de utilização de um recurso nãogargalo não é determinada por sua capacidade de produção, mas sim por alguma outra restrição do sistema. O fluxo produtivo sempre estará limitado por um recurso (interno ou externo) gargalo, de nada adiantando programar um recurso não-gargalo para produzir 100% de sua capacidade, pois estaremos apenas gerando estoques intermediários e despesas operacionais. Neste sentido, a teoria das restrições procura deixar claro a diferença entre utilizar um recurso e ativar um recurso, gerando a seguinte regra: Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 19 Teoria das Restrições Regra 2: Utilização e ativação de um recurso não são sinônimos. Convencionalmente, os recursos são utilizados 100% do seu tempo, um recurso parado é visto como perda de eficiência. A teoria das restrições advoga que os recursos devem ser ativados apenas na medida em que incrementarem o fluxo produtivo, ficando parados sempre que atingirem as limitações dos gargalos. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 20 Teoria das Restrições Regra 3: Uma hora perdida num recurso gargalo é uma hora perdida em todo o sistema produtivo. Como os recursos gargalos não possuem tempos ociosos, caso algum problema venha a acontecer com estes recursos, a perda de produção se repercutirá em todo o sistema, reduzindo o fluxo. Da mesma forma, ao se transformar tempo improdutivo (como paradas para setup ou manutenção corretiva) em tempos produtivos nos recursos gargalos, todo o sistema estará ganhando pois aumentaremos a capacidade do fluxo produtivo Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 21 Teoria das Restrições Regra 4: Uma hora ganha num recurso não-gargalo não representa nada. Como os recursos não-gargalos, por definição, possuem tempos ociosos, qualquer ação que venha apenas acelerar o tempo produtivo destes recursos estará transformando tempo produtivo em mais tempo ocioso. Neste sentido, uma melhora nos tempos de setup nos recursos não-gargalos, por si só, não incrementa o fluxo produtivo. Porém, uma diminuição no tamanho dos lotes que passam por estes recursos, visando agilizar a chegada dos mesmos aos recursos gargalos, é bem vista pois estará agilizando o fluxo apenas pela transformação dos tempos ociosos em tempos de setup. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 22 Teoria das Restrições Regra 5: Os lotes de processamento devem ser variáveis e não fixos. Como conseqüência das regras 3 e 4, o tamanho dos lotes de processamento devem variar conforme o tipo de recurso pelo qual estão passando. Em um recurso gargalo os lotes devem ser grandes para diluir os tempos de preparação, transformando-os em tempos produtivos. Já nos recursos não-gargalos, os lotes devem ser pequenos para reduzir os custos dos estoques em processo e agilizar o fluxo de produção dos gargalos. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 23 Teoria das Restrições Regra 6: Os lotes de processamento transferência não necessitam ser iguais. e de Convencionalmente, os lotes de produção só são movimentados quando totalmente concluídos. Isto simplifica o fluxo de informações dentro do sistema, mas gera um aumento no leadtime médio dos itens (pois o primeiro item terá que esperar o último para ser transferido) e nos estoques em processo dentro do sistema. Segundo a teoria das restrições, para evitar estes problemas, os lotes de transferência devem ser considerados segundo a ótica do fluxo, enquanto os lotes de processamento segundo a ótica do recurso no qual será trabalhado. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 24 Teoria das Restrições Regra 7: Os gargalos governam tanto o fluxo como os estoques do sistema. No sentido de garantir a máxima utilização dos recursos gargalos, nós devemos não só seqüenciar o programa de produção de acordo com suas restrições de capacidade, como também projetar estoques de segurança na frente dos mesmos buscando evitar interrupções no fluxo. Os estoques de segurança dentro da teoria das restrições são conhecidos como "time buffer", pois procura-se antecipar no tempo a entrega dos lotes que irão abastecer os gargalos, dando-se tempo para corrigir eventuais problemas antes que os mesmos afetem o fluxo dos gargalos. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 25 Teoria das Restrições Regra 8: A capacidade do sistema e a programação das ordens devem ser consideradas simultaneamente e não seqüencialmente. Nos sistemas convencionais, baseados na lógica do MRP, o seqüenciamento das ordens é realizado tendo por base índices (ICR, IFO, IFA) que empregam leadtimes padrões predeterminados. Já a teoria das restrições, como trabalha olhando a lista de materiais e a rotina de operações simultaneamente, considera que os leadtimes não são fixos, mas sim resultado da seqüência escolhida para o programa de produção. Desta forma, para cada alternativa de seqüenciamento analisada, diferentes leadtimes serão obtidos. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 26 Teoria das Restrições Regra 9: Balanceie o fluxo e não a capacidade. Assim como a filosofia JIT/TQC, a teoria das restrições considera que o importante em um sistema produtivo em lotes, sujeito a passar por recursos gargalos, é buscar um fluxo contínuo destes lotes, acelerando a transformação de matérias-primas em produtos acabados. A utilização dos recursos, aqui chamada de ativação, deve se dar no sentido de maximizar o fluxo, justificando todas as decisões que convencionalmente são consideradas improdutivas (movimentar pequenos lotes, duplicar setups, deixar recursos parados, etc.). Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 27 Teoria das Restrições Regra 10: A soma dos ótimos locais não é igual ao ótimo global. Esta última regra sintetiza todas as demais ao considerar que em um sistema produtivo as soluções devem ser pensadas de forma global (em relação ao fluxo), pois um conjunto soluções otimizadoras individuais para cada recurso, ou grupos de recursos (departamentos), geralmente não leva ao ótimo global. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 28 Teoria das Restrições Existindo uma certa constância dos pontos limitantes do sistema, podemos empregar uma heurística de cinco passos como forma de direcionar as ações da programação da produção dentro destas regras: Identificar os gargalos restritivos do sistema; Programar estes gargalos de forma a obter o máximo de benefícios (lucro, atendimento de entrega, redução dos WIP, etc.); Programar os demais recursos em função da programação anterior; Investir prioritariamente no aumento da capacidade dos gargalos restritivos do sistema; Alterando-se os pontos gargalos restritivos, voltar ao passo1. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 29 Seqüenciamento em Processos por Projetos Os processos por projeto são aqueles que buscam atender a demanda específica de um determinado cliente que, provavelmente, não se repetirá. O PCP de processos por projetos busca seqüenciar as diferentes atividades do projeto de forma que cada uma delas tenha seu início e conclusão encadeados com as demais atividades que estarão ocorrendo em seqüência e/ou paralelo com a mesma. A técnica mais empregada para planejar, seqüenciar e acompanhar projetos é a técnica conhecida como PERT/CPM (Program Evaluation and Review Technique / Critical Path Method) Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 30 Seqüenciamento em Processos por Projetos Esta técnica, conforme será visto, permite que os administradores do projeto, em particular o PCP, tenham: Uma visão gráfica das atividades que compõem o projeto; Uma estimativa de quanto tempo o projeto consumirá; Uma visão de quais atividades são críticas para o atendimento do prazo de conclusão do projeto; Uma visão de quanto tempo de folga dispomos nas atividades não-críticas, o qual pode ser negociado no sentido de reduzir a aplicação de recursos, e conseqüentemente custos. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 31 A rede PERT/CPM Uma rede PERT/CPM é formada por um conjunto interligado de setas e nós. As setas representam as atividades do projeto que consomem determinados recursos (mão-de-obra, máquinas, etc.) e/ou tempo, já os nós representam o momento de início e fim das atividades, os quais são chamados de eventos. Os eventos são pontos no tempo que demarcam o projeto e, diferente das atividades, não consomem recursos nem tempo. Os nós são numerados da esquerda para a direita e de cima para baixo. O nome da atividade aparece em cima da seta e sua duração em baixo. A direção da seta caracteriza o sentido de execução da atividade. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 32 A rede PERT/CPM Atividade A B C D E F G Dependência A B B CeD E 2 A Nós 1-2 1-3 2-4 3-4 3-5 4-6 5-6 C 7 Duração 10 6 7 5 9 5 4 4 F 5 10 D 1 6 5 B 6 3 Capítulo 6 Cada ligação entre o nó inicial e o final é chamada de caminho. E 9 G 4 5 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 33 A rede PERT/CPM As atividades fantasmas não consomem tempo nem recursos. X Y W X X Y Capítulo 6 L W K Fantasma K Y Seqüenciamento e Emissão de Ordens Fantasma W 34 Cálculo dos tempos da rede Para cada nó ou evento de uma rede que representa um projeto podemos calcular dois tempos que definirão os limites no tempo que as atividades que partem deste evento dispõem para serem iniciadas. O Cedo de um evento é o tempo necessário para que o evento seja atingido desde que não haja atrasos imprevistos nas atividades antecedentes deste evento. O Tarde de um evento é a última data de início das atividades que partem deste evento de forma a não atrasar a conclusão do projeto. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 35 Cálculo dos tempos da rede 10 10 2 A 0 0 1 4 F 5 10 D 5 B 6 6 9 Capítulo 6 C 7 17 17 3 E 9 6 22 22 Cedo Tarde G 4 5 15 18 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 36 Cálculo dos tempos da rede Podemos definir para cada atividade integrante de um projeto quatro tempos que se referem as datas de início e término da atividade, quais sejam: PDI - Primeira data de início; PDT - Primeira data de término; UDI - Última data de início; UDT - Última data de término. O TD (tempo disponível) é o intervalo de tempo que existe entre a PDI e a UDT de uma atividade, ou seja, é o maior intervalo de tempo que uma atividade dispõem para ser realizada, sem alterar o Cedo do evento inicial nem o Tarde do evento final. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 37 Cálculo dos tempos da rede Para cada atividade constante de um projeto podemos definir quatro tipos de folgas: Folga Total (FT) = TD - t Folga Livre (FL) = (Cedof - Cedoi) - t Folga Dependente (FD) = (Tardef - Tardei) - t Folga Independente (FI) = (Cedof - Tardei) - t) Atividade A B C D E F G Capítulo 6 t 10 6 7 5 9 5 4 Cedo i 0 0 10 6 6 17 15 f 10 6 17 17 15 22 22 Tarde i 0 0 10 9 9 17 18 f 10 9 17 17 18 22 22 FT FL FD FI 0 3 0 6 3 0 3 0 0 0 6 0 0 3 0 3 0 3 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 38 Caminho Crítico O caminho crítico é a seqüência de atividades que possuem folga total nula (conseqüentemente as demais folgas também são nulas) e que determina o tempo total de duração do projeto. As atividades pertencentes ao caminho crítico são chamadas de atividades críticas, visto que as mesmas não podem sofrer atrasos, pois caso tal fato ocorra, o projeto como um todo sofrerá este atraso. A identificação do caminho crítico de um projeto é de fundamental importância para o gerenciamento do mesmo, pois o PCP pode concentrar seus esforços para que estas atividades tenham prioridade na alocação dos recursos produtivos. Já as atividades não críticas, como possuem folga, permitem certa margem de manobra pelo PCP, porém se uma delas consumir sua folga total passará a gerar um novo caminho crítico que merecerá atenção. Existem situações em que toda a rede é crítica, e qualquer desvio do planejado refletirá no prazo de conclusão do projeto. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 39 Tempos probabilísticos Quando as estimativas dos tempos das atividades estão sujeitas à variações aleatórias, se diz que as estimativas são probabilísticas, devendo incluir uma indicação do grau de variabilidade das previsões. te t p 4 tm to 6 t p to 2 6 Capítulo 6 Tempo médio esperado 2 Variância Seqüenciamento e Emissão de Ordens 40 Tempos probabilísticos Podemos montar a rede e proceder os cálculos dos Cedos, Tardes, folgas e caminho crítico da mesma forma como foi feito no tópico anterior para os tempos determinísticos, considerando que o tempo médio esperado é o tempo da atividade. Dado que a média da soma de variáveis aleatórias é igual à soma das médias destas variáveis, podemos considerar como a variância total do projeto, a soma das variâncias das atividades que compõem o caminho crítico. Caso ocorram dois, ou mais, caminhos críticos, adotamos como variância total do projeto aquela que for menor. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 41 Tempos probabilísticos Atividade Dependência A B C D E F G A B B CeD E 9,83 9,83 2 A Nós 1-2 1-3 2-4 3-4 3-5 4-6 5-6 C 6,75 9,83 0 0 1 to 8 4 5 4,5 8 4,5 2 tm 10 6 7 5 9 5 4 16,58 16,58 4 F 5,16 D B 5,83 5,83 3 8,75 Capítulo 6 5,08 E 9,16 Duração tp 11 7 7,5 6 11 6,5 5 te 9,83 5,83 6,75 5,08 9,16 5,16 3,83 0,25 0,25 0,17 0,06 0,25 0,11 0,25 Caminho Crítico A-C-F 6 21,74 21,74 G 3,83 5 14,99 17,91 Seqüenciamento e Emissão de Ordens Tempo Esperado 21,74 Variância (0,25+0,17+0,11) 0,53 42 Tempos probabilísticos Como os tempos de realização das atividades são probabilísticos, é importante podermos estimar qual a probabilidade que temos do projeto ficar concluído em determinado prazo. K t t total K 23 21,74 0,53 1,73 Por exemplo, digamos que queremos saber qual a probabilidade deste projeto ser concluído em 23 unidades de tempo, aplicando a fórmula achamos o valor de K = 1,73. Entrando com este valor na tabela da função de distribuição da curva normal, verificamos que existe uma probabilidade de 95,6% do projeto ser concluído neste prazo. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 43 Aceleração de uma rede As estimativas de tempo das atividades de um projeto estão relacionadas à quantidade de recursos (homens, equipamentos, dinheiro, etc.) alocados para cada atividade. Geralmente, é possível adicionar, ou retirar, recursos alocados à uma atividade de forma a acelerar, ou desacelerar, seu prazo de conclusão. Desta forma, uma vez montada a rede e identificado o caminho crítico, duas análises de custos podem ser realizadas: podemos analisar as folgas das atividades não críticas e verificar a possibilidade de reduzir os recursos, e conseqüentemente os custos, alocados as mesmas; podemos analisar as atividades do caminho crítico e verificar a possibilidade de reduzir, ou aumentar, o prazo de conclusão do projeto. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 44 Aceleração de uma rede Poderíamos estudar a possibilidade de reseqüenciar os recursos alocados as atividades não críticas, dado que isto não afeta o prazo de conclusão do projeto. Deve-se prestar atenção que ao se ir retirando as folgas das atividades não críticas novos caminhos críticos surgirão. Atividade A B C D E F G Capítulo 6 t 10 6 7 5 9 5 4 Cedo i 0 0 10 6 6 17 15 f 10 6 17 17 15 22 22 Tarde i 0 0 10 9 9 17 18 f 10 9 17 17 18 22 22 FT FL FD FI 0 3 0 6 3 0 3 0 0 0 6 0 0 3 0 3 0 3 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 45 Aceleração de uma rede O segundo tipo de análise, aceleração ou desaceleração do prazo de conclusão do projeto, é mais trabalhosa, pois envolve a relação custo-benefício que temos em alterar os prazos das atividades do caminho crítico, bem como a possibilidade de, em dado momento, outros caminhos se tornarem também críticos e entrarem nesta análise. Atividade Tempo Normal Tempo Acelerado A B C D E F G 10 6 7 5 9 5 4 8 5 6 5 7 2 3 Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens Custo por Unidade de Tempo Reduzida $100 $600 $500 $300 $300 $500 46 Emissão e Liberação de Ordens A última atividade do PCP antes do início da produção propriamente dita, consiste na emissão e liberação das ordens de fabricação, montagem e compras, que permitirão aos diversos setores operacionais da empresa executarem suas atividades de forma coordenada no sentido de atender determinado PMP projetado para o período em questão. Uma ordem de fabricação, montagem ou compras deve conter as informações necessárias para que os setores responsáveis pela fabricação, montagem ou compras possam executar suas atividades. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 47 Emissão e Liberação de Ordens Até serem emitidas e liberadas, as ordens são apenas planos que se pretendem cumprir. Uma vez formalizada a documentação e encaminhada aos seus executores, estas ordens entram na esfera operacional do processo produtivo. Ações são tomadas e recursos alocados para a sua efetivação, fazendo com que seja difícil e antieconômico mudanças nesta programação. Desta forma, é conveniente que o PCP antes de formalizar uma programação da produção verifique se todos os recursos necessários para o atendimento destas ordens estejam disponíveis, evitando que ordens sejam emitidas e, por falta de recursos, não sejam atendidas. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 48 Emissão e Liberação de Ordens As ordens de compra são encaminhadas ao Departamento de Compras; As ordens de fabricação e montagem, antes de liberadas, necessitam ser verificadas quanto a disponibilidade de recursos humanos, máquinas e materiais. Os recursos humanos e máquinas ficam a cargo dos encarregados dos setores; A verificação da disponibilidade de matérias-primas, peças componentes e ferramentas é a função que cabe ao PCP realizar antes da liberação das ordens de fabricação e montagem. A verificação da disponibilidade destes itens é feita com auxílio dos registros de controle de estoques e ferramentas. Capítulo 6 Seqüenciamento e Emissão de Ordens 49