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Gestão da Produção
JCFilipe – Abril 2006IST / ISCTE / EGP 1
LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Gestão da Produção
Gestão da capacidade
José Cruz Filipe
Gestão da Produção
JCFilipe – Abril 2006IST / ISCTE / EGP 2
LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Tópicos
• Conceito de capacidade
• Processo de decisão sobre capacidade
• Modelo C-V-R
• Equilibragem de linhas
• Theory of Constraints
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Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Uma decisão estratégica
• Face a:– Estratégia do negócio – Procura prevista– Custo das instalações– Comportamento esperado dos concorrentes– Impacto da globalização
• Criar infra-estruturas e equipamentos para produzir quanto?
Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
O que é Capacidade
• Uma taxa de produção (por unidade de tempo)• O seu cálculo implica:
– Uma medida agregada– O mix de produtos– As políticas da produção– As actividades e as suas interligações– Os recursos afectados– Os processos operativos definidos– Capacidade nominal (efectiva) e picos de capacidade
– taxa de utilização
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Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Termos correntes
• Capacidade bruta ou teórica• Capacidade nominal• Capacidade líquida• Capacidade reservada• Capacidade disponível• Capacidade do estrangulamento (bottleneck)• . . .
Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Medidas de capacidade
• Umas são...– 100 000 automóveis por ano– 1 milhão de barris por dia– 3 doentes por hora– 800 intervenções cirúrgicas por ano
• Outras não...– Um hospital com 200 camas– Um hotel com 100 quartos – Uma escola com 20 salas de aula
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Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
A capacidade depende de:
• Condições estruturais– Nível de equipamentos e de mão de obra– Formas de organização– Tecnologia– Horários praticados
• Mix de produtos
Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
O processo de decisão
• Recolha de informação sobre:– A procura prevista– A concorrência– As tecnologias disponíveis– Os custos de produção– Os preços de mercado
• A formulação de alternativas• Um cálculo económico• Uma perspectiva estratégica
Capacidade necessária = Procura prevista + Almofada
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Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
O cálculo económico
• O modelo C-V-RNo p.m.v.:
N x p = CF + N x CV un
Donde:
N = CF / (p – CV un)
Exemplo:CF = 10 000CV un = 5p = 8
N = 3 333 unidades
0
5 000
10 000
15 000
20 000
25 000
30 000
35 000
0 1 000 2 000 3 000 4 000
Custo Fixo Custo Variável Custo Total Vendas
Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Economias de escala• A “curva em U” dos custos
0
20
40
60
80
100
120
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000
20 000
40 000
60 000
80 000
100 000
120 000
140 000
160 000
180 000
Custo unitário Custo total
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Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Conceitos diferentes:
• Economias de escala– O custo unitário diminui com a taxa de produção
• Economias de gama– Fabricando diferentes produtos na mesma
instalação maximiza-se a taxa de utilização• Efeito de aprendizagem
– O custo unitário diminui com a produção acumulada
Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Equilibragem de linhas de montagem
• Determinação do tempo de ciclo– Tempo disponível / Procura
• Determinação do número teórico de postos de trabalho– Tempo total de operações / Tempo de ciclo
• Agrupamento de postos: tão próximo quanto possível do tempo de ciclo –embora inferior – ou múltiplos
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Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Equilibragem de uma linha
Sequência de cálculo:1. Determinar o tempo de ciclo necessário
Taxa de produção = Necessidades / Tempo disponívelTempo de ciclo = 1 / Taxa de produção
2. Determinar o n.º mínimo de postos de trabalho necessáriosT = Tempo total de processamento de uma peçaN = n.º mínimo teórico de postos de trabalho
N = INT(T / Tempo de ciclo) + 1 3. Seleccionar uma regra de agrupamento de tarefas.4. Tempo de inactividade = N x C - T5. Eficiência = (1- Tempo de inactividade) / (N * Tempo de ciclo)
Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
ExemploOper. Prededentes Duração
A -- 76B A 80C A 307D B, C 62E D 52F F 41
Soma 618
A
B
C
D E F76
80
307
62 52 41
Procura prevista3 960 un. / mês
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Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Exemplo (cont.)
• Procura: 3 960 un / mês• Tempo disponível: 22 dias @ 8 horas / dia
– Tempo de ciclo = 22 x 8 x 3 600 seg / 3 960= 160 segundos
• Tempo total de operação: 618 segundos• N.º teórico de postos = 618 / 160 = 3,8 4 postos
Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Exemplo (cont.)
A
B
C
D E F
76
80
307
62 52 41
2 x Postos Operações Duração1 A + B 156
2 + 3 C 2 x 153,54 D + E + F 155
1
4
2 3
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Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Estrangulamentos no processo
• Sejam C1 e C2 as taxas de produção necessárias• Sejam X1% e X2% as percentagens de produção
útil• Determina-se a capacidade do conjunto por:
C1
C2
C3
C = min(C3; C1/X1; C2/X2)
X1 %
X2 %
Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Theory of Constraints (TOC)
• The Goal – A Process of Ongoing Improvement, 2nd. edition, Goldratt, E.M. e Cox, J., Gower, Aldershot, 1996– Goldratt contesta a gestão da produção clássica,
herdada dos primórdios da segunda revolução industrial, questionando alguns dos seus paradigmas e visando uma transformação do panorama industrial
– “O objectivo da empresa é FAZER DINHEIRO” • Paradigma da produção clássica: qualquer
capacidade não utilizada é um aumento do custo de produção unitário
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Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Theory of Constraints (TOC)
• Goldratt: a produção deve aumentar aquilo que se vende (o throughput), minimizando tudo aquilo que é necessário para produzir o que se vende, ou seja os stocks e a despesa operacional
• Drum – Buffer – Rope• Equilibrar o fluxo e não a capacidade• Um processo em cinco fases: os 5 passos
da TOC
Gestão da Produção
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LOGÍSTICAEM MESTRADO LOGÍSTICAEM MESTRADO
Theory of Constraints (TOC)
• Os 5 passos da TOC1) Identificar os estrangulamentos do sistema.2) Decidir como explorar os estrangulamentos.3) Subordinar tudo o resto à decisão anterior.4) Elevar a capacidade dos estrangulamentos.5) Se, num dos passos anteriores, algum
estrangulamento foi violado, voltar ao passo 1,sem deixar que a inércia se torne o estrangulamento do sistema.
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LOGÍSTICAEM MESTRADO
MBA / Mestrado em Logística 2005/2006
GESTÃO DA PRODUÇÃO
LINHAS DE MONTAGEM
Objectivos
1. fluxo contínuo para minimizar os custos de MP: a sequência dos postos de trabalho é a sequência de operações, pois minimiza as deslocações e a PVP – layout orientado para o produto.
2. linha equilibrada: para assegurar a melhor eficiência na utilização dos recursos
Diagrama de precedências
Tempo de ciclo: tempo entre peças: é o inverso da taxa de produção, ou seja do n.º de peças produzidas por unidade de tempo.
Tempo morto ou tempo perdido ou tempo de inactividade.
Sequência de cálculo:
1. determinar o tempo de ciclo necessário
Taxa de produção = Necessidades / Tempo disponível
Tempo de ciclo = 1 / Taxa de produção
2. Determinar o n.º mínimo de postos de trabalho necessários
T = Tempo total de processamento de uma peça
N = n.º mínimo teórico de postos de trabalho
N = Int(T / Tempo de ciclo) + 1
3. Seleccionar uma regra de agrupamento das tarefas.
4. Tempo de inactividade = N x C - T
5. Eficiência = (1- Tempo de inactividade) / (N * Tempo de ciclo)
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LOGÍSTICAEM MESTRADO
Duração
Tarefa Código segundos Precedências Limpar A 11 Limar arestas B 15 A Montar bloco auxiliar C 25 A Aplicar primário D 10 B Soldar E 15 D Aparafusar o bloco auxiliar F 12 C, E Pintar G 22 F 110 200 / hora C = 18 segs N = 7 (6.11 + 1) Com 7 postos Duração Inactivo
1 A + C 18 0 2 A + C 18 0 3 B + D 12.5 5.5 4 B + D 12.5 5.5 5 E 15 3 6 F + G 17 1 7 F + G 17 1
110 16 Eficiência 87.3%
LOGÍSTICAEM MESTRADO
MBA / Mestrado em Logística 2005/2006
GESTÃO DA PRODUÇÃO
CAPACIDADE – LINHA DE FABRICO.
Na STEEL fabrica-se mobiliário metálico. O seu regime de trabalho é de 8 horas diárias, 5 dias por semana. Se necessário, pode ainda realizar até duas horas extraordinárias por dia. Todos os trabalhos de manutenção e reparação dos equipamentos são efectuados fora do horário produtivo.
Uma mesa, modelo SIMPLEX, tem muita procura e tem uma linha de fabrico dedicada. A sequência de operações e respectivos tempos standard são dados pela tabela seguinte:
Operação Descrição Duração
(segundos) Operação precedente
A Inspecção dos materiais 85 --- B Limpeza do tubo de 6 metros 66 A C Limpeza da chapa 70 A D Corte de 4 troços de 60 cm 46 B E Corte de 4 troços de 90 cm 46 B F Colocação dos tubos na armação de montagem 60 D, E G Soldadura das pernas e travessas 200 F H Colocação e soldadura do tampo 160 C, G I Pintura (*) H TOTAL (sem pintura) 733
(*) a pintura é efectuada em conjunto com outros artigos, fora da linha de fabrico.
a) Numa determinada semana, a procura prevista de SIMPLEX é de 1 450 unidades. Determine o tempo de ciclo e o número mínimo teórico de postos necessários.
b) Faça a equlibragem da linha. Apresente o esquema respectivo e indique qual é o tempo de ciclo real para a solução que encontrou. Determine o rendimento da linha.
c) Qual é capacidade máxima semanal da linha de fabrico, nas condições que estabeleceu em b)?
LOGÍSTICAEM MESTRADO
STEEL – Resolução
a) Tc = 8 x 5 x 3600 / 1450 = 99,3 seg.
N = 733 / 99,3 = 7,38 => 8 postos de trabalho.
b)
Posto de trabalho Operação Tempo perdido
(segundos) 1 A 14,3 2 B 33,3 3 C 29,3 4 D + E 7,3 5 F 39,3 6 G + H 9,3 7 G + H 9,3 8 G + H 9,3 9 G + H 9,3 TOTAL : 160,7
Não se consegue equilibrar a linha com apenas 8 postos, sendo necessários 9.
O tempo de ciclo real é determinado pelo posto 4 e é de 92 segundos.
Rendimento: 733 / (9 x 99,3) = 82,0% (em relação ao tempo de ciclo teórico)
733 / (9 x 92,0) = 88,5 % (em relação ao tempo de ciclo real)
c) Sendo o tempo de ciclo real de 92 segundos, numa semana, apenas em horário normal, podem fazer-se 5 x 8 x 3600 / 92 = 1 565 mesas.
Trabalhando o máximo de horas extraordinárias, podem fazer-se 1,25 x 1 565 = 1 956 mesas.
NOTA: Desprezaram-se nestes cálculos os tempos de enchimento e esvaziamento da linha.
AH
GF
E
D
C
B
66
70
85
60
46
46
200
160
1x
1x
1x
1x
1x
4x
AH
GF
E
D
C
B
66
70
85
60
46
46
200
160
1x
1x
1x
1x
1x
4x
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LOGÍSTICAEM MESTRADO
MBA / Mestrado em Logística 2005/2006
GESTÃO DA PRODUÇÃO
CAPACIDADE – LINHA DE FABRICO
O equipamento L411M é produzido em série na empresa ELECTRONICS, de acordo com o seguinte esquema:
As operações A a H correspondem à montagem final, que é efectuada numa linha de montagem com as seguintes características:
MONTAGEM Operação Duração (segundos) Operações precedentes
A 44 -- B 36 A C 55 B D 250 B E 112 B F 65 C G 21 D, E, F H 79 G ? = 662
A operação E incorpora, em cada unidade de L411M, quatro componentes MM23P, produzidos num sub-sistema de fabrico de que se conhecem as seguintes variáveis operacionais:
A B
C
D
E
F
G H
44” 36”
55”
250”
112”
65”
21” 79”
M1 M2
M3 M4
M5
4x1x 1x
6x 8x
1 5102%
1 5002,5%
1 4000%
8 0001%
12 4002%
A B
C
D
E
F
G H
44” 36”
55”
250”
112”
65”
21” 79”
M1 M2
M3 M4
M5
4x1x 1x
6x 8x
1 5102%
1 5002,5%
1 4000%
8 0001%
12 4002%
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LOGÍSTICAEM MESTRADO
FABRICO DO COMPONENTE MM23P Posto Taxa máxima de
produção diária (bruta)
Taxa média de defeitos
Postos precedentes
N.º de unidades que são incorporadas no
posto seguinte M1 1 510 2,0 % -- 1 M2 1 500 2,5 % M1, M3 1 M3 8 000 1,0 % -- 6 M4 12 400 2,0 % -- 8 M5 1 400 0,0 % M2, M4 4
A ELECTRONICS trabalha a um turno, de oito horas diárias e dispõe de recursos suficientes para que a linha de montagem trabalhe com qualquer cadência que seja necessária.
a) Relembre os princípios da TOC e determine a capacidade máxima de produção de L411M.
b) Ainda de acordo com os princípios da TOC, equilibre a linha de montagem, determinando o número de postos necessários e que operações são efectuadas em cada um deles. Calcule o rendimento da linha.
c) Que acções recomendaria para aumentar a capacidade da linha, sem adicionar mais equipamentos?
ELECTRONICS – Resolução
Alínea a)
O primeiro passo da TOC é determinar o estrangulamento do sistema.
Dado que a linha de montagem pode trabalhar com qualquer cadência, o estrangulamento está no sub-sistema de fabrico do componente MM23P.
A taxa líquida de produção de cada posto determina-se do seguinte modo:
1 – calcula-se a capacidade líquida dos postos que não têm precedentes, multiplicando o valor encontrado pela taxa de aproveitamento ( = 1 – taxa de defeitos);
2 – para os postos que têm precedentes, calcula-se o mínimo da sua capacidade bruta e da permitida pelos inputs necessários ao posto (dividindo a taxa útil dos postos precedentes pelo número de unidades incorporadas no posto);
3 – calcula-se a taxa de produção útil, multiplicando o valor mínimo encontrado pela taxa de aproveitamento;
A produção útil de cada posto é, então:
Posto Taxa de aproveitamento Produção máxima diária útil M1 98,0 % 0,98 x (1 510) = 1 480 M3 99,0 % 0,99 x (8 000) = 7 920 M4 98,0 % 0,98 x (12 400) = 12 152 M2 97,5 % 0,975 x MIN(1 500 ; 1 480/1 ; 7 920/6) = 1 287 M5 100 % 1,0 x MIN( 1 400 ; 1 287/1 ; 12 152/8) = 1 287
3
LOGÍSTICAEM MESTRADO
A capacidade do posto M5 é determinada pelo input recebido do Posto M2; por sua vez, a capacidade deste posto é determinada pelos inputs recebido de M3.
Nestas condições, o estrangulamento é no posto M3.
A capacidade de produção de MM23P é de 1 287 unidades/dia, possibilitando a montagem de 321 (= 1 287 / 4) unidades/dia de L411M.
Alínea b)
Terceiro passo da TOC: subordinar toda a produção à cadência do estrangulamento, donde a capacidade a assegurar pela linha de montagem deve ser 312 unidades /dia.
Tempo de ciclo necessário:
8 (horas / dia) x 3 600 (Segundos / hora) / 321 unidades / dia = 89,7 segs .
N.º mínimo de postos de trabalho: 662 / 89,7 = 7,4 è 8 postos .
Estação de trabalho
Operações a realizar
N.º de postos de trabalho
Tempo útil (segundos)
Tempo morto (segundos)
1 A; B 1 80 9,7 2a – 2b C; E 1 + 1 2 x 83,5 = 167 2 x 6,2 = 12,4
3a – 3b – 3c D 1 + 1 +1 3 x 83,3 = 250 3 x 6,4 = 19,2 4 F; G 1 86 3,7 5 H 1 79 10,7 ? = 8 ? = 662 ? = 55,7
O rendimento da linha é: 662 / (8 x 89,7) = 0,923 = 92,3%
Ou então: 662 / (662 + 55,7) = 0,923 = 92,3 %
A B
C
E
D
F
G H
44” 36”
55”
250”
112”
65”
21” 79”
3 x
2 x
A B
C
E
D
F
G H
44” 36”
55”
250”
112”
65”
21” 79”
3 x
2 x
A B
C
E
D
F
G H
44” 36”
55”
250”
112”
65”
21” 79”
3 x
2 x
4
LOGÍSTICAEM MESTRADO
Alínea c)
Segundo passo da TOC: explorar os estrangulamentos.
Antes de qualquer outra medida, deviam ser investigadas as causas dos defeitos em M3 e M2 e tentada a redução das taxas respectivas.
Se fosse possível eliminar todos os defeitos desses dois postos, ter-se-ia:
Posto Taxa de aproveitamento Produção máxima diária útil M1 98,0 % 0,98 x (1 510) = 1 480 M3 100,0 % 1,00 x (8 000) = 8 000 M4 98,0 % 0,98 x (12 400) = 12 152 M2 100,0 % 1,00 x MIN( 1 500 ; 1 480/1 ; 8 000/6) = 1 333 M5 100 % 1,0 x MIN( 1 400 ; 1 333/1 ; 12 152/8) = 1 333
O estrangulamento permanece em M3, mas consegue-se um aumento de capacidade de 3,6 %.