Universidade do Estado do Pará Centro de Ciências Naturais e Tecnologia Curso de Graduação em Engenharia de Produção Jamyle Ribeiro de Oliveira Sabrina Barbosa Ferreira Análise da Capacidade Produtiva em uma uma Linha de Produção de Picolés por meio da Modelagem e simulação de Sistemas. Castanhal 2014 Jamyle Ribeiro de Oliveira Sabrina Barbosa Ferreira Análise da Capacidade Produtiva em uma Linha de Produção de Picolés por meio da Modelagem e Simulação de Sistemas. Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como requisito parcial para a obtenção do grau de Bacharel em Engenharia de Produção, Universidade do Estado do Pará. Orientadora: Profª Mariana Pereira Carneiro Castanhal 2014 Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP) O48d Oliveira, Jamyle Ribeiro de. Análise da capacidade produtiva em uma linha de Produção de Picolés por meio da modelagem e simulação de sistemas / Jamyle Ribeiro de Oliveira, Sabrina Barbosa Ferreira ; orientador, Mariana Pereira Carneiro. – 2014. 79 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade do Estado do Pará, Centro de Ciências Naturais e Tecnologia, Castanhal, 2014. 1. Controle de produção. 2. Simulação (Computadores) ProModel. I. Ferreira, Sabrina Barbosa. II. Carneiro, Mariana Pereira, orient. III. Título. CDD. – 22. ed. 658.56 Para Jaime Neris e Francileide Oliveira. Vocês foram a base para esta conquista. AGRADECIMENTOS Agradeço aos meus pais, que com carinho, paciência e confiança me incentivaram à seguir mais adiante e acreditar que tudo é possível quando há dedicação, vontade e acima de tudo fé em si e naqueles que nos cercam. Agradeço também aos meus irmãos João Pedro e Jayane, por todo companheirismo e amizade que partilhamos e dedico a eles essa conquista. Agradeço aos meus tios e tias que foram fundamentais em seu apoio, seus conselhos e sua amizade durante todo o período acadêmico. Agradeço também minha orientadora Mariana Carneiro pela orientação, atenção e incentivo dado durante todo o desenvolvimento desse estudo e durante a vida acadêmica. Agradeço aos responsáveis pela empresa foco do estudo pela confiança e pelo apoio incondicional dado ao desenvolvimento do trabalho. Agradeço aos colegas de trabalho por todo carinho e amizade compartilhados que me ajudaram a ter maior confiança e força de vontade para alcançar meus objetivos. Agradeço especialmente à Rita Rodrigues por toda compreensão nesse período conturbado acadêmico e de desenvolvimento do TCC. Agradeço ainda aos colegas de estágio e aos companheiros de faculdade que me ajudaram durante esse período de iniciação profissional. Por fim agradeço à instituição, ao corpo docente e a seus demais funcionários que direta ou indiretamente proveram as bases para minha formação. “A menos que modifiquemos a nossa maneira de pensar, não capazes de resolver os causados pela forma seremos problemas como nos acostumamos a ver o mundo.” Albert Einstein Para Francisco Ferreira Filho e Francyvone Barboza. Por serem essenciais em minha vida. AGRADECIMENTOS Sou muito grata à Deus, que plantou o sonho em mim e deu-me forças para buscar e conquistar. Aos meus pais: Francisco Meninea Ferreira Filho e Francyvone da Cruz Barboza e irmã: Cybele Barbosa Ferreira, pelo amor, paciência, carinho e apoio que nos momentos de luta, cansaço, fraqueza e desânimo, me acompanharam neste momento tão belo. Ao meu esposo: Jailson Castro da Cruz pelo companheirismo, ao meu bebê, Asafe Barbosa da Cruz, que ainda está em meu ventre, mas que já faz parte da minha vida e me mostrou o real sentimento da palavra “amar”. Aos colegas de classe, em que nossos caminhos se cruzaram diante de um ideal comum. Partilhamos cada descoberta, desafio e conquista. Dividimos medo, incertezas e inseguranças. Mas somamos entusiasmo, forças e alegrias. Mais que colegas de classe, mais que alguém para fazer lição junto. Alguém que fez parte de um cotidiano, de cada dia de minha caminhada que acaba aqui como alunos por força natural, mas que não acabará como amigos por força de sentimento. Aos mestres e doutores, em especial a professora Mariana Carneiro pelas orientações que foram fundamentais para o desenvolvimento deste trabalho, pela dedicação e compromisso. À todos os integrantes da empresa Pingo Frio por terem acreditado em nosso trabalho e aberto as portas para colher informações essenciais para o mesmo. E aos demais funcionários desta entidade (UEPA), que contribuíram para que pudesse vencer mais uma etapa de minha vida. A todos muito obrigada! “Independente das circunstâncias, devemos sempre humildes, recatados e despidos de orgulho.” Dalai Lama RESUMO OLIVEIRA, Jamyle R.; FERREIRA, Sabrina B. Determinação da capacidade produtiva em uma linha de produção de picolés por meio da modelagem e simulação de sistemas. 79F Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Produção) – Universidade do Estado do Pará, Belém, 2014. A determinação e análise da capacidade produtiva é um passo essencial para que uma empresa possa operar de modo a satisfazer sua demanda na quantidade correta e no tempo estabelecido. Com base nesse fato este trabalho procurou analisar a capacidade produtiva de uma linha de produção de picolés localizada em Castanhal-Pará, buscando determinar e melhorar a capacidade produtiva da empresa utilizando simulação do modelo no software ProModel. Após a análise do cenário atual foram simulados dois cenários com abordagens distintas objetivando um aumento na capacidade produtiva. Por se tratar de um produto sazonal há meses em que a produção necessita de um aumento de cerca de 71% do valor médio produzido em períodos de menor demanda. Após a simulação os resultados apontaram um desempenho satisfatório, com uma produção bastante próxima da real. Contudo foi feita a simulação para os meses em que há aumento na demanda para dois cenários distintos, a qual apresentou o segundo cenário, correspondente a adição de mais um funcionário, como melhor alternativa à ser implementada. Palavras-chave: Capacidade produtiva, simulação computacional e ProModel. ABSTRACT OLIVEIRA, Jamyle R.; FERREIRA, Sabrina B. Determinação da capacidade produtiva em uma linha de produção de picolés por meio da modelagem e simulação de sistemas. 79F Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Produção) – Universidade do Estado do Pará, Belém, 2014. The determination of production capacity is an essential step for a company to operate to meet your demand in the correct amount and within the allotted time. Based on this fact this paper was to analyze the production capacity of a factory ices located in Castanhal-Pará, seeking to know the current production level and examine the possibility of increasing production to meet the increase in product demand through research in the literature on production capacity, and simulation model in ProModel software. After analyzing the current scenario were simulated two scenarios with different approaches aiming an increase in productive capacity y. Because it is a seasonal product for months in which production requires an increase of about 71% of the average produced in periods of lower demand. After the simulation results showed a satisfactory performance, with a similar production of the real. However, the simulation was made for the months in which there is increased demand for two distinct scenarios, which presented the second scenario, corresponding to the addition of another employee as the best alternative to be implemented. Keywords: productive capacity, computer simulation and ProModel. LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Geração dos valores terminais da variável estocástica através de simulação ................................................................................................................ 27 Figura 2 – Ferramentas de diagramação e estruturação de loops de fluxo e de feedback de um modelo de SD ............................................................................... 28 Figura 3 - Elementos principais de um SED ............................................................ 29 Figura 4 - Macrofluxograma da empresa ................................................................ 41 Figura 5 - Fluxograma de Produção de picolés ....................................................... 44 Figura 6 - Layout do setor de produção de picolés. ................................................ 45 Figura 7 - Distribuição Lognormal do tempo de requisição de Materiais e ingredientes ............................................................................................................. 47 Figura 8 - Distribuição Normal do tempo de preenchimento de formas .................. 48 Figura 9 - Distribuição Normal do tempo de retirar excesso de mistura da forma. .. 50 Figura 10 - Distribuição Normal do tempo de desprender picolés da forma ............ 51 Figura 11 - Locais definidos no sistema simulado. .................................................. 52 LISTA DE TABELAS Tabela 1- Variedade de Produtos............................................................................ 40 Tabela 2 - Medidas de posição e dispersão do tempo de requisição de materiais . 46 Tabela 3 - Teste de aderência tempo de requisição de materiais e ingredientes.... 47 Tabela 4 - Medidas de posição e dispersão do tempo de preenchimento de formas. ................................................................................................................................ 48 Tabela 5 – Teste de aderência tempo de Preenchimento das Formas. .................. 49 Tabela 6 - Medidas de posição e dispersão do retirar excesso de mistura da forma. ................................................................................................................................ 49 Tabela 7- Teste de aderência tempo retirar excesso de mistura da forma. ............ 50 Tabela 8 – Medidas de posição e dispersão do tempo de desprender picolés da forma. ...................................................................................................................... 51 Tabela 9- Teste de aderência tempo de desprender picolés da forma. .................. 51 Tabela 10 - Porcentagem de Utilização por Local. .................................................. 54 Tabela 11 - Porcentagem de Utilização por Local Cenário 1. ................................. 55 Tabela 12 - Porcentagem de Utilização por Local Cenário 2 .................................. 56 Tabela 13 – Quadro comparativo dos Cenários 1 e 2 ............................................. 56 Sumário 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................. 15 1.1 PROBLEMA DA PESQUISA .......................................................................... 16 1.2 JUSTIFICATIVA ............................................................................................. 16 1.3 OBJETIVOS ................................................................................................... 19 1.3.1 Geral ........................................................................................................... 19 1.3.2 Específicos .................................................................................................. 19 1.4 LIMITAÇÕES DA PESQUISA ........................................................................ 19 1.5 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA .................................................................. 19 2 REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................................ 21 2.1. CAPACIDADE PRODUTIVA ......................................................................... 21 2.2. MODELAGEM ............................................................................................... 23 2.2.1. Modelos de Simulação ............................................................................... 24 2.3. SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL ................................................................. 25 2.3.1. Definições .................................................................................................. 25 2.3.2. Tipos de Simulação .................................................................................... 26 2.3.2.1. Simulação Estática .................................................................................. 26 2.3.2.2. Simulação Contínua ................................................................................ 27 2.3.2.3. Simulação de Eventos Discretos (SED) .................................................. 28 2.3.4. Vantagens e Desvantagens ....................................................................... 29 2.4 SOFTWARE DE SIMULAÇÃO PROMODEL ................................................. 30 2.5 TESTE DE HIPÓTESES ................................................................................ 32 2.5.1 Qui Quadrado.............................................................................................. 32 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ......................................................... 35 3.1. TIPO E DELINEAMENTO DA PESQUISA .................................................... 35 3.2 MÉTODO DE MODELAGEM E SIMULAÇÃO ................................................ 35 3.3. PROCEDIMENTOS DE COLETA DE DADOS.............................................. 38 4 DESENVOLVIMENTO ...................................................................................... 39 4.1 CARACTERIZAÇÃO DA EMPRESA ESTUDADA ......................................... 39 4.1.1 Macrofluxograma da Empresa .................................................................... 41 4.2 FORMULAÇÃO E ANÁLISE DO PROBLEMA ............................................... 42 4.3 FORMULAÇÃO DO MODELO CONCEITUAL ............................................... 42 4.4 COLETA E TRATAMENTO DE DADOS ........................................................ 45 4.5 TRADUÇÃO DO MODELO ............................................................................ 52 4.6 VERIFICAÇÃO E VALIDAÇÃO ...................................................................... 53 4.7 SIMULAÇÃO EM CENÁRIOS ........................................................................ 54 4.8 INTERPRETAÇÃO E ANÁLISE ESTATÍSTICA DOS RESULTADOS ........... 56 4.9 COMPARAÇÃO DE SISTEMAS E IDENTIFICAÇÃO DE MELHORES SOLUÇÕES ......................................................................................................... 57 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................................. 59 REFERÊNCIAS.................................................................................................... 61 ANEXOS .............................................................................................................. 64 ANEXO A ............................................................................................................. 64 ANEXO B ............................................................................................................. 65 ANEXO C ............................................................................................................. 70 ANEXO D ............................................................................................................. 75 15 1 INTRODUÇÃO Muitas empresas têm sérios problemas relacionados à capacidade de produção, alternando períodos de excesso e falta de capacidade, por desconhecer sua real capacidade produtiva. A entidade em estudo é caracterizada como uma microempresa, sendo localizada no município de Castanhal, nordeste do estado do Pará, está no mercado há 28 anos e atua no ramo de gelados comestíveis. A empresa fabrica sorvetes, picolés, laranjinha e moreninha de diversos sabores. Sua linha de produção é formada por uma sequência de postos de trabalho, compondo estações dependentes entre si, cada qual com função bem definida e voltada a fabricação de um determinado produto. A empresa acaba se enquadrando na cenário de empresas que operam sem o real conhecimento da sua capacidade produtiva. Mas, fabrica seus produtos diariamente (segunda a sábado) de acordo com o sistema de produção tradicional (empurrada ou para estoque), onde a produção é disparada pela disponibilidade de materiais a processar, em turnos de trabalho de 8 horas diários, conseguindo atender aos pedidos de seus clientes e estocar uma grande parte em sua câmara frigorífica e em seus freezers. Tais problemas consistem em decidir quanto produzir de cada produto em cada período, considerando a sequência de produção, de maneira a satisfazer a demanda e minimizar os custos de produção e estoques. Uma das grandes dificuldades para a programação da produção na empresa é integrar estas decisões, uma vez que os tempos de preparação (setup) são bem dependentes da sequência produtiva e sendo produzidos vários sabores durante todo o dia de trabalho. Para entregar produtos no prazo desejado, é preciso conhecer o potencial produtivo instalado, especialmente dos recursos gargalo, a fim de obter dados acurados sobre capacidade real de produção. Segundo Rodrigues (2011), o gerenciamento dos recursos produtivos permite à empresa prometer dados 16 confiáveis de entrega e é condição para o planejamento correto da produção, que resultará no cumprimento dos prazos acordados. É importante conhecer a capacidade produtiva para determinar com certeza quantos dias serão necessários para se produzir uma quantidade pedida por cliente fazendo com que sejam cumpridos prazos de entrega e para que haja equilíbrio entre capacidade e demanda por períodos, estocando apenas o necessário para o estoque de segurança. Conforme Slack et al. (2007), um equilíbrio adequado entre capacidade e demanda pode gerar altos lucros e clientes satisfeitos, enquanto o equilíbrio errado pode ser potencialmente desastroso. Justamente com o intuito de buscar o melhor meio possível para se determinar a capacidade produtiva em uma empresa a pesquisa foi desenvolvida por meio do procedimento metodológico da modelagem e simulação de sistemas. Onde foi escolhido o setor de produção de picolés para ser analisado e o programa de simulação a ser utilizado. O software de simulação escolido para a simulação do modelo foi o ProModel, devido à sua interface gráfica bastante amigável e à sua flefibilidade junto aos modelos de simulação. 1.1 PROBLEMA DA PESQUISA O estudo foi iniciado a partir da elaboração de um problema de pesquisa: Como e melhorar a capacidade de produção da empresa? 1.2 JUSTIFICATIVA Nem sempre é fácil, recomendável ou mesmo possível a implementação de novos sistemas sem estes serem sujeitos a uma validação prévia que prove que o mesmo vai oferecer melhorias. Desta forma, a simulação surge como uma ferramenta capaz de analisar e avaliar tanto situações atuais como futuras, com o objetivo de melhorar os recursos e processos de qualquer empresa. Torna-se, por isso, muito relevante para qualquer gestor de uma empresa ter uma ferramenta que o auxilie em tomadas de decisões que impliquem mudanças significativas nos 17 processos da sua organização tornando-se assim numa ajuda poderosa para qualquer decisão. (PEREIRA, 2009). Segundo Freitas Filho (2008), mais do que nunca, a simulação computacional tem sido utilizada. O crescimento da utilização dessa ferramenta deve-se, sobretudo, à atual facilidade de uso e sofisticação dos ambientes de desenvolvimento de modelos computacionais, aliadas ao crescente poder de processamento das estações de trabalho. Contando com interfaces gráficas cada vez mais amigáveis, destinadas às mais diversas plataformas e, principalmente, fazendo intenso uso da animação dos sistemas que estão sendo simulados, a simulação computacional deixou para trás o estigma de ser utilizada apenas “quando tudo mais já foi tentado”. A simulação tem sido cada vez mais aceita e empregada como uma técnica que permite aos analistas dos mais diversos seguimentos (administradores, engenheiros, biólogos, técnicos em informática, etc.) verificarem ou encaminharem soluções, com a profundidade desejada, aos problemas com os quais lidam diariamente. Com o aumento da complexidade dos sistemas, torna-se ainda mais necessário recorrer à simulação antes de se passar à aplicação prática das soluções idealizadas. Através da simulação é possível determinar as melhorias que se podem obter, bem como detectar alguns erros antes da implementação concreta do novo sistema ou da mudança em causa. (PEREIRA, 2009). Alguns estudos já foram realizados para analisar a capacidade produtiva, dentre vários será citados apenas três: Segundo Pergher et al. (2013) que teve o objetivo de determinar a capacidade produtiva de um processo produtivo de panificação para atender às necessidades de alteração da demanda do mix de produtos. Por meio de uma abordagem de simulação computacional, foram construídos três cenários para avaliar os possíveis impactos nos indicadores, conforme a proposta de capacidade e demanda que cada cenário apresenta. Finalmente, a aplicação de simulação no contexto estudado permitiu observar o potencial de redução dos riscos associados 18 à tomada de decisão, principalmente em situações em que grandes volumes de recursos serão necessários. Araujo e Lemos (2012) teve como objetivo apresentar uma sistemática de aumento da capacidade produtiva em uma empresa do setor metal-mecânico por meio de mudanças operacionais. Com o auxilio da simulação computacional chegou-se a conclusão de que é possível avaliar mudanças que podem aumentar a capacidade de um sistema, mudanças estas definidas a partir do mapeamento do processo produtivo e pela identificação dos desperdícios. Rodrigues et al. (2010) usaram a técnica de simulação computacional para determinar a capacidade da expedição de uma empresa do setor de alimentos em função de diversos cenários de demanda, assim como para determinação da restrição da expedição. Todavia, todos os resultados obtidos foram estritamente relacionados à confiabilidade dos dados coletados e às premissas e simplificações realizadas durante a modelagem. A pesquisa se justifica pelo fato de que diversas empresas ainda não utilizam a modelagem e simulação de sistemas para analisar e determinar a capacidade produtiva se seus setores de produção, sendo essa técnica de grande importância, pois consegue responder a pergunta “o que aconteceria se?”, como, o que aconteceria se aumentasse ou diminuísse a quantidade de funcionário de um determinado setor ou até mesmo o que aconteceria se fizesse a aquisição de um novo equipamento, dentre outras perguntas, sem interferir na linha de produção, apenas simulando o mundo real em um modelo computacional e sendo implementado o melhor modelo, já testado e validado. Por meio da simulação de sistemas é possível não só determinar a capacidade produtiva como também verificar planos de melhorias do processo, compra de novas máquinas, alterações de layout, alterações do número de funcionários, etc. Sendo, dessa forma, um método complexo em relação a outros métodos, como os estudos dos tempos cronometrados e que se destaca por conseguir imitar o mundo real e ser bastante flexível. 19 Além disto, pretende-se que este estudo seja base de informação para aplicação em outras empresas do setor, possibilitando melhorias produtivas para diversas delas. 1.3 OBJETIVOS 1.3.1 Geral O objetivo geral desta pesquisa consiste em analisar o processo produtivo de uma linha de produção de picolés por meio da técnica de modelagem e simulação de sistemas. 1.3.2 Específicos A partir do objetivo geral proposto os seguintes objetivos específicos são estabelecidos: a) Mapear o processo produtivo, analisar o melhor modelo para desenvolver a simulação do sistema; b) Validar o modelo, identificar falhas e possíveis melhorias que otimizam o processo produtivo; c) Propor a melhor estratégia para aumento da capacidade produtiva da empresa. 1.4 LIMITAÇÕES DA PESQUISA A pesquisa limita-se a analise do fluxo de recursos relacionados à produção da empresa analisada. Sendo analisado apenas o setor de produção de picolés. Os resultados obtidos condizem com a realidade da empresa em questão, podendo ser utilizado como base para novas pesquisas apenas a forma de determinação e de utilização do software e o modo como ela foi conduzida. 1.5 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA Este trabalho possui cinco capítulos. No primeiro capítulo é introduzido o tema, a problemática da pesquisa, juntamente com a justificativa, os objetivos geral e específicos, as limitações da pesquisa e, por fim as hipóteses da pesquisa. 20 O segundo capítulo é composto pelo referencial teórico, com a fundamentalização teórica da pesquisa. No terceiro capítulo são apresentados os procedimentos metodológicos, assim como o tipo e delineamento da pesquisa. O quarto capítulo diz respeito ao desenvolvimento, apresenta uma visão geral da empresa e do processo analisado, a forma de coleta de dados, além dos procedimentos de simulação que vão desde a construção até a validação do modelo, os dados obtidos com a simulação do modelo, aos resultados obtidos e sugestões de melhoria. O quinto capítulo é composto pelas considerações gerais do trabalho. 21 2 REFERENCIAL TEÓRICO Este capítulo trata dos tópicos necessários para compreender os assuntos relacionados ao trabalho realizado. Serão abordados os seguintes assuntos: Capacidade Produtiva, Modelagem, Simulação Computacional, Software de simulação ProModel e Teste de Aderência. 2.1. CAPACIDADE PRODUTIVA A capacidade produtiva segundo Moreira (1998 apud ARAUJO e LEMOS,2012) é definida como a quantidade máxima de produtos e serviços que podem ser produzidos em um determinado intervalo de tempo. Para Slack et al. (2007, p.274), “a capacidade produtiva de uma operação é o nível máximo de atividade de valor adicionado que pode ser conseguida em condições normais de operação durante determinado período de tempo”. A capacidade produtiva pode ser entendida como o resultado excelente do uso de suas instalações, equipamentos, mão de obra, insumos, etc. onde durante todo o processo os recursos foram utilizados de forma extremamente eficaz não havendo assim desperdícios. (SLACK et al., 2007) Essa realidade é praticamente inalcançável, visto que as empresas trabalham na verdade com uma capacidade real ou efetiva de produção. Prover a capacitação de satisfazer a demanda atual e futura é uma responsabilidade fundamental da administração de produção. Conforme Slack et al. (2009), um equilíbrio adequado entre capacidade e demanda pode gerar altos lucros e clientes satisfeitos, enquanto o equilíbrio errado pode ser potencialmente desastroso. De acordo com Slack et al. (2009) o uso mais comum do termo capacidade é no sentido estático, físico do volume fixo de um recipiente ou do espaço. Este significado da palavra é usado por gerentes de produção. Assim, a capacidade de uma operação é o máximo nível de atividade que um processo é capaz de produzir em determinado período de tempo e sob condições normais de operação. 22 Ainda segundo Slack et al. (2009) é comum organizações operarem abaixo da capacidade produtiva, o que ocorre devido à demanda insuficiente ou como estratégia de reação a um possível aumento na demanda, de forma que essa possa responder rapidamente. Entretanto também ocorrem situações em que partes de uma operação trabalha abaixo da capacidade enquanto outras operam em sua capacidade máxima, são as chamadas restrições de capacidade. Para saber se possuem capacidade para atender a demanda ou se operam abaixo da capacidade as operações e processos precisam conhecer a sua capacidade atual. Para Moreira (1998 apud GERVÁSIO,2008) a capacidade produtiva é a máxima quantidade de produtos ou serviços que podem ser produzidos em uma determinada unidade de produção, em um determinado intervalo de tempo. Destacando ainda a necessidade que há de sincronia entre os recursos disponíveis para a produção e a sua utilização de maneira eficiente para a obtenção de melhores resultados na produção. De acordo com Gaither e Frazier (2002 apud GERVÁSIO, 2008) as decisões de planejamento da capacidade comumente envolvem as atividades de: Estimar as capacidades das instalações atuais; Prever as necessidades de capacidade futura de longo prazo para os produtos e serviços; Identificar e analisar fontes de capacidade para o atendimento das necessidades de maior capacidade futura e por fim escolher entre as alternativas de capacidade que resultaria em um menor custo unitário, resultando em um melhor nível operacional. Esta ultima alternativa estaria relacionada a diversos fatores como a natureza dos produtos produzidos pela empresa e a disponibilidade de fundos de investimento, entre outros, sendo tomada a decisão entre expandir a capacidade imediatamente ou de maneira a incrementa-la aos poucos. Slack et al. (2009) apresenta três etapas para o planejamento e controle da capacidade: Medir a demanda e a capacidade agregada, seria a primeira etapa onde deve-se buscar uma ideia quantitativa não somente da capacidade produtiva, mas também da demanda; Identificar as políticas alternativas de capacidade, onde pode-se buscar respostas as alterações de demanda e pro fim a terceira etapa 23 seria escolher as políticas de capacidade mais adequadas às circunstâncias da empresa. Segundo Slack, et al (2007, p. 269) todas as operações e processos precisam conhecer sua capacidade, porque, se eles têm pouca capacidade, não podem atender a demanda e, se têm muita, estão pagando pelo excesso de capacidade. Ainda de acordo com Slack et al. (2009) as decisões tomadas a respeito das políticas de capacidade tem como consequências alterações em diversos aspectos de desempenho em uma empresa, que são os objetivos pelos quais se busca empregar o planejamento e controle da capacidade. Entre estes se pode citar alterações nos custos, diminuição da preda de receitas, mudanças no capital de giro, qualidade do produto, melhoria da velocidade de resposta á demanda e mudanças no mercado, confiabilidade será maior quanto maior a diferença entre demanda e capacidade máxima de operação, e por fim a flexibilidade será melhorada em caso de capacidade excedente. 2.2. MODELAGEM Segundo Vernadat (1996 apud BARBALHO, 2002) um modelo é uma representação útil de algo, como um modelo da realidade expressa de modo a servir aos propósitos do usuário. Para Lourenço (2009 apud SAMPAIO, 2013) modelagem é uma representação gráfica de um processo, e a construção de um modelo que reflete uma realidade expressa em linguagem de modelação. A modelagem de um processo segundo Smith & Fingar (2003 apud PRADELLA, 2011) busca apresentar uma definição simplificada de um processo para que os profissionais interessados possam o compreender e manipular de maneira adequada. O que compreende etapas como identificação do processo, mapeamento e análise e busca a compreensão do seu funcionamento. Para Regsdale (2009) um modelo computacional é um conjunto de relacionamentos matemáticos e suposições logicas inseridos em um computador de modo a representar algum problema ou fenômeno do mundo real. 24 2.2.1. Modelos de Simulação Segundo Chwif e Medina (2007) modelos são uma abstração da realidade que buscam se aproximar o máximo dos sistemas reais, contudo são uma representação simplificada do sistema real. Para que seja realizada a simulação a construção de um modelo é fundamental, nele serão realizados os experimentos afim de simular o sistema real. De acordo com Chwif e Medina (2007) os modelos podem ser classificados como: Modelos Simbólicos, Icônicos ou Diagramáticos: Representam o sistema de forma estática, por meio de símbolos gráficos. Geralmente empregada como forma de comunicação e em projetos. Modelos Analógicos: estudam as variáveis sistêmicas de interesses por meio de dispositivos analógicos que funcionam de forma similar ao das mesmas variáveis. Seu estudo se baseia na transferência de informação entre variáveis. Modelos Matemáticos: São conjuntos de formulas matemáticas que buscam descrever o comportamento de um sistema ou processo, por meio de interpretações matemáticas para os atributos físicos. Modelos de Simulação: Recomendados quando o sistema possui elevado gral de dificuldade. Alia métodos matemáticos com distribuições de probabilidade para descrever as interações entre os elos do processo analisado. Os Modelos de simulação são classificados a partir do tipo de sistema estudado, podendo ser estáticos ou dinâmicos. Modelos Estáticos: Não são influenciados pelo tempo, o que implica na total independência do seu estado para com variáveis temporais. Modelos Dinâmicos: São influenciados pelo tempo, sendo os estados desse tipo de modelo decorrentes de tempos simulados no relógio da simulação. Os modelos dinâmicos são classificados em modelos discretos e contínuos. 25 Modelos Contínuos: Baseados em eventos contínuos, ou seja, ações que são variantes no tempo de forma contínua e não apenas pontual. Modelos Discretos: Baseados em eventos discretos, ou seja, ações instantâneas que ocorrem de forma pontual. Os modelos discretos podem ser classificados em Escolástico ou Determinístico. Modelo Escolástico: Modelos escolásticos ou probabilísticos são baseados em uma descrição aproximada de realidade e se utilizam de variáveis aleatórias ou descritas por distribuições de probabilidade. Modelo Determinístico: São aqueles que não possuem entradas aleatórias com comportamento previsível. 2.3. SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL 2.3.1. Definições Segundo Dias (2001 apud PAVANELLO, 2006), simulação é uma tentativa de reprodução de um sistema real por meio de um sistema matemático o mais condizente possível com a realidade. Por meio dessa reprodução é possível fazer uma análise do comportamento do sistema em questão e tomar decisões baseadas nos resultados. A simulação computacional faz uso de técnicas matemáticas aliadas a computadores e segundo Torga (2007) foi intensificada na década de 1960 com a difusão dos primeiros computadores. Sendo as primeiras aplicações feitas na área militar, voltado ao planejamento e a distribuição de suprimentos. A computação moderna transformou a simulação computacional em uma ferramenta de grande importância para a tomada de decisões em qualquer empresa. De acordo com Shannon (1998 apud GURGEL, 2009) a simulação é o processo de criação de um sistema real e de condução de experimentos com esse modelo, tal condução tem o propósito de entender o comportamento do sistema, assim como avaliar estratégias para sua operação. 26 2.3.2. Tipos de Simulação Segundo Chwif e Medina (2007) a simulação está ligada ao desenvolvimento de modelos responsáveis por representar sistemas reais analisados. Desse modo os tipos de simulação são classificados pelo tipo de modelo utilizado ao se desenvolver a simulação do sistema. Assim existem três tipos básicos de categorias de simulação computacional: Simulação estática ou Monte Carlo; Simulação contínua ou sistema dinâmico e Simulação de eventos discretos. (SHWIF e MEDINA, 2007). 2.3.2.1. Simulação Estática Também conhecida como simulação de Monte Carlo tem por característica o fato de não utilizar o tempo como variável de modo explicito, se valendo da geração de números aleatórios para simular modelos matemáticos e físicos. Esses modelos, em geral, são menos complexos se comparados aos outros tipos de simulação. (CHWIF e MEDINA, 2007) De acordo com Trigeorgis (1996 apud MELIN, 2008) na simulação de Monte Carlo o processo estocástico de tempo contínuo de cada uma das variáveis aleatórias é aproximado por um processo de tempo discreto. Nesse modelo o tempo é dividido em N intervalos de tamanhos iguais até que haja maturidade e da opção. Ou seja, o tempo é dividido em diversos intervalos de tamanhos iguais e para cada intervalo é gerado um número aleatório que será considerado na equação do sistema, o que resulta em um valor simulado da variável do sistema. Esse procedimento é repetido diversas vezes com o objetivo de validar os valores de saída das variáveis do sistema. Ao final a simulação, tem-se como resultado inúmeras trajetórias da variável estocástica, como pode ser observado na Figura 1. 27 Figura 1 - Geração dos valores terminais da variável estocástica através de simulação Fonte: MELIN (2008) Pode ser observado que na Figura 1 os valores gerados a serem usados na equação do sistema encontram-se ilustrados à esquerda e à direita pode ser observada a frequência com que cada intervalo ocorre. 2.3.2.2. Simulação Contínua Também chamada de Simulação Dinâmica (System Dynamics – SD) é utilizada em casos onde a variação de estado é contínua em relação ao tempo. Sendo as mudanças das variáveis calculadas por meio de equações diferenciais. (CHWIF e MEDINA, 2007) De acordo com Sterman (2000 apud BRITO, 2011) a Simulação Contínua trata-se de uma metodologia capaz de aprimorar a compreensão de sistemas complexos com a utilização de diagramas causais loops de feedback e fluxo, e as interações e mecanismos de atrasos entre as componentes do sistema. Assim sendo a simulação contínua possui uma perspectiva interativa do sistema, capaz de fornecer percepção do comportamento de feedback entre os processos analisados de um sistema. Para a SD o feedback é conceituado como qualquer influencia de uma variável sofre em função de outra. Sendo os recursos do sistema real na SD, 28 representados em termos de estoque, tanto de material como pessoas, capital... (BRITO, 2011). Na Figura 2 pode-se observar a relação dos itens com os fluxo de loops, feedbacks e atrasos previamente citados. Figura 2 – Ferramentas de diagramação e estruturação de loops de fluxo e de feedback de um modelo de SD Fonte: BRITO (2011) 2.3.2.3. Simulação de Eventos Discretos (SED) A SED é utilizada na modelagem de sistemas nos quais ocorrem mudanças de estados em momentos discretos no tempo, também conhecidos como eventos. (CHWIF e MEDINA, 2007) De acordo com Law e Kelton (2000 apud BRITO, 2011) um sistema de SED trata-se de uma coleção de entidades que agem e interagem juntas através de fluxos no sistema em busca de um objetivo lógico. Para Gordon (1961 apud BRITO, 2011) SED trata-se de uma metodologia de processamento de entidades que se movimentam por diagramas de bloco e podem permanecer em filas, serem processadas ou sofrerem atrasos. Na figura 3 podem ser observados os principais elementos de um SED. 29 Figura 3 - Elementos principais de um SED Fonte: BRITO (2011) De acordo com Brito (2011) todos os elementos da SED são integrados por meio de um calendário de eventos, esta, por sua vez trata-se de uma lista com o informe de todos os eventos que ocorrerão durante a simulação. Desse modo, a cada novo evento a lista é atualizada com o agendamento de novos eventos e cancelamento de outros. De acordo com Brito (2011) a SED é operada por meio de dados gerados por análises estatísticas, desse modo os dados de saída também são variáveis randômicas e devem ser interpretadas com o auxílio de técnicas estatísticas. A SED também apresenta grande sensibilidade ao comportamento o sistema, por meio de sua animação gráfica. O que permite ao usuário visualizar a formação de filas e outros gargalos de produção (BRITO, 2011) 2.3.4. Vantagens e Desvantagens De acordo com Freitas Filho (2008) simulação computacional apresenta as seguintes vantagens e desvantagens para a utilização em estudo de sistemas. As principais vantagens são: Novas politicas, procedimentos operacionais, regras de decisão, fluxo de informação, procedimentos organizacionais, etc. podem ser estudados sem interferência nas operações do sistema real. 30 Novos equipamentos, arranjos físicos, sistemas de transporte, etc. podem ser testados antes de se investir em recursos com as aquisições envolvidas. Hipóteses de como e por que certos fenômenos ocorrem podem ser avaliados. O tempo pode ser comprimido ou expandido, permitindo que o fenômeno em estudo possa ser acelerado ou retardado. “Gargalos” onde as informações ou materiais têm seus fluxos comprometidos podem ser identificados. As principais desvantagens são: A construção de modelos requer um treinamento especial. Pode ser considerada uma “arte” que se aprende ao longo do tempo e que envolve o “bom” uso da experiência. Os resultados da simulação podem ser difíceis de interpretar. Como as saídas da simulação podem incluir variáveis aleatórias, não é trivial determinar se os resultados observados resultam de interações efetivas das partes do sistema ou se são fruto da aleatoriedade do sistema. A modelagem do sistema e a analise dos dados podem consumir muito tempo e muitos recursos. Por outro lado, economizar tempo e recursos na modelagem e na analise pode resultar em cenários insuficientes para atender os objetivos. 2.4 SOFTWARE DE SIMULAÇÃO PROMODEL O ProModel é um software desenvolvido e comercializado pela ProModel Corporation muito utilizado tanto na área de logística, como na área de processos de produção das empresas o que ocorre devido a sua grande flexibilidade no que diz respeito à programação. O modelo simula acontecimentos de sistemas de produção e ajuda na busca por alternativas de melhor desempenho. O software também conta com uma interface bastante amigável com animações tanto em 2D como em 3D. (PROMODEL® USER’S GUIDE, 2011) 31 De acordo com o PROMODEL® USER’S GUIDE (2011) a modelagem projetada no ProModel segue uma sequencia de passos que se inicia pela definição dos elementos de modelagem descritos a seguir: a) Locais: O local é um lugar imóvel no sistema onde ocorre o processamento ou armazenamento de Entidades, onde estas serão processadas, armazenadas ou tomarão outro roteiro de acordo com o modelo. Os locais podem ser simples ou duplos (com uma ou mais entidades de cada vez); b) Entidades: A entidade é um item que é processado no modelo, como uma mesa sendo fabricado, por exemplo. A dinâmica do ProModel ás entidades permite que estas sofram operações que tem como resultado novas entidades. A imagem que representa essa entidade pode ser trocada ilustrando uma mudança proveniente de uma operação; c) Rotas: As rotas são elementos que definem o caminho tomado pelas entidades e recursos que se movem pelo sistema. As distancias podem ser tanto definidas manualmente pelo usuário como calculadas automaticamente pelo software com base no layout definido pelo usuário; d) Recursos: Os recursos são quaisquer objetos, ferramenta, veículo, ou pessoas usadas para transportar materiais entre os dois locais, realizar uma operação ou manutenção em um material no local destinado. Recursos podem ser tanto dinâmicos (vinculados à rota) como estáticos (não vinculados à rota); e) Processos: A lógica do processo define a operação e o roteamento para cada tipo de entidade em cada local do sistema. Os tempos de operação, requisições de recursos, lógicas de processamento, relação entre entrada e saída, assim como condições de roteamento e tempos de movimentação podem ser descritos; f) Chegadas: é o elemento onde é definido o mecanismo de determinação dos momentos em que as entidades são introduzidas no sistema; g) Horários de trabalho: É o elemento onde são adicionados os horários de funcionamento, as paradas agendadas, horas do dia e dias da semana de funcionamento; 32 h) Atributos: Os atributos são geralmente empregados para representar características das entidades como cor, números de retrabalho, tempo de operação da entidade em um local específico, etc; i) Variáveis: As variáveis podem assumir valores reais ou inteiros como atributos. São utilizadas para tomada de decisão e calculo estatístico; j) Vetores/Matrizes: São matrizes de variáveis, uni ou multidimensionais; k) Macro: É usada quando uma situação ocorre várias vezes, por meio de uma expressão com o objetivo de evitar repetições na simulação. l) Sub rotinas: São blocos definidos pelo usuário e recebem valores quando chamadas, podendo retornar resultados após sua execução; m) Distribuições do usuário: Podem ser definidas pelo usuário e substituem as distribuições probabilísticas provenientes do software. O software também conta com a geração de resultados por meio de gráficos e diagramas, o que permite uma análise ampla dos cenários simulados. 2.5 TESTE DE HIPÓTESES Segundo Chwif e Medina (2007) o processo de modelagem necessita da execução de um teste de aderência para verificar se os dados coletados se ajustam à distribuição esperada para o modelo. Os testes de hipótese visam exatamente testar a aderência desses dados por meio de duas hipóteses: a hipótese nula, que indica aderência adequada; e a hipótese alternativa, que indica aderência inadequada ao modelo. 2.5.1 Qui Quadrado O teste do Qui quadrado, representado pelo símbolo , se destina ao cálculo da dispersão entre duas variáveis nominais. Esse teste compara possíveis divergências entre as frequências observadas e esperadas para um determinado evento, mostrando assim se os valoras obtidos podem ser aceitos como representantes do modelo.(CHWIF E MEDINA, 2007) O método compara as proporções entre as frequência observada ( esperada ou teóricas e de um evento. Os grupos se comportarão de forma aproximada dependendo do quão mais próximo de zero for a diferença entre eles. 33 Para o teste são trabalhadas duas hipóteses: As frequências observadas não são diferentes das teóricas. O modelo é aceitável como representação da população analisada. As frequências observadas são diferentes das teóricas. O modelo não é aceitável como representação da população analisada. É necessário que se siga cinco passos para a aplicação do teste. Primeiramente se formula as hipóteses nula e alternativa. Logo após são definidos o nível de significância do teste ( ) e o número de graus de liberdade. O terceiro passo é onde se determina limites de aceitação e rejeição da hipótese nula e necessita do auxilio da tabela do qui quadrado. O quarto passo consiste no cálculo do valor da estatística teste. Por fim no ultimo passo o valor encontrado para a estatística teste é comparado com as área de aceitação e rejeição. A hipótese nula só será rejeitada caso o valor calculado da estatística teste for maior que o valor tabelado. (Bruni, 2011) O calculo do Qui quadrado pode ser realizado a partir das equações que se seguem: Primeiramente se calcula o valor da estatística , obtido a partir do quadrado da diferença entre as frequência observada ( e a teóricas , conforme pode ser observado na equação 1: , k = 1,2,...,k Após a obtenção do valor meio do somatório dos valores é encontrado o valor da estatística E, obtida por , conforme o apresentado na equação 2, onde k é obtido de k – 1 – n graus de liberdade. ∑ Obtido o valor de e com a análise da tabela de distribuição do qui-quadrado onde pode-se encontrar o valor do , para um determinado 34 grau de liberdade, tem-se a aceitação ou rejeição da hipótese aceita-se . Caso 35 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS 3.1. TIPO E DELINEAMENTO DA PESQUISA A pesquisa efetivada pode ser classificada do ponto de vista da sua natureza como pesquisa aplicada, onde tem por objetivo investigar, comprovar ou rejeitar hipóteses sugeridas pelos modelos teóricos. Quanto à abordagem, pode ser considerada como de ordem quantitativa, onde irá traduzir em números as opiniões e informações para serem classificadas e analisadas e se utiliza técnicas estatísticas. Quanto aos objetivos da pesquisa é exploratória. Segundo (GIL, 2008), a pesquisa exploratória proporcionar mais familiaridade com o problema. Pode envolver levantamento bibliográfico, entrevistas com pessoas experientes no problema pesquisado. Geralmente, assume a forma de pesquisa bibliográfica e estudo de caso. Quanto aos procedimentos técnicos é usada a modelagem e simulação de sistemas, que de acordo com (FREITAS FILHO, 2008), permitirá imitar uma operação ou um processo do mundo real. A simulação envolve a geração de uma “historia artificial” de um sistema para analise de suas características operacionais. 3.2 MÉTODO DE MODELAGEM E SIMULAÇÃO De acordo com Freitas Filho (2008) alguns procedimentos básicos são necessários para alcançar o objetivo da pesquisa, os passos neste procedimento são os seguintes: Formulação do problema a ser simulado: Todo estudo deve começar pela definição do problema. Se as definições são realizadas pelo usuário que está como problema, o projetista deve se assegurar de que o problema foi efetivamente entendido. Se as definições do problema são desenvolvidas pelo projetista, é importante que o usuário também esteja de acordo com a formulação. 36 Definição dos objetivos e planejamento geral: Os objetivos envolvem as questões que precisam ser respondidas pela simulação. Neste ponto deve-se avaliar e confirmar qual a simulação é a técnica adequada para tratar o problema, como planeja atingir os objetivos previstos. Se a simulação é apropriada, o planejamento geral deve incluir uma especificação das alternativas que devem ser consideradas, e um critério para comparar os resultados. Deve especificar também as estratégias para o estudo em termos dos recursos envolvidos, o custo do estudo, o número de dias necessários para completar cada fase e, os resultados previstos no final de cada estágio. Concepção do modelo: A tarefa de modelagem envolve certa habilidade para abstrair as características essenciais de um problema, para solucionar e modificar as suposições que caracterizam o sistema e para detectar os resultados de interesse. Deve-se começar com um modelo simples, e então, a partir deste, chegar a modelos mais complexos. A complexidade do modelo não deve ser maior que aquela requerida para alcançar os objetivos do estudo. A violação deste princípio aumenta os custos de construção do modelo e de execução do modelo. É aconselhável envolver o usuário na concepção do modelo. Isto aumenta a qualidade do modelo resultante e a confiança deste usuário na aplicação do modelo. Coleta de dados: Há uma relação entre a concepção do modelo e os dados de entrada necessários. Ao variar a complexidade do modelo. os dados necessários também podem mudar. Como a coleta de dados pode envolver muito tempo, é recomendável iniciar esta fase o quanto antes, geralmente junto com as etapas iniciais da construção do modelo. Os objetivos do estudo definem os tipos de dados a serem coletados. Tradução do modelo: 37 Os sistemas do mundo real podem resultar em modelos que envolvem uma grande quantidade e variedade de informações assim, os modelos precisam ser traduzidos para um formato adequado para serem tratados num computador. O projetista precisa decidir se editará o modelo em uma linguagem de simulação ou então usará pacotes de software específicos. As linguagens se simulação são geralmente mais poderosas e mais flexíveis que os pacotes para fins específicos. Verificação: A verificação em geral faz parte do processo de edição do modelo e programação do computador preparando-o para a simulação. Deve-se verificar se o programa de computador executa o modelo conforme o esperado. Validação: Validação é a confirmação de que um modelo é uma representação adequada do sistema real. Validação é geralmente resultante da calibração do modelo, isto é, um processo iterativo de comparar dados do modelo com o comportamento do sistema real, usando as discrepâncias entre os dois para melhorar o modelo. Este processo é repetido até que o modelo seja julgado aceitável. Projeto do experimento: As alternativas e/ou cenários que serão simulados devem ser detalhadas. Em geral, a decisão de quais alternativas serão simuladas é função do histórico dos cenários previamente obtidos e analisados. Para cada cenário que é simulado decisões precisam ser tomadas sobre a magnitude dos valores de inicialização, do tempo de simulação, e o número de repetições que devem ser feitas. Execução do modelo e analise: A execução do modelo e sua subsequente analise são realizadas e utilizadas para estimar medidas de desempenho para o sistema que está sendo simulado. 38 Nova execução?: Baseado na analise das execuções realizadas, determina-se se são necessários experimentos adicionais e se novas especificações devem ser consideradas. Relatórios: A documentação do programa é imprescindível quando o programa é usado novamente e, é fundamental para a confiança dos usuários do sistema que podem tomar decisões baseados nos dados gerados. Os relatórios fornecem a “história” do projeto de simulação. Os resultados das analises devem ser apresentados de forma clara e concisa em um relatório final. Isto permite que os usuários do modelo revejam a formulação final, os critérios pelos quais alternativas foram comparadas, os resultados de experimentos, e a solução recomendada. Implementação: O sucesso dessa fase depende de como foram conduzidos os passos anteriores. Se o usuário esteve envolvido durante o processo de edição do modelo e entende a natureza do modelo e suas saídas este poderá contribuir efetivamente para a fase de implantação. 3.3. PROCEDIMENTOS DE COLETA DE DADOS Foram utilizados os seguintes instrumentos de coleta de dados, para o mapeamento do processo: realiza visita à empresa e entrevistas com o responsável, bem como com os funcionários operacionais para conhecimento das etapas do processo produtivo e observações do setor e de todas as etapas de fabricação. Para a modelagem foram feitas cronometragens de todos os tempos pertinentes ao objetivo do projeto, como tempo de parada de máquina, tempo de setup, tempo de cada etapa do processo produtivo, dentre outros. E para simular foram utilizados técnicas estatísticas do software ProModel. 39 4 DESENVOLVIMENTO Neste capítulo são apresentados os passos percorridos para a realização do estudo, desde o tratamento dos dados coletados, a simulação do modelo, aos resultados obtidos com a mesma. 4.1 CARACTERIZAÇÃO DA EMPRESA ESTUDADA Voltada para a produção de gelados comestíveis, a microempresa foi fundada no ano de 1986 e encontra-se localizada no município de Castanhal, nordeste do estado do Pará. A fábrica conta com 14 colaboradores fixos atuando em turnos de 8 horas diárias e distribuídos nos setores destinados a produção de cada produto. A produção ocorre de acordo com os estoques. Desse modo os produtos que se encontram em menor quantidade são produzidos e repostos nos locais de armazenamento compostos por uma câmara frigorífica e por 20 freezers localizados no interior da fábrica. Cerca de 90% desse estoque é rapidamente vendido. A linha de produção da empresa é formada por uma sequência de postos de trabalho, compondo estações dependentes entre si, cada qual voltada a fabricação de um determinado produto. Por se tratar de um item sazonal, onde há uma queda no seu consumo em meses de temperaturas menos elevadas, a quantidade produzida desses gelados comestíveis apresenta variação em relação a períodos mais quentes. Dessa forma a média de produção no verão é de 6000 unidades/dia e no inverno são produzidas em média 3500 unidades/dia. Sua produção é composta por um mix de nove tipos de gelados comestíveis, entre estes sorvetes, picolés, laranjinha e moreninha. Cada um desses itens possui locais específicos na planta da fábrica destinados a produção de cada tipo de produtos. A lista de itens produzidos pela empresa é descrita na tabela 1, onde também encontram-se as informações a respeito dos sabores ofertados de cada um. O setor de produção de picolés, escolhido para estudo, pode ser encontrado em três tipos distintos: Picolé Especial, Comum e Recheado. 40 Tabela 1- Variedade de Produtos PRODUTOS Picolé Comum Picolé Especial Picolé Recheado SABORES Laranjinha Moreninha Tapioca Tapioca Tapioca Côco Tapioca Taperebá Paraense Bacuri Tangerina Flocos Maracujá Bacuri Morango Uva Bacuri Groselha Brigadeiro Murucí Brigadeiro Choc. Branco Morango Morango Flocos Crocante Aminduim Chocolate Côco Napolitano Cupuaçu Flocos Cupuaçu Açaí Uxi Chocolate Branco Acerola Milho Verde Cupuaçu Goiaba Côco Limão Tucumã Abacate Cupuçu Chocolate PRODUTOS Sorvete 110ml Sorvete 200ml SABORES Sorvete 1 litro Sorvete 5 litros Tapioca Tapioca Tapioca Tapioca Flocos Flocos Flocos Flocos Bacuri Bacuri Bacuri Bacuri Brigadeiro Brigadeiro Brigadeiro Brigadeiro Morango Morango Morango Morango Napolitano Napolitano Napolitano Napolitano Chocolate Chocolate Chocolate Chocolate Côco Nevado Côco Nevado Maracujá Maracujá Castanha Sonho de Valsa Pavê de Cupuaçu Creme c/ Passas Milho Verde Fonte: As Autoras (2014) Como é possível observar na tabela 1 a produção de picolé conta com cerca de 7 à 12 sabores distintos. Contudo é necessário ressaltar que os processos de produção para o picolé comum e recheado possuem as mesmas etapas. Apenas o picolé recheado possui uma etapa a mais, contudo, pelo fato de o mesmo possuir uma produtividade bem inferior aos demais, o estudo possui foco apenas nos picolés dos tipos: Comum e Especial. 41 4.1.1 Macrofluxograma da Empresa Para que se possa ter uma visão geral da organização e da forma como se desenvolve sua produção, seu estoque, e como se distribuem as informações a respeito de quantidade a ser produzida, quantidade em estoque, necessidade de manutenção processos, entre outros, foi montado o macrofluxograma da empresa (figura 4) no qual estão indicados os processos da mesma e as relações existentes entre eles. Pode-se observar dois tipos de linas: Cheias e tracejadas. As relações diretas, que envolvem fluxo de materiais e informações, estão representadas por linhas cheias. A linha apresenta uma seta no sentido do processo que “recebe” o fluxo. As linhas tracejadas representam o outro tipo de relação, aquele que envolve apenas comunicação, que pode ser verbal, escrita, eletrônica… As linhas sçao terminadas com uma seta no sentido do processo que “recebe” a comunicação. Figura 4 - Macrofluxograma da empresa Fonte: As Autoras (2014) Como pode ser observada na figura 4, a direção é o processo controlador de toda a fábrica, recebendo informações de todos os outros processos. O processo de produção, por sua vez envia informações ao de manutenção de equipamentos em caso de necessidade para intervenção em determinado equipamento, e recebe deste a manutenção ou a troca de equipamentos que forem necessárias. 42 O setor de almoxarifado também executa o mesmo tipo de relação com o processo de produção enviando os insumos necessários à produção naquele determinado momento. O setor de estoque é o responsável pelas ordens de produção, uma vez que envia informações ao setor de produção a respeito de que produto encontra-se em baixa. Dessa forma a produção é toda voltada para as informações provenientes do estoque, que por sua vez, envia produtos ao setor de vendas de acordo com as informações que recebe do mesmo. O setor de vendas recebe informações direto dos clientes e repassa essas informações ao estoque, e envia aos clientes os produtos requisitados. Como é possível notar a produção de picolés, assim como a dos demais setores da empresa, é totalmente empurrada, sendo feita por meio de informações provenientes do próprio estoque. 4.2 FORMULAÇÃO E ANÁLISE DO PROBLEMA Para a formulação e identificação do problema fez-se necessárias algumas visitas iniciais à empresa, com o objetivo de observar o processo a ser analisado, assim como a coleta de informações a respeito de seu funcionamento. Com esses dados buscou-se não somente o conhecimento do local como também a identificação e averiguação do impacto do problema a ser estudado, no desempenho da empresa. 4.3 FORMULAÇÃO DO MODELO CONCEITUAL Para a formulação do modelo conceitual foi obtido junto à empresa um fluxograma no qual são descritas as atividades realizadas no processo de produção de picolés, assim como também foi observado o processo no momento de sua execução. Com essas informações e utilizando o padrão ANSI (ANEXO 1) foi possível elaborar um novo fluxograma, contendo apenas as informações relevantes ao estudo e à elaboração do modelo de simulação. A produção ocorre de segunda à sábado, iniciando suas operações as 8h e se estendendo até as 17h, com intervalo de uma hora para almoço. O processo 43 tem início com a escolha dos sabores que serão produzidos naquele período e, posteriormente, na requisição dos materiais. Esse setup inicial possui média de 10 minutos de duração e é seguido pela atividade que consiste em transferir os insumos para o liquidificador industrial (com capacidade para 65 litros) posteriormente a batida da mistura, processo esse que possui 6 minutos de duração média. Após a mistura preparada a mesma é transferida para as formas de picolés e levadas à esteira de resfriamento uma a uma. Esse processo necessita primeiramente da inserção dos palitos de picolés no encaixe das formas, tarefa realizada com pouca antecipação para não atrasar o processo. A esteira de resfriamento transfere automaticamente as formas com picolés do início ao final da mesma, em um processo que dura 30 minutos, contudo o tempo necessário para o congelamento da mistura e consequentemente a formação do picolé é bem menor que isso, necessitando apenas de cinco minutos. O fato de o tempo de processamento do picolé na esteira ser maior se dá pelo fato de tanto o nível de produção observada não necessitar de velocidade maior (poucas chagadas de formas para congelar) quanto o operador estar ocupado em outra operação no momento em que o picolé já está congelado. Após passarem pela esteira de congelamento os picolés são transferidos até a máquina embaladora que possui capacidade para embalar um picolé por minuto. Após 280 unidades embaladas a produção é armazenada nos freezers próprios ao produto. Todo o processo conta com três maquinários: o liquidificador industrial, responsável pela mistura dos ingredientes; a esteira de resfriamento, encarregada de resfriar a mistura (já em formas) até o ponto de embalar e a maquina embaladora, responsável pelo processo de embaçar os picolés. O fluxograma do processo pode ser observado na figura 5. Os recursos humanos presentes consistem em três funcionários que operam em uma jornada de oito horas diárias, de segunda-feira à sábado, com intervalo de uma hora para almoço. Os se dividem entre as funções descritas e definidas no fluxograma da figura 5. 44 Figura 5 - Fluxograma de Produção de picolés Fonte: As Autoras (2014) 45 Para o início dos procedimentos de simulação do modelo foi requisitado junto a empresa o layout do setor analisado, o mesmo pode ser observado na figura 6. O layout possui a função de ilustrar o ambiente junto a simulação, servindo também como base para a observação da disposição do maquinário junto ao setor produtivo e à disposição do local. Figura 6 - Layout do setor de produção de picolés. Fonte: As Autoras (2014) Como já foi citado e pode ser observado na figura 6 o processo escolhido para ser objeto de estudo foi o de produção de picolés, por se tratar de um produto com etapas bem definidas e em maquinários bastante propícios ao estudo da simulação. Além disso se trata de um produto com grande demanda, mas sem o conhecimento da real capacidade produtiva contida no processo e das possíveis reações à um aumento significativo na mesma. 4.4 COLETA E TRATAMENTO DE DADOS O procedimento de coleta de dados foi realizado por meio da cronometragem dos tempos de cada operação. Dessa forma realizadas cronometragens em dias alternados, acompanhando desde o início ao final de cada turno de produção, com início às 8h e se estendendo às 12h; e com retorno às 13h se estendendo às 17h. Foram coletadas 40 amostras de tempos para cada operação. Os tempos cronometrados correspondem desde as etapas iniciais de setup, passando pelo processamento de cada produto, à finalização da produção. Por meio da observação desses tempos foi possível perceber que não há distinção 46 significativa entre as amostras obtidas no período da manhã e as da tarde, desse modo os dois grupos foram reunidos em um único grupo de dados tratamento, e utilização no modelo simulado. Junto a empresa foram adquiridos os relatórios diários de produção dos meses de agosto à outubro do ano de 2014, nos quais houve acompanhamento e cronometragem dos tempos de produção. Após a coleta de dados fez-se necessário o tratamento dos mesmos por meio do software Stat::fit, foram calculadas as medidas de posição e de dispersão para cada etapa cronometrada do processo. Primeiramente foram calculadas as medidas de posição de dispersão para o tempo de requisição de materiais e ingredientes como mostrado na tabela 2. Tabela 2 - Medidas de posição e dispersão do tempo de requisição de materiais Estatística descritiva Quantidade de dados Mínimo Máximo Média Mediana Moda Desvio padrão Variância 40 408 966 645,82 631 578 129,5 16770,1 Fonte: As Autoras (2014) Em seguida foi construído um histograma de cada etapa do processo, para a verificação da possibilidade de sua representação por meio da distribuição de probabilidades. Como pode ser observado na figura 7, a distribuição que mais se adequou aos dados referentes ao tempo de Requisição de Materiais e Ingredientes foi a Lognormal, com média de 645,82 segundos. 47 Figura 7 - Distribuição Lognormal do tempo de requisição de Materiais e ingredientes Fonte: As Autoras (2014) O software Stat::fit serviu de auxilio para a identificação do modelo de distribuição que melhor representasse o processo analisado, onde posteriormente foi utilizado o teste do qui quadrado para validação desses dados, como pode ser observado na tabela 3. Tabela 3 - Teste de aderência tempo de requisição de materiais e ingredientes. Lognormal Qui-quadrado 0,25 X2 (4,5.e-002) 9,49 P-valor 0,993 Resultado Não Rejeitar Fonte: As Autoras (2014) O resultado dos testes confirmou os resultados apontando a distribuição Lognormal como a que mais se adequou aos dados coletados. Posteriormente foram calculadas as medidas de posição de dispersão para a etapa de Preenchimento das formas com a Mistura (junção de produtos que, após o congelamento, formam o picolé), como mostrado na tabela 4. 48 Tabela 4 - Medidas de posição e dispersão do tempo de preenchimento de formas. Estatística descritiva Quantidade de dados Mínimo Máximo Média Mediana Moda Desvio padrão Variância 40 10,23 19,77 13,59 13,88 14,21 1,81 3,28 Fonte: As Autoras (2014) Para a operação de Preenchimento da forma de picolés com a mistura (capacidade de 28 picolés cada forma) a distribuição que melhor se adequou foi a Normal, com média de 13,59. Como pode ser observado na figura 8. Figura 8 - Distribuição Normal do tempo de preenchimento de formas Fonte: As Autoras (2014) Posteriormente foi utilizado o teste do qui quadrado para validação desses dados, conforme pode ser observado na tabela 5. 49 Tabela 5 – Teste de aderência tempo de Preenchimento das Formas. Normal Qui-quadrado 1 X2 (4,5.e-002) 9,49 P-valor 0,91 Resultado Não Rejeitar Fonte: As Autoras (2014) O resultado dos testes apontou a distribuição Normal como a que mais se adequou aos dados coletados. Em seguida foram calculadas as medidas de posição e dispersão para o tempo de retirada do excesso da mistura, como mostrado na tabela 6. Tabela 6 - Medidas de posição e dispersão do retirar excesso de mistura da forma. Estatística descritiva Quantidade de dados Mínimo Máximo Média Mediana Moda Desvio padrão Variância 40 2,49 14,59 9,21 9,21 8,75 2,95 8,7 Fonte: As Autoras (2014) Para a operação de retirada do excesso de mistura da forma a distribuição mais adequada novamente foi a Normal, com média 9,21. Como pode ser observado na figura 9. 50 Figura 9 - Distribuição Normal do tempo de retirar excesso de mistura da forma. Fonte: As Autoras (2014) Posteriormente foi utilizado o teste do qui quadrado para validação desses dados, como pode ser observado na tabela 7. Tabela 7- Teste de aderência tempo retirar excesso de mistura da forma. Normal Qui-quadrado 3,25 X2 (4,5.e-002) 9,49 P-valor 0,52 Resultado Não Rejeitar Fonte: As Autoras (2014) O resultado dos testes apontou a distribuição Normal como a que mais se adequou aos dados coletados. Por fim foram calculadas as medidas de posição de dispersão para o tempo desprender picolés, já congelados, da forma, como mostrado na tabela 8. 51 Tabela 8 – Medidas de posição e dispersão do tempo de desprender picolés da forma. Estatística descritiva Quantidade de dados Mínimo Máximo Média Mediana Moda Desvio padrão Variância 40 3,59 9,93 6,71 6,68 6,67 1,62 2,63 Fonte: As Autoras (2014) Para a operação de desprender picolés da forma já congelados da forma a distribuição mais adequada novamente foi a Normal, com média 6,71. Conforme pode ser observado na figura 10. Figura 10 - Distribuição Normal do tempo de desprender picolés da forma Fonte: As Autoras (2014) Posteriormente foi utilizado o teste do qui quadrado para validação desses dados, como pode ser observado na tabela 9. Tabela 9- Teste de aderência tempo de desprender picolés da forma. Normal Qui-quadrado 9 X2 (4,5.e-002) 9,49 P-valor 6,11 e-002 Resultado Não Rejeitar 52 Fonte: As Autoras (2014) O resultado dos testes apontou a distribuição Normal como a que mais se adequou aos dados coletados. 4.5 TRADUÇÃO DO MODELO Nessa etapa foram utilizadas informações provenientes das visitas realizadas à empresa e os dados coletados nas mesmas para a tradução do modelo conceitual para o de simulação. Para isso as informações e o conhecimento a respeito do sistema real foram relacionadas às características e propriedades do software de simulação ProModel, como locais, entidades, redes recursos, processos e chegadas. A planta baixa do setor foi utilizada como gráfico de fundo para o modelo. Logo após foram definidos nove locais de processamento e armazenamento do produto: Armazenagem (1), Liquidificador Industrial (2), Pia (3), Câmara de Resfriamento (4), Pia2 (5), Bacia (6), Embaladora (7), Caixa (8) e Freezer (9). A figura 11 apresenta os locais no software ProModel. Figura 11 - Locais definidos no sistema simulado. Fonte: As Autoras (2014) Em seguida foi inserida a entidade picolés processada durante a simulação. Optou-se por denominar Picolé toda a entidade desde a sua fase de Ingredientes ou Mistura até a etapa de picolé já embalado e pronto para consumo. A distinção foi feita por meio de mudança gráfica ocorrida na entidade durante as etapas de processamento. 53 Após esse passo foram inseridas as redes de caminho e, posteriormente, os recursos responsáveis pela movimentação da entidade à cada local de processamento. O anexo B extraído do ProModel demostra a tradução desse modelo. 4.6 VERIFICAÇÃO E VALIDAÇÃO Após a tradução do modelo a etapa de verificação foi realizada por meio da observação de sua execução. Durante as simulações iniciais foi possível identificar diversos equívocos que impediam o mesmo de operar de acordo com sistema real, fato esse que resultou em pequenas modificações até que o modelo finalmete operasse de acordo com o sistema real. Com o modelo operando de acordo com o sistema real passou-se então ao cálculo do numero de replicações necessárias para que se atinja o resultado esperado em de acordo com o sistema real. A confiança estabelecida foi de 95% e com um erro esperado de mais ou menos 3 minutos. O cálculo foi realizado por meio da equação 3. ( ) Onde: = númiro de replicações; = Coeficiente de Confiança; = Desvio padrão estimado. Após o cálculo do numero de replicações rodou-se o modelo com as quantidades de replicações necessárias e obteu-se um relatório gerado pelo ProModel. Com base nesse relatório foi possível observar que a porcentagem de utilização de cada um dos locais em operação não é de fato elevada a ponto de as mesmas possuírem problemas em sua execução com a quantidade produzida atualmente, não havendo assim gargalo para a produção atual. Como pode ser observado na tabela 10. 54 Tabela 10 - Porcentagem de Utilização por Local. Local Liquidificador Industrial Pia1 Pia2 Câmara de Resfriamento Bacia Caixa Processamento Médio (segundos) 641 18,65 158,99 4026,55 993,21 139,5 Porcentagem de Utilização 9,99 8,72 74,35 62,77 46,45 6,52 Fonte: As Autoras (2014) Conforme pode ser observado na tabela 10, o cenário atual tem a capacidade necessária para atender sua demanda atual, o que já previam as primeiras visitas ao setor e observações do processo. A quantidade produzida com a simulação realizada com valor de 3.360 unidades/dia foi comparada à média dos relatórios diários de produção dos meses de Agosto, Setembro e Outubro de 2014 respectivamente: 4.116 unid/dia, 3.368 unid/dia e 3.389 unid/dia. Com isso comprovou-se que a produção obtida no modelo simulado condiz com o modelo real, validando dessa forma a simulação. 4.7 SIMULAÇÃO EM CENÁRIOS Nos relatórios diários de produção e nas informações prévias obtidas com os responsáveis pelo empreendimento foi possível observar que, apesar da média de produção condizer com o resultado simulado, houveram picos de produção correspondentes a 6.000 picolés/dia, assim como períodos com esse nível médio de produção, correspondente aos meses em que ocorre uma elevação na demanda do produto (Fevereiro à Julho). Dessa forma foi feita a simulação do modelo atual para observar se o mesmo possui capacidade de produzir esse nível. Para isso alterou-se o tempo de processamento do picolé na câmara de resfriamento, reduzindo o mesmo para 5 minutos. Como resultado obteu-se uma produção de 4.480 unidades/dia inferior à esperada de 6.000 unidades/dia. Dessa forma rodou-se novamente a simulação com a inserção de duas horas extras de trabalho. Após a citada alteração observou-se uma produção de 5.600 55 unidades/dia. O anexo C extraído do ProModel demostra os dados da simulação nesse cenário. Após a realização da simulação gerou-se um relatório no ProModel. Novamente foi observada a porcentagem de utilização de cada um dos locais em operação, assim como o tempo médio de processamento para cada um deles. Como pode ser observado na tabela 11. Tabela 11 - Porcentagem de Utilização por Local Cenário 1. Local Liquidificador Industrial Pia1 Pia2 Câmara de Resfriamento Bacia Caixa Processamento Médio (segundos) 636,49 11,61 158,5 13.941 180,06 139,5 Porcentagem de Utilização 14,14 7,74 90,26 0,01 55,63 7,75 Fonte: As Autoras (2014) Conforme pode ser observado na câmara de resfriamento houve uma diminuição significativa na porcentagem de utilização em relação ao cenário inicial, isso se dá devido ao fato do aumento no numero de chegadas (maior quantidade de insumos para preparação de picolés) desencadear em uma necessidade de menor tempo de congelamento do picolé, que nesse cenário, encontra-se no tempo mínimo estabelecido de cinco minutos, o que diminui o congestionamento aparente inicial. Pois, à medida que mais picolés necessitam entrar em processamento mais rapidamente o operador precisa retirar os já congelados e prontos para a etapa seguinte. O mesmo fato pôde ser observado quanto ao tempo de processamento, devido ao mesmo motivo. Assim como na câmara de refrigeração, o processamento na Bacia também teve seu tempo subtraído devido à maior quantidade de picolés chegando em menor tempo. Posteriormente foi realizada a simulação para o cenário com aumento na quantidade a ser produzida e com um aumento no numero de colaboradores. Buscou-se neste uma alternativa à implementação de horas extra na jornada de trabalho. Com essa simulação observou-se a produção de 6.720 unidades/dia, com 56 uma folga de 1 hora e 11 minutos restando ao fim da simulação. O anexo C extraído do ProModel demostra os dados da simulação nesse cenário. Após a realização da simulação nesse novo cenário gerou-se outro relatório no ProModel. Novamente foi observada a porcentagem de utilização de cada um dos locais em operação, assim como o tempo médio de processamento para cada um deles. Como pode ser observado na tabela 12. Tabela 12 - Porcentagem de Utilização por Local Cenário 2 Local Liquidificador Industrial Pia1 Pia2 Câmara de Resfriamento Bacia Caixa Processamento Médio (segundos) 634,98 11,48 84,19 5.442 619,24 139,5 Porcentagem de Utilização 20,74 11,25 82,5 0,01 60,69 13,67 Fonte: As Autoras (2014) Para se testar a capacidade desse modelo alterou-se o número de chegadas de 8 para 10 e pôde-se observar uma produção de 7.840 unidades/dia, equivalente à um aumento de 133% da quantidade produzida na simulação inicial. A tabela 13 apresenta o quadro comparativo entre a porcentagem de utilização em cada local em ambos os cenários. Tabela 13 – Quadro comparativo dos Cenários 1 e 2 Porcentagem de Utilização Local Liquidificador Industrial Pia1 Pia2 Câmara de Resfriamento Bacia Caixa Cenário 1 Cenário 2 14,14 7,74 20,26 0,01 55,63 7,75 20,74 11,25 82,5 0,01 60,69 13,67 Fonte: As Autoras (2014) 4.8 INTERPRETAÇÃO E ANÁLISE ESTATÍSTICA DOS RESULTADOS A simulação do modelo atualmente empregado pela fábrica apontou folga de capacidade as operações realizadas com a quantidade produzida atualmente. 57 Um caso a ser observado diz respeito ao tempo de processamento da câmara de resfriamento, cuja operação atualmente estima-se em 30 minutos, contudo este valor pode chegar até 5 minutos em caso de necessidade de maior processamento. Esse fato ocorre devido ao atual tempo em que a forma se encontra na câmara ser o ideal para esse nível de produção, mas o produto em si está pronto para ser retirado antes desse limite. O fato de a simulação inicial conter o valor de 30 minutos para processamento se deve à observação dessa ocorrência na produção atual do setor. Na simulação realizada nos cenários verificou-se primeiramente a incapacidade do modelo atual, com ao parâmetros utilizados atualmente, de produzir a quantidade necessária e responder aos picos de produção registrados nos meses de maior demanda. Com isso alterou-se primeiramente o tempo de simulação, correspondente às horas trabalhadas. Estabeleceu-se duas horas extras para o atendimento da demanda. Contudo registrou-se uma produção de 5.600 unidades/dia, quantidade próxima, mas ainda inferior à meta de 6.000 unidades/dia. Na simulação realizada no cenário seguinte, com as mesmas oito chegadas do cenário anterior, optou-se por simular o modelo com as oito horas de produção normal e inserir um funcionário a mais no setor, esse fato pode ser observado diariamente nas micro e pequenas empresas, onde não apenas há a contratação de um novo colaborador, mas também um remanejamento deste para o setor que mais o estiver necessitando no momento. Os resultados desse senário apontaram uma elevação na quantidade produzida de 3.360 unidades do modelo inicial, para 6.720 unidades/dia, o que e superou a meta de 6.000 unidades em 12%. 4.9 COMPARAÇÃO DE SISTEMAS E IDENTIFICAÇÃO DE MELHORES SOLUÇÕES Ao comparar os resultados obtidos em cada um dos cenários analisados ficou evidente o superior desempenho do segundo cenário em relação ao primeiro. Essa interpretação deve-se não somente ao fato de o segundo modelo alcançar a 58 meta, como também à sua capacidade de produzir até 133% acima da capacidade inicial, possibilitando assim, uma folga à empresa para responder à flutuações acima do aumento esperado em sua demanda. Em relação ao modelo inicial o primeiro cenário apresentou um aumento de 67% na quantidade produzida. Essa quantidade é bastante significativa, porém não supera a necessidade de um aumento produtivo de 79% para suprir períodos de maior demanda. Portanto o modelo simulado no segundo cenário, que corresponde à inserção de mais um funcionário na tarefa de movimentação e de picolés e na retirada e operação da câmara de resfriamento, se torna mais eficiente justamente por conseguir alcançar essa meta e ainda superá-la em 12%. 59 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS Percebe-se, a partir do estudo realizado, a importância da simulação computacional para a tomada de decisão para gestores, por ser uma técnica que permite mudanças de cenários sem interferir na linha de produção e analisar qual será o melhor modelo ou cenário para atingir o objetivo pretendido. Neste trabalho buscou-se determinar a capacidade produtiva atual do setor de produção de picolés, coletando dados correspondentes à movimentação e processamento de cada atividade para, em seguida, alimentar o software ProModel com essas informações, utilizado para realizar a simulação do modelo real no computacional. Após simular o cenário atual da empresa comprovou-se pelos parâmetros de porcentagem de utilização e de processamento médio, que é satisfatória a capacidade de produção atual da empresa, e sem a geração de gargalos. Ainda assim é fato o aumento da demanda nos meses de Fevereiro à Julho, nos quais a venda é maior. Observou-se o modelo atual não suporta esse aumento no valor de 6.000 unidades/dia correspondente à cerca de 79% da produção realizada no primeiro cenário. Partindo dessa observação simulou-se o modelo em dois cenários distintos visando identificar aquele que melhor solução traria à esse modelo. O primeiro cenário simulou a produção com o acréscimo de 2 horas de extras trabalhadas, com esse cenário obteu-se uma produção inferior à estabelecida. Partiu-se então à simulação no segundo cenário, o qual simulou a operação com inserção de mais um funcionário na operação e retirada dos picolés da câmara de resfriamento. Com esse cenário obteu-se um resultado superior ao esperado em 12%, correspondente à 6.720 unidades/dia. Assim pode-se considerar que tanto o objetivo geral quanto os específicos foram alcançados. Visto que foi possível não somente analisar o processo produtivo da linha de produção de picolés por meio da modelagem e simulação de sistemas, como também propor o melhor cenário para reagir ao aumento na demanda. No campo acadêmico pode-se considerar que houve ganho, no que diz 60 respeito à referências para trabalhos futuros, pois a pesquisa apresentada mostra os passos para a elaboração do métido de simulação e as possibilidades e comtribuições que o mesmo pode trazer diversos setores produtivos. Cabe, por fim resaltar as dificuldades encontradas que de algum modo limitaram o estudo e que também serve como ponto de referência à trabalhos futuros. Uma das maiores limitaçõs for o tempo gasto na tradução do modelo conceitual para o modelo computacional, o que veio a ser bastante trabalhoso e consumiu boa parte do tempo de execução da pesquisa. Outro ponto diz respeito à coleta de dados que foi realizada no período de menor produtividade da empresa, conseguindo dessa forma, apenas dados referentes à esses meses. 61 REFERÊNCIAS ARAUJO, Carolina G.; LEMOS, Fernando. Aplicação da Simulação Computacional para Avaliação de Capacidade Produtiva: Estudo de Caso em uma Empresa do setor Metal-Mecânico. Disponível em: <http://www.abepro.org.br/biblioteca>. Acesso em: 22 mai. 2014. BARBALHO, Sanderson M.; ROZENFELD, Henrique; AMARAL, Daniel C. Modelando Processos de Negócio Com UML. Disponível em <http://www.abepro.org.br/biblioteca>. Acesso em 8 jun 2014. BRITO, Thiago Barros. Aplicabilidade da Simulação Híbrida em Sistemas Logísticos. Dissertação (Mestrado em Engenharia) Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2011. 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Monografia – Universidade do Vale do Itajaí, Balneário Camboriú, 2008. GIL, Antonio Carlos. Como elaborar projetos de pesquisa. 4. ed. São Paulo: Atlas, 2008. LOURENÇO, J. T. V. Modelagem de processos. Rio de janeiro, 2009 MELIN, Bruno Batista. Análise das opções reais de um empreendimento de mineração utilizando simulação de Monte Carlo. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) Universidade Federal de Minas Gerais. Belo Horizonte. 2008. MOREIRA, Daniel Augusto. Administração da produção e operações. 3.ed. São Paulo: Pioneira, 1998. PAVANELLO, Janaina Emília. O Uso de Simulação Computacional para Programação e Acionamento de Fábrica em Processo de Fundição: Um Estudo de Caso. 2006. Monografia - Universidade do Estado de Santa Catarina, Joinville, 2006. PEREIRA, A. P. A. Simulação de Sistemas de Produção Lean. 2009 Tese (Mestrado) - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, 2009. PERGHER, Isaac et al. 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Chapman & Hall, 1996. 64 ANEXOS ANEXO A – Simbologia Padrão da American National Standards Institute (ANSI) Simbologia Significado Início ou fim Operação Sentido Decisão Fonte: As Autoras (2014), adaptado de José Claret T da Silva (2014) 65 ANEXO B – Dados da simulação no Promodel do Modelo Atual ******************************************************************************** * * * Listagem Formatada do Modelo: * * C:\JAMYLE\TCC\Simulação - Capacidade Produtiva\Simulação no Promodel\Modelo Fábrica Picolé 6 com REDE MODIFICADO.MOD * * * ******************************************************************************** Tempo: Segundos Distância: Metros ******************************************************************************** * Locais * ******************************************************************************** Nome Cap Unidade Estatísticas Regras Custo --------------------------- -------- ------- -------------- ---------------- -----------Armazenagem INFINITE 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Liquidificador_Industrial_1 30 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Liquidificador_Industrial_2 1 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Pia_1 1 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Pia_2 1 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Câmara_de_Resfriamento 30 1 Série de Tempo O Mais Velho, , 66 Bacia 280 Embaladora 1 1 Caixa 1 280 Freezer Série de Tempo O Mais Velho, , 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Série de Tempo O Mais Velho, , iNFINITE 1 Série de Tempo O Mais Velho, , ******************************************************************************** * Entidades * ******************************************************************************** Nome Velocidade (mpm) Estatísticas Custo ---------- ------------ -------------- -----------Picolés 50 Série de Tempo ******************************************************************************** * Redes de Caminho * ******************************************************************************** Nome Tipo T/S De Para BI String Fator de Velocidade -------- ------------- ---------------------- -------- -------- ---- ---------- -----------Red1 Passante Tempo R3 R4 Red2 Passante Tempo R1 R3 Red3 Passante Tempo R3 R2 R1 R2 Bi 2.38 Bi 1.01 R2 R2 1 Bi 4.08 Bi 2.82 1 1 1 Bi 11.93 1 67 ******************************************************************************** * Interfaces * ******************************************************************************** Red Nó Local ---------- ---------- --------------------------Red1 R2 Liquidificador_Industrial_1 R3 R4 Red2 R1 Red3 Pia_1 Câmara_de_Resfriamento Câmara_de_Resfriamento R2 Pia_2 R3 Bacia R1 R2 Caixa Freezer ******************************************************************************** * Recursos * ******************************************************************************** Rec Nome Unid Estatísticas Pesquisar Ent Pesquisar Caminho Movimentação Custo ------------ ----- ----------- ------------ ---------- ---------- -------------- -----------Funcionário1 1 Por Unidade Mais Próximo Mais Velha Red1 mpm Vazio: 150 68 Base: R2 Cheio: 150 mpm (Retornar) Funcionário2 1 Por Unidade Mais Próximo Mais Velha Red2 Vazio: 150 mpm Base: R1 Cheio: 150 mpm (Retornar) Funcionário3 1 Por Unidade Mais Próximo Mais Velha Red3 Vazio: 150 mpm Base: R1 Cheio: 150 mpm (Retornar) ******************************************************************************** * Processamento * ******************************************************************************** Processo Entidade Local Operação Regra Roteamento Bl Saída Destino Lógica de Movimento -------- --------------------------- ------------------ ---- -------- --------------------------- -------- ----------Picolés Armazenagem 1 WAIT 64.3+L(582, 130) SEC GRAPHIC 1 Picolés Liquidificador_Industrial_1 FIRST 1 MOVE FOR 1 SEC Picolés Liquidificador_Industrial_1 WAIT 360 SEC WAIT N(13.6, 1.79) SEC GRAPHIC 2 1 Picolés Pia_1 FIRST 1 MOVE WITH Funcionário1 FREE Funcionário1 Picolés Pia_1 WAIT N(9.21, 2.91) SEC 69 1 Picolés Câmara_de_Resfriamento FIRST 1 MOVE WITH Funcionário1 FREE Funcionário1 Picolés Câmara_de_Resfriamento 1 Picolés Pia_2 FIRST 1 MOVE WITH Funcionário2 Picolés Pia_2 1 WAIT 1800 WAIT N(6.71, 1.6) SEC Picolés Bacia FIRST 28 MOVE WITH Funcionário2 FREE Funcionário2 Picolés Bacia ACCUM 280 GRAPHIC 3 1 Picolés Embaladora FIRST 1 MOVE FOR 1 SEC Picolés Embaladora 1 Picolés Caixa FIRST 1 MOVE FOR 1 SEC Picolés Caixa ACCUM 280 GRAPHIC 4 COMBINE 280 1 Picolés Freezer FIRST 1 MOVE WITH Funcionário3 FREE Funcionário3 Picolés Freezer 1 Picolés EXIT FIRST 1 ******************************************************************************** * Chegadas * ******************************************************************************** Entidade Local Quantidade Primeira Vez Ocorrências Freqüência Lógica -------- --------------------------- ----------- ------------ ----------- ---------- -----------Picolés Liquidificador_Industrial_1 30 1 4 6000 70 ANEXO C – Dados da simulação no Promodel do Cenário 1 ******************************************************************************* * * * Listagem Formatada do Modelo: * * C:\JAMYLE\TCC\Simulação - Capacidade Produtiva\Simulação no Promodel\Modelo Fábrica Picolé 6 com REDE MODIFICADO AUMENTO FUNCIONÁRIO.MOD * * * ******************************************************************************* Tempo: Segundos Distância: Metros ******************************************************************************** * Locais * ******************************************************************************** Nome Cap Unidade Estatísticas Regras Custo --------------------------- -------- ------- -------------- ---------------- -----------Armazenagem INFINITE 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Liquidificador_Industrial_1 30 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Liquidificador_Industrial_2 1 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Pia_1 1 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Pia_2 1 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Câmara_de_Resfriamento iNFINITE 1 Série de Tempo O Mais Velho, , 71 Bacia 280 Embaladora 1 1 Caixa 1 280 Freezer 1 iNFINITE 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Série de Tempo O Mais Velho, , Série de Tempo O Mais Velho, , Série de Tempo O Mais Velho, , ******************************************************************************** * Entidades * ******************************************************************************** Nome Velocidade (mpm) Estatísticas Custo ---------- ------------ -------------- -----------Picolés 50 Série de Tempo ******************************************************************************** * Redes de Caminho * ******************************************************************************** Nome Tipo T/S De Para BI String Fator de Velocidade -------- ------------- ---------------------- -------- -------- ---- ---------- -----------Red1 Passante Tempo R3 R4 Red2 Passante Tempo R1 R3 Red3 Passante Tempo R3 R2 R1 R2 Bi 2.38 Bi 1.01 R2 R2 1 Bi 4.08 Bi 2.82 1 1 1 Bi 11.93 1 72 ******************************************************************************** * Interfaces * ******************************************************************************** Red Nó Local ---------- ---------- --------------------------Red1 R2 Liquidificador_Industrial_1 R3 R4 Red2 R1 Red3 Pia_1 Câmara_de_Resfriamento Câmara_de_Resfriamento R2 Pia_2 R3 Bacia R1 R2 Caixa Freezer ******************************************************************************** * Recursos * ******************************************************************************** Rec Nome Unid Estatísticas Pesquisar Ent Pesquisar Caminho Movimentação Custo ------------ ----- ----------- ------------ ---------- ---------- -------------- -----------Funcionário1 1 Por Unidade Mais Próximo Mais Velha Red1 mpm Vazio: 150 73 Base: R2 Cheio: 150 mpm (Retornar) Funcionário2 1 Por Unidade Mais Próximo Mais Velha Red2 Vazio: 150 mpm Base: R1 Cheio: 150 mpm (Retornar) Funcionário3 1 Por Unidade Mais Próximo Mais Velha Red3 Vazio: 150mpm Base: R1 Cheio: 150 mpm (Retornar) ******************************************************************************** * Processamento * ******************************************************************************** Processo Entidade Local Roteamento Operação Regra Bl Saída Destino Lógica de Movimento -------- --------------------------- ------------------ ---- -------- --------------------------- -------Picolés Armazenagem WAIT 64.3+L(582, 130) SEC GRAPHIC 1 1 Picolés Liquidificador_Industrial_1 FIRST 1 MOVE FOR 1 SEC Picolés Liquidificador_Industrial_1 WAIT 360 SEC WAIT N(13.6, 1.79) SEC GRAPHIC 2 1 1 MOVE WITH Funcionário1 Picolés Pia_1 Picolés Pia_1 FIRST FREE Funcionário1 WAIT N(9.21, 2.91) SEC 1 Picolés Câmara_de_Resfriamento FIRST 1 MOVE WITH Funcionário1 FREE Funcionário1 Picolés Câmara_de_Resfriamento WAIT 300 74 1 Picolés Pia_2 FIRST 1 MOVE WITH Funcionário2 Picolés Pia_2 WAIT N(6.71, 1.6) SEC 1 Picolés Bacia FIRST 28 MOVE WITH Funcionário2 FREE Funcionário2 Picolés Bacia ACCUM 280 GRAPHIC 3 1 Picolés Embaladora FIRST 1 MOVE FOR 1 SEC Picolés Embaladora 1 Picolés Caixa FIRST 1 MOVE FOR 1 SEC Picolés Caixa ACCUM 280 GRAPHIC 4 COMBINE 280 1 Picolés Freezer FIRST 1 MOVE WITH Funcionário3 FREE Funcionário3 Picolés Freezer 1 Picolés EXIT FIRST 1 ******************************************************************************** * Chegadas * ******************************************************************************** Entidade Local Quantidade Primeira Vez Ocorrências Freqüência Lógica -------- --------------------------- ----------- ------------ ----------- ---------- -----------Picolés Liquidificador_Industrial_1 30 1 8 1800 75 ANEXO D – Dados da simulação no Promodel do Cenário 2 ******************************************************************************** * * * Listagem Formatada do Modelo: * * C:\JAMYLE\TCC\Simulação - Capacidade Produtiva\Simulação no Promodel\Modelo Fábrica Picolé 6 com REDE MODIFICADO com Funcionário.MOD * * * ******************************************************************************** Tempo: Segundos Distância: Metros ******************************************************************************** * Locais * ******************************************************************************** Nome Cap Unidade Estatísticas Regras Custo --------------------------- -------- ------- -------------- ---------------- -----------Armazenagem INFINITE 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Liquidificador_Industrial_1 30 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Liquidificador_Industrial_2 1 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Pia_1 1 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Pia_2 1 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Câmara_de_Resfriamento iNFINITE 1 Série de Tempo O Mais Velho, , 76 Bacia 280 Embaladora 1 1 Caixa 1 280 Freezer 1 Série de Tempo O Mais Velho, , Série de Tempo O Mais Velho, , Série de Tempo O Mais Velho, , iNFINITE 1 Série de Tempo O Mais Velho, , ******************************************************************************** * Entidades * ******************************************************************************** Nome Velocidade (mpm) Estatísticas Custo ---------- ------------ -------------- -----------Picolés 50 Série de Tempo ******************************************************************************** * Redes de Caminho * ******************************************************************************** Nome Tipo T/S De Para BI String Fator de Velocidade -------- ------------- ---------------------- -------- -------- ---- ---------- -----------Red1 Passante Tempo R3 R4 Red2 Passante Tempo R1 R3 Red3 Passante Tempo R3 R2 R1 R2 Bi 2.38 Bi 1.01 R2 R2 1 Bi 4.08 Bi 2.82 1 1 1 Bi 11.93 1 77 ******************************************************************************** * Interfaces * ******************************************************************************** Red Nó Local ---------- ---------- --------------------------Red1 R2 Liquidificador_Industrial_1 R3 R4 Red2 R1 Red3 Pia_1 Câmara_de_Resfriamento Câmara_de_Resfriamento R2 Pia_2 R3 Bacia R1 R2 Caixa Freezer ******************************************************************************** * Recursos * ******************************************************************************** Rec Nome Unid Estatísticas Pesquisar Ent Pesquisar Caminho Movimentação Custo ------------ ----- ----------- ------------ ---------- ---------- -------------- -----------Funcionário1 1 Por Unidade Mais Próximo Mais Velha Red1 Vazio: 150 mpm 78 Base: R2 Cheio: 150 mpm (Retornar) Funcionário2 2 Por Unidade Mais Próximo Mais Velha Red2 Vazio: 150 mpm Base: R1 Cheio: 150 mpm (Retornar) Funcionário3 1 Por Unidade Mais Próximo Mais Velha Red3 Vazio: 150mpm Base: R1 Cheio: 150 mpm (Retornar) ******************************************************************************** * Processamento * ******************************************************************************** Processo Entidade Local Roteamento Operação Regra Bl Saída Destino Lógica de Movimento -------- --------------------------- ------------------ ---- -------- --------------------------- -------- -Picolés Armazenagem WAIT 64.3+L(582, 130) SEC GRAPHIC 1 1 Picolés Liquidificador_Industrial_1 FIRST 1 MOVE FOR 1 SEC Picolés Liquidificador_Industrial_1 WAIT 360 SEC WAIT N(13.6, 1.79) SEC GRAPHIC 2 1 Picolés Pia_1 1 MOVE WITH Funcionário1 FREE Funcionário1 Picolés Pia_1 WAIT N(9.21, 2.91) SEC FIRST 79 1 Picolés Câmara_de_Resfriamento FIRST 1 MOVE WITH Funcionário1 FREE Funcionário1 Picolés Câmara_de_Resfriamento WAIT 300 1 Picolés Pia_2 FIRST 1 MOVE WITH Funcionário2 Picolés Pia_2 WAIT N(6.71, 1.6) SEC 1 Picolés Bacia FIRST 28 MOVE WITH Funcionário2 FREE Funcionário2 Picolés Bacia ACCUM 280 GRAPHIC 3 1 Picolés Embaladora FIRST 1 MOVE FOR 1 SEC Picolés Embaladora 1 Picolés Caixa FIRST 1 MOVE FOR 1 SEC Picolés Caixa ACCUM 280 GRAPHIC 4 COMBINE 280 1 Picolés Freezer FIRST 1 MOVE WITH Funcionário3 FREE Funcionário3 Picolés Freezer 1 Picolés EXIT FIRST 1 ******************************************************************************** * Chegadas * ******************************************************************************** Entidade Local Quantidade Primeira Vez Ocorrências Freqüência Lógica -------- --------------------------- ----------- ------------ ----------- ---------- -----------Picolés Liquidificador_Industrial_1 30 1 8 1800 Centro de Ciências Naturais e Tecnologia Curso de Graduação em Engenharia de Produção Tv. Enéas Pinheiro, n° 2626 - Marco CEP: 66095-100 Belém - PA www.uepa.br