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MB – 757
GESTÃO DE OPERAÇÕES
Professor: Rodrigo A. Scarpel
www.mec.ita.br/~rodrigo
• Organizações:
ORGANIZAÇÕES (objetivo: compatibilizar oferta
e demanda)
ÁREAS DE APOIO: FINANÇAS (objetivo: prover fundos para
operações, orçamentos, controladoria)
RECURSOS HUMANOS (RH)
TECNOL. INFORMAÇÃO (TI)
COMERCIAL (objetivo: vendas e marketing –
identificar desejos e necessidades
dos clientes, promover os bens e
serviço da organização)
OPERAÇÕES (objetivo: produzir bens e/ou entregar serviços)
Gestão de Operações:
Projeto dos produtos e serviços
Melhorar a Produtividade Custos
Localização (instalações e estoques)
Gestão da Qualidade (dos insumos até os produtos finais)
Gestão do atendimento dos pedidos
Gestão dos estoques (insumos, em processo e de produtos finais)
Gerenciar a cadeia de suprimento
Gerenciar a capacidade (mão de obra,
máquinas, processos produtivos,...)
Planejar e controlar a produção
• O que é? É a gestão de sistemas ou processos que criam bens e/ou provém serviços.
• Bens: itens físicos produzidos pelas organizações
• Serviços: atividades que geram alguma combinação de tempo, localização, forma e/ou valor
psicológico
• Bens x Serviços:
Gestão de Operações:
CARACTERÍSTICA BENS SERVIÇOS
Contato com cliente BAIXO ALTO
Uniformidade dos insumos ALTA BAIXA
Conteúdo de trabalho BAIXO ALTO
Uniformidade das saídas ALTA BAIXA
Saídas TANGÍVEIS INTANGÍVEIS
Mensuração da produtividade SIMPLES DIFÍCIL
Estoques MUITO POUCO
Patenteável? NORMALMENTE RARAMENTE
Oportunidade para corrigir problemas de qualidade antes da entrega ALTA BAIXA
• A evolução histórica da gestão de operações:
Gestão de Operações:
EVOLUÇÃO DA GESTÃO DE OPERAÇÕES
Revolução Industrial (1769 a 1840):
• Produção artesanal Mecanização, Divisão do Trabalho
Administração Científica (início do século 20):
• Taylorismo: tempos e métodos, padronização do trabalho
• Fordismo: Ford Modelo T, produção em massa (grande volume, modelo
único), linha de montagem
• A evolução histórica da gestão de operações:
Gestão de Operações:
EVOLUÇÃO DA GESTÃO DE OPERAÇÕES
Relações humanas e behaviorismo (1950 a
1960):
• Motivação, fadiga, iluminação
• Responsabilidade nas decisões
• A evolução histórica da gestão de operações:
Gestão de Operações:
EVOLUÇÃO DA GESTÃO DE OPERAÇÕES
Modelos de decisão (1960 a 1980):
• Ferramentas quantitativas (previsão, gestão de
estoques, sequenciamento, ...)
• A evolução histórica da gestão de operações:
• Reflexos nas operações: automação, controle numérico, qualidade total, projeto auxiliado por computador, cadeia de
suprimentos e outsourcing.
Gestão de Operações:
EVOLUÇÃO DA GESTÃO DE OPERAÇÕES
A Revolução dos Serviços (1980 a ?):
• Setor financeiro
• Tecnologia da informação
• Softwares
• Grandes varejistas
• Educação e ensino
• Telecomunicações
• Internet
• Visão moderna: supply-chain operation reference (SCOR) model
• Cadeia de suprimentos: sequência de organizações (instalações, funções e atividades) envolvidas na produção e
entrega de um produto
Gestão de Operações:
Instalações: fábricas, armazéns, escritórios, lojas,...
Funções e atividades: previsões, compras, planejamento e programação, produção, serviços ao consumidor, ...
• Desafios da manufatura:
• Produzir uma variedade crescente de produtos
• Lead time mais curto
• Menos estoques (pequenos lotes)
• Qualidade (sem defeitos)
Trade-off: Eficiência (menos desperdício, qualidade) x Agilidade (flexibilidade,
rapidez)
Foco na cadeia de suprimentos: Aquisição, Transformação (ou Manufatura) e
Distribuição
Gestão de Operações:
Semana Conteúdo
1 Apresentação da disciplina. Competitividade e a Gestão de Operações. Previsão em Gestão de Operações.
2 Gestão dos estoques: casos com demanda independente e casos com demanda dependente.
3 A visão por processos. Processo contínuo e processo em massa. Customização em massa.
4 Processo em lotes. Compartilhamento de linhas de produção. Sequenciamento da produção (flow shop).
5 Processo de jobbing. Agilidade do processo. Sequenciamento da produção (job shop).
6 Manufatura enxuta e Just-in-time.
7 Melhoria em Operações.
8 Prova
Programa do Curso:
Avaliação:
• 1 Prova final (50% na nota)
• Exercícios para entregar (50% da nota)
Programa do Curso:
Bibliografia:
Slack, N., Brandon-Jones, A. e Johnston, R., Administração da Produção , 4a edição.
Editora Atlas, 2015.
Stevenson, W. J., Operations Management, 10th edition. McGraw-Hill Irwin, 2009.
Correa, H. L., Correa, C. A. Administração de Produção e Operações - Manufatura e
Serviços: Uma Abordagem Estratégica, 4a edição. São Paulo: Atlas (GEN), 2017.
MB – 757
COMPETITIVIDADE E A GESTÃO
DE OPERAÇÕES
Professor: Rodrigo A. Scarpel
www.mec.ita.br/~rodrigo
Competitividade:
• O que é? Quão efetivamente uma organização entende e atende os desejos e necessidades dos
clientes comparativamente a outras organizações que oferecem produtos ou serviços
similares.
• Competitividade depende da interação de Operações e Marketing:
OPERAÇÕES MARKETING
Identificar os desejos e necessidades
dos clientes
Precificação dos produtos
Propaganda e promoções
Projeto dos produtos e serviços
Produtividade Custos
Localização (conveniência)
Qualidade (do bem e do serviço)
Rapidez no atendimento
Flexibilidade (resposta a mudanças)
Gestão dos estoques
Gestão da cadeia de suprimento
Missão, estratégia e tática:
Missão: razão para a existência da organização
(deve identificar seu propósito) Missão
Objetivos
Organizacionais
Estratégia Organizacional
Objetivos Funcionais
Estratégias
RH, TI e
Finanças
Estratégia de
Operações
Estratégia
Comercial
Táticas
Procedimentos
Operacionais (tarefas)
Táticas
Procedimentos
Operacionais (tarefas)
Táticas
Procedimentos
Operacionais (tarefas)
Objetivos Organizacionais: detalhar a missão e
identificar seu escopo
Estratégia Organizacional: criar o plano para
atingir os objetivos organizacionais
Tática: indicar os métodos e ações
para cumprir a estratégia
OBJETIVOS
ORGANIZACIONAIS
ESTRATÉGIA
ORGANIZACIONAL FATORES DE IMPACTO
EXTERNOS
i. Condição econômica (inflação, taxa
de juros,...)
ii. Condições políticas (estabilidade,
guerra,...)
iii. Ambiente legal (legislação
antitruste, regulação, leis
trabalhistas, patentes,...)
iv. Tecnologia (processos, produtos)
v. Competição (preço, qualidade,
barreiras a entrada,...)
vi. Mercado (tamanho, localização,
lealdade as marcas, barreiras a
entrada, potencial de
crescimento,...)
FATORES DE IMPACTO INTERNOS
(COMPETÊNCIAS E FRAQUEZAS)
i. Recursos humanos (disponibilidade,
experiência, expertise,...)
ii. Instalações e equipamentos (capacidade,
localização, idade, custo de manutenção,...)
iii. Recursos financeiros (acesso a fundos, fluxo
de caixa, endividamento, custo de capital,...)
iv. Clientes (lealdade, entendimento dos desejos
e necessidades,...)
v. Produtos e serviços (existentes e potenciais
novos produtos e serviços)
vi. Tecnologia (existente e habilidade para
integrar e/ou absorver novas)
vii. Fornecedores (relacionamento, qualidade,...)
viii. Outros (canais de distribuição, acesso aos
mercados, acesso aos recursos,...)
OBJETIVOS DE
DESEMPENHO
(FUNCIONAIS)
Missão: razão para a existência da organização
(deve identificar seu propósito) Missão
Objetivos
Organizacionais
Estratégia Organizacional
Objetivos Funcionais
Estratégias
RH, TI e
Finanças
Estratégia de
Operações
Estratégia
Comercial
Táticas
Procedimentos
Operacionais (tarefas)
Táticas
Procedimentos
Operacionais (tarefas)
Táticas
Procedimentos
Operacionais (tarefas)
Objetivos Organizacionais: detalhar a missão e
identificar seu escopo
Estratégia Organizacional: criar o plano para
atingir os objetivos organizacionais
Tática: indicar os métodos e ações
para cumprir a estratégia
Missão: razão para a existência da organização
(deve identificar seu propósito) Missão
Objetivos
Organizacionais
Estratégia Organizacional
Objetivos Funcionais
Estratégias
RH, TI e
Finanças
Estratégia de
Operações
Estratégia
Comercial
Táticas
Procedimentos
Operacionais (tarefas)
Táticas
Procedimentos
Operacionais (tarefas)
Táticas
Procedimentos
Operacionais (tarefas)
Objetivos Organizacionais: detalhar a missão e
identificar seu escopo
Estratégia Organizacional: criar o plano para
atingir os objetivos organizacionais
Tática: indicar os métodos e ações
para cumprir a estratégia
OBJETIVOS
ORGANIZACIONAIS
ESTRATÉGIA
ORGANIZACIONAL FATORES DE IMPACTO
EXTERNOS
i. Condição econômica (inflação, taxa
de juros,...)
ii. Condições políticas (estabilidade,
guerra,...)
iii. Ambiente legal (legislação
antitruste, regulação, leis
trabalhistas, patentes,...)
iv. Tecnologia (processos, produtos)
v. Competição (preço, qualidade,
barreiras a entrada,...)
vi. Mercado (tamanho, localização,
lealdade as marcas, barreiras a
entrada, potencial de
crescimento,...)
FATORES DE IMPACTO INTERNOS
(COMPETÊNCIAS E FRAQUEZAS)
i. Recursos humanos (disponibilidade,
experiência, expertise,...)
ii. Instalações e equipamentos (capacidade,
localização, idade, custo de manutenção,...)
iii. Recursos financeiros (acesso a fundos, fluxo
de caixa, endividamento, custo de capital,...)
iv. Clientes (lealdade, entendimento dos desejos
e necessidades,...)
v. Produtos e serviços (existentes e potenciais
novos produtos e serviços)
vi. Tecnologia (existente e habilidade para
integrar e/ou absorver novas)
vii. Fornecedores (relacionamento, qualidade,...)
viii. Outros (canais de distribuição, acesso aos
mercados, acesso aos recursos,...)
OBJETIVOS DE
DESEMPENHO
(FUNCIONAIS)
Missão: razão para a existência da organização
(deve identificar seu propósito) Missão
Objetivos
Organizacionais
Estratégia Organizacional
Objetivos Funcionais
Estratégias
RH, TI e
Finanças
Estratégia de
Operações
Estratégia
Comercial
Táticas
Procedimentos
Operacionais (tarefas)
Táticas
Procedimentos
Operacionais (tarefas)
Táticas
Procedimentos
Operacionais (tarefas)
Objetivos Organizacionais: detalhar a missão e
identificar seu escopo
Estratégia Organizacional: criar o plano para
atingir os objetivos organizacionais
Tática: indicar os métodos e ações
para cumprir a estratégia
Estratégia organizacional e operações:
OBJETIVOS
ORGANIZACIONAIS
ESTRATÉGIA
ORGANIZACIONAL FATORES DE IMPACTO
EXTERNOS
i. Condição econômica (inflação,
taxa de juros,...)
ii. Condições políticas (estabilidade,
guerra,...)
iii. Ambiente legal (legislação
antitruste, regulação, leis
trabalhistas, patentes,...)
iv. Tecnologia (processos, produtos)
v. Competição (preço, qualidade,
barreiras a entrada,...)
vi. Mercado (tamanho, localização,
lealdade as marcas, barreiras a
entrada, potencial de
crescimento,...)
FATORES DE IMPACTO INTERNOS
(COMPETÊNCIAS E FRAQUEZAS)
i. Recursos humanos (disponibilidade,
experiência, expertise,...)
ii. Instalações e equipamentos (capacidade,
localização, idade, custo de manutenção,...)
iii. Recursos financeiros (acesso a fundos, fluxo
de caixa, endividamento, custo de capital,...)
iv. Clientes (lealdade, entendimento dos desejos
e necessidades,...)
v. Produtos e serviços (existentes e potenciais
novos produtos e serviços)
vi. Tecnologia (existente e habilidade para
integrar e/ou absorver novas)
vii. Fornecedores (relacionamento, qualidade,...)
viii. Outros (canais de distribuição, acesso aos
mercados, acesso aos recursos,...)
OBJETIVOS DE
DESEMPENHO
(FUNCIONAIS)
MISSÃO
ESTRATÉGIA DE
OPERAÇÕES
i. Posicionamento do
sistema produtivo
ii. Design da cadeia de
suprimentos
iii. Seleção do processo
iv. ...
• Algumas estratégias organizacionais:
Porter
Cost Leadership
Differentiation
Focus (market segments)
Low Price (ex: Wal-mart,
Southwest airline)
High Quality (ex: Sony TV,
Lexus, Five-star hotels)
Consistent Quality (ex:
Coca-cola, Honda)
Short time (ex:
McDonalds, FedEx)
Newness (ex: Apple, 3M)
Variety - mix (Subway,
Burguer King – “Have it
yourway”)
Variety - volume (ex:
Toyota)
Superior service (Ex: IBM,
HP)
OBJETIVOS
ORGANIZACIONAIS
ESTRATÉGIA
ORGANIZACIONAL FATORES DE IMPACTO
EXTERNOS
i. Condição econômica (inflação,
taxa de juros,...)
ii. Condições políticas (estabilidade,
guerra,...)
iii. Ambiente legal (legislação
antitruste, regulação, leis
trabalhistas, patentes,...)
iv. Tecnologia (processos, produtos)
v. Competição (preço, qualidade,
barreiras a entrada,...)
vi. Mercado (tamanho, localização,
lealdade as marcas, barreiras a
entrada, potencial de
crescimento,...)
FATORES DE IMPACTO INTERNOS
(COMPETÊNCIAS E FRAQUEZAS)
i. Recursos humanos (disponibilidade,
experiência, expertise,...)
ii. Instalações e equipamentos (capacidade,
localização, idade, custo de manutenção,...)
iii. Recursos financeiros (acesso a fundos, fluxo
de caixa, endividamento, custo de capital,...)
iv. Clientes (lealdade, entendimento dos desejos
e necessidades,...)
v. Produtos e serviços (existentes e potenciais
novos produtos e serviços)
vi. Tecnologia (existente e habilidade para
integrar e/ou absorver novas)
vii. Fornecedores (relacionamento, qualidade,...)
viii. Outros (canais de distribuição, acesso aos
mercados, acesso aos recursos,...)
OBJETIVOS DE
DESEMPENHO
(FUNCIONAIS)
MISSÃO
ESTRATÉGIA DE
OPERAÇÕES
i. Posicionamento do
sistema produtivo
ii. Design da cadeia de
suprimentos
iii. ...
Objetivos de desempenho em Operações:
• Os objetivos de desempenho (ou dimensões de performance) comumente considerados são:
i. Qualidade: fazer certo as coisas
• Qualidade do produto (quão bom) Performance (características primárias), durabilidade,
conforto, estética, confiabilidade (chance de falha), ...
• Qualidade do processo (tão bom como prometido) Conformidade (com especificações),
consistência, comunicação, limpeza, ...
ii. Rapidez: fazer as coisas com rapidez (responsividade) pode ser na produção e/ou no atendimento
iii. Flexibilidade: mudar o que faz
• Produtos (introdução e modificação), variedade do mix (satisfazer a heterogeneidade dos
clientes) e serviços (data da entrega, horário, área,...)
• Processos: possibilidade de ajustar a oferta com a demanda (reprogramação, estoques) e/ ou na
alteração na duração do processo (e consequentemente no tempo de entrega)
iv. Custo: f(Produtividade)
• Custo de produzir
• Custo de servir
• Avaliação da performance: objetivos de desempenho e exemplos de métricas utilizadas na avaliação
Objetivos de Desempenho em Operações:
Qualidade Rapidez Flexibilidade Custos
- Número de defeitos por unidade
- Nível de reclamação dos clientes
- Nível de refugo
- Alegações de garantia
- Tempo médio entre falhas
- Escore de satisfação dos clientes
- Lead time dos pedidos
- Frequência de entregas
- Tempo de ciclo
- Tempo de atravessamento real x teórico
- Tempo para iniciar atendimento dos pedidos
- Tempo necessário para desenvolver novos produtos
- Tempo de mudança das máquinas
- Tamanho médio do lote
- Tempo para mudar a programação
- Tamanho do mix de produtos
- Produtividade da mão de obra
- Utilização dos recursos
- Custo por hora de operação
- Estoque médio (produtos acabados e matérias primas)
- Estoque de produtos em processo
Objetivos de Desempenho em Operações:
• Critérios qualificadores e ganhadores de pedidos:
DESEMPENHO
BE
NE
FÍC
IO
CO
MP
ET
ITIV
O
CRITÉRIOS GANHADORES
DE PEDIDO
DESEMPENHO
BE
NE
FÍC
IO
CO
MP
ET
ITIV
O
CRITÉRIOS
QUALIFICADORES
NÍVEL DE
QUALIFICAÇÃO
DESEMPENHO
BE
NE
FÍC
IO
CO
MP
ET
ITIV
O
CRITÉRIOS MENOS
IMPORTANTES
• Prioridades de melhoramento:
(em
rela
ção
a c
on
co
rrên
cia
) Objetivos de Desempenho em Operações:
(para cada um dos objetivos de desempenho)
Nível de importância: Nível de desempenho:
FONTE: Slack, N., 1994. The Importance-Performance Matrix as a Determinant of Improvement Priority. Int. J. of Operations & Prod. Management, 14 (5), 59–75.
• Prioridades de melhoramento :
(em
rela
ção
a c
on
co
rrên
cia
)
F2
F4
F1
F3
Exemplo:
Objetivo de desempenho: flexibilidade e qualidade
Métricas selecionadas:
F1: Tempo necessário para desenvolver novos
produtos
F2: Tamanho do mix de produtos
F3: Nível de reclamação dos clientes
F4: Alegações de garantia
Objetivos de Desempenho em Operações:
• Os “4 Vs” da produção:
Objetivos de desempenho:
Baixo VOLUME Alto
Alta VARIAÇÃO NA DEMANDA Baixa
Alta VARIEDADE Baixa
Alta VISIBILIDADE Baixa
Baixa repetição
Menos sistematização
Alto custo unitário
Flexível
Atende às necessidades
Alto custo unitário
Capacidade mutante
Flexibilidade
Antecipação
Satisfação definida pela
percepção do
consumidor
Alto custo unitário
Alta repetitividade
Sistematização
Capital intensivo
Baixo custo unitário
Rotineira
Padronizada
Baixo custo unitário
Estável
Previsível
Alta utilização da capacidade
Alta utilização dos
funcionários
Padronização
Baixo custo unitário
Produtos
funcionais
Produtos
customizados
• Alguns exemplos:
i. Qualidade: fazer certo as coisas
• Qualidade do produto → Performance
• Qualidade do processo → Conformidade
ii. Rapidez: fazer as coisas com rapidez (responsividade)
iii. Flexibilidade: mudar o que faz
• Produtos e serviços
• Processos
iv. Custo: f(Produtividade)
Hoteis da
Rede
Accor
i. Qualidade: fazer certo as coisas
• Qualidade do produto
• Qualidade do processo
ii. Rapidez: fazer as coisas com rapidez (responsividade)
iii. Flexibilidade: mudar o que faz
• Produtos e serviços
• Processos
iv. Custo: f(Produtividade)
• Custo de produzir
• Custo de servir
Objetivos de desempenho:
Design da cadeia de suprimentos (DCS):
• No projeto da cadeia de suprimentos o trafe-off fundamental é entre eficiência x agilidade.
Cadeia de suprimentos EFICIENTE x Cadeia de suprimentos ÁGIL
- Foco na minimização de custos e maximização
da produtividade
- Exemplo: Generic dispersed stock model
- Foco na maximização da velocidade e na
maximização da flexibilidade
- Exemplo: Generic Assemble-to-Order model
Cliente
Cliente
Cliente
...
F/G Stock
F/G Stock
F/G Stock
Secundary
Manufacture Primary
Manufacture
Stock
Cliente
Cliente
Cliente
...
Secundary
Manufacture Primary
Manufacture
Stock
Design da cadeia de suprimentos (DCS):
• Ponto de desacoplamento e suas implicações:
(ÁGIL) (EFICIENTE)
Order Driven Forecast Driven
Material
decoupling
point
Pull Push
- Foco na minimização de custos e
maximização da produtividade :
- Baixo nível de estoques
- Alta utilização da capacidade
- Padronização dos processo
- Alta previsibilidade
- Baixo custo unitário de produção
- Foco na maximização da velocidade e
na maximização da flexibilidade:
- Redução do tempo de atendimento
do pedido (lead time)
- Alta disponibilidade dos recursos
(para pronto atendimento)
- Uso de estratégias de postponement /
delayed differentiation (ampliar o mix)
DCS e Sistemas de Produção:
Sistema de
Produção Definição
Ponto de
Desacoplamento Indicado quando Decisões críticas
Make-to-stock (MTS),
dispersed stock model
(multiple distribution
centers)
Produtos são fabricados antes
de receber os pedidos. Os
pedidos são atendidos usando
os estoques existentes e estes
são repostos por meio de ordens
de produção
Estoque de produtos
acabados nos
múltiplos centros de
distribuição
Baixa variedade, alto
volume, alta previsibilidade
da demanda (pouco
estoque de segurança)
Localização dos centros de
distribuição (minimizar o
custo de distribuição)
Make-to-stock (MTS),
single distribution center
(SDC)
Estoque de produtos
acabados
Maior variedade com menor
volume e demanda menos
previsível (mais estoque de
segurança)
Distribuição (maior custo de
distribuição não pode
eliminar os ganhos obtidos
com redução dos estoques)
• Ponto de desacoplamento e suas implicações:
MTS, DSM MTS, SDC
EFICIENTE ÁGIL EFICIENTE ÁGIL
Sistema de
Produção Definição
Ponto de
Desacoplamento Indicado quando Decisões críticas
Assemble-to-order
(ATO)
Produtos são montados (ou são
acabados) após recebimento dos
pedidos
Estoque de
componentes /
produtos não
acabados
Custo para estocar
componentes é menor que
custo para estocar produtos
acabados
Nível de postponement
(depende da variedade do
mix, frequência dos pedidos,
entre outros)
Make-to-order (MTO)
Produtos são fabricados após
recebimento dos pedidos (pela
combinações de itens
padronizados / customizados)
Estoque de
componentes / itens
Alta variedade, volume
unitário
Disponibilidade dos
recursos e desenvolvimento
de projetos modulares
• Ponto de desacoplamento e suas implicações:
ATO
EFICIENTE ÁGIL
MTO
EFICIENTE ÁGIL
DCS e Sistemas de Produção:
Sistemas de Produção:
FONTE: Yang, B., Burns, N.D., 2003. Implications of postponement for the supply chain. Int. J. Prod. Res. 41 (9), 2075–2090
Sistema de
Produção
Ponto de
Desacoplamento Indicado quando Decisões críticas
Objetivos de
Desempenho
Make-to-stock (MTS),
dispersed stock model
(multiple distribution
centers)
Estoque de produtos
acabados nos
múltiplos centros de
distribuição
Baixa variedade, alto
volume, alta previsibilidade
da demanda (pouco estoque
de segurança)
Localização dos centros de
distribuição (minimizar o
custo de distribuição)
• Qualidade: conformidade
com o padrão
• Rapidez: pronta entrega
• Flexibilidade: volume de
produção
• Custo: constante
Make-to-stock (MTS),
single distribution center
Estoque de produtos
acabados
Maior variedade com menor
volume e demanda menos
previsível (mais estoque de
segurança)
Distribuição (maior custo de
distribuição não pode
eliminar os ganhos obtidos
com redução dos estoques)
Assemble-to-order (ATO)
Estoque de
componentes /
produtos não
acabados
Custo para estocar
componentes é menor que
custo para estocar produtos
acabados
Nível de postponement
(depende da variedade do
mix, frequência dos pedidos,
entre outros)
Make-to-order (MTO) Estoque de
componentes / itens
Alta variedade, volume
unitário
Disponibilidade dos recursos
e desenvolvimento de
projetos modulares
• Qualidade: desempenho
de especificação
• Rapidez: tempo de espera
negociado
• Flexibilidade: especificação
do produto
• Custo: variável
Engineer-to-order (ETO) Não há Produto único
Processo de projeto
(cronograma, caminho
crítico, ..)
Sistemas de Produção:
MB – 757
PREVISÃO EM GESTÃO DE
OPERAÇÕES
Professor: Rodrigo A. Scarpel
www.mec.ita.br/~rodrigo
Questões gerenciais:
A criação de previsões é o ponto de partida para qualquer planejamento.
Definir um processo para a criação de previsões levando em consideração:
Quem vai utilizar as previsões geradas?
Qual o horizonte da previsão?
• Planejamento da produção
• Planejamento de estoques e materiais
• Preparação de orçamento
• Planejamento de vendas
• Planejamento de recursos humanos
• Planejamento de aquisição de novos equipamentos
• Desenvolvimento de novos produtos
• Planejamento de expansão
Operacional (até 90 dias)
Tático (de 3 a 12 meses)
Estratégico (maior que 1 ano)
Questões gerenciais:
Quem vai utilizar as previsões geradas?
Sistema de Produção Ponto de Desacoplamento O que Prever?
Make-to-stock (MTS), dispersed stock
model (multiple distribution centers)
Estoque de produtos acabados nos
múltiplos centros de distribuição
Demanda (semanal ou diária) por cada um dos
produtos acabados, por centro de distribuição
Make-to-stock (MTS), single distribution
center Estoque de produtos acabados
Demanda (de acordo com o lead time) por cada
um dos produtos acabados
Assemble-to-order (ATO) Estoque de componentes / produtos
não acabados
Demanda (de acordo com o lead time) para cada
um dos componentes (ou para cada um dos
produtos não acabados)
Make-to-order (MTO) Estoque de componentes / itens Demanda (de acordo com o lead time) para cada
um dos componentes / itens
Pull Push
Fonte: Armstrong, J. S., Brodie, R. J., 1999. Forecasting for Marketing. In: Quantitative Methods in Marketing, Second Edition. London: International Thompson Business Press.
Seleção de métodos de previsão:
Os métodos de previsão por extrapolação (também conhecidos como métodos automáticos de previsão)
são aqueles em que se faz necessária pouca ou nenhuma intervenção.
São utilizados para criar previsões para suportar decisões no nível operacional para um grande número
de produtos/sku ou componentes/itens:
Métodos de previsão por extrapolação:
Componente Sazonal
Componente de Tendência
Componente Aleatória
Métodos de previsão por extrapolação:
São métodos que replicam no futuro os padrões (tendência e sazonalidade) identificados no passado:
Série Original
Previsão por Extrapolação
Métodos de previsão por extrapolação:
Exemplo:
Média 39,25 43,25 47,25
Vendas (unidades): Índice de sazonalidade: Vendas dessasonalizada (un):
Métodos de previsão por extrapolação:
Exemplo:
...
Vendas dessasonalizada (un): Previsão dessasonalizada (Ano 4):
Q1: 37,334 + 0,9107*13 = 49,173
Q2: 37,334 + 0,9107*14 = 50,084
Q3: 37,334 + 0,9107*15 = 50,994
Q4: 37,334 + 0,9107*16 = 51,905
Previsão (Ano 4):
Q1: 49,173 * 1,334 = 65,60 (~ 66 unidades)
Q2: 50,084 * 0,570 = 28,55 (~ 29 unidades)
Q3: 50,994 * 0,933 = 47,58 (~ 48 unidades)
Q4: 51,905 * 1,163 = 60,36 (~ 60 unidades)
Métodos de previsão por extrapolação:
Por análise de regressão:
MB – 757
GESTÃO DOS ESTOQUES
Professor: Rodrigo A. Scarpel
www.mec.ita.br/~rodrigo
• Estoque: acumulação armazenada de recursos materiais em um sistema de transformação
Introdução:
• Tipos de estoque:
Componentes e matérias-primas,
Produtos acabados
Material em processo (WIP):
• Os 5 motivos para ter estoque:
i. Estoque de ciclo (devido a lei de Little: Estoque = Taxa de fluxo x Tempo de fluxo). Há necessidade
de estoque pois tempo de fluxo (T) > 0.
Ex: Fábrica de vinho se T= 2 anos, Estoque = 2 anos para não faltar produto
ii. Estoque de antecipação (ou sazonal): compensar diferenças de ritmo de fornecimento e demanda
iii. Estoque de segurança: compensar as incertezas inerentes a fornecimento (falhas e atrasos na
entrega) e demanda (erros na previsão de demanda)
iv. Estoque de desacoplamento: criar oportunidade para programação e velocidades de processamento
independentes entre os estágios do processo de produção (estoque em processo).
v. Estoque no canal (de distribuição): os materiais não podem ser transportados instantaneamente
entre os pontos de fornecimento e de demanda (também proporciona economia de escala).
Introdução:
• Modelos para gerenciamento dos estoques:
Modelos para Gerenciamento de Estoques:
Inventory Models
Independent
Demand Models Dependent Demand Models:
• Material requirements planning (MRP)
• Just-in-time (JIT) systems Deterministic Models:
• Economic Order Quantity (EOQ)
• Multiple products model
Probabilistic Models:
• Service level model
• Periodic review systems
• Tipos de demanda (e consequentemente de modelos para gerenciamento de estoques):
• Independente: consumo futuro é baseado em previsões (depende de fatores que estão fora do
controle das organizações como condições de mercado, ofertas, promoções, entre outros)
• Dependente: consumo futuro é calculado com base em fatores sob o controle das operações.
Questões gerenciais:
Quais estoques serão gerenciados?
Sistema de Produção Ponto de Desacoplamento Estoques gerenciados
Make-to-stock (MTS), dispersed stock
model (multiple distribution centers)
Estoque de produtos acabados nos
múltiplos centros de distribuição
Estoque de produtos acabados: demanda prevista
Estoque de componentes / itens: demanda dependente
Make-to-stock (MTS), single
distribution center Estoque de produtos acabados
Estoque de produtos acabados: demanda prevista (estoque
de produtos e de segurança compartilhados)
Estoque de componentes / itens: demanda dependente
Assemble-to-order (ATO) Estoque de componentes / produtos
não acabados
Estoque de produtos não acabados: demanda prevista
Estoque de componentes / itens: demanda independente
(componentes compartilhados)
Make-to-order (MTO) Estoque de componentes / itens Estoque de componentes / itens: demanda independente
• Questões-chave em gerenciamento de estoques:
QUANTO pedir (nível apropriado de estoques)?
QUANDO as ordens de compra deveriam ser colocadas para repor os estoques?
Modelos para demanda independente:
Nível de
Estoque
tempo
Lo
te d
e R
es
su
pri
me
nto
Po
nto
de
Re
ssu
pri
men
to
Tempo de
Ressuprimento
• Modelo básico para gestão dos estoques:
• Questões-chave em gerenciamento de estoques:
QUANTO pedir (nível apropriado de estoques)?
o Volume de ressuprimento (lote econômico de compra, EOQ com desconto, múltiplos itens)
QUANDO as ordens de compra deveriam ser colocadas para repor os estoques?
o Ponto de ressuprimento (determinístico, probabilístico)
o Nível de serviço pretendido (probabilístico estoques de segurança)
o Políticas de reposição dos estoques (revisão contínua ou revisão periódica)
COMO controlar o sistema?
o Sistema de controle e análise de estoque
• Função custo de estoque:
OBS: Custo de estocagem = custos de armazenagem + custos de capital de giro + custos de obsolecência
Custo de preparação = custo do pedido (custos administrativos + custo do transporte do pedido)
Modelos para demanda independente:
=>
Custo do pedido (order cost)
Custo de estocagem (holding cost)
• O problema do lote econômico:
Volume de ressuprimento:
Exemplo: Seja um produto com D=100 unidades/dia, K=$100/pedido, h=$0,02/unidade*dia
Tamanho ótimo do lote:
• Tamanho ótimo do lote:
• Ponto de resuprimento: como L < , o pedido deve ser feito 5 dias antes
do estoque acabar (quando houver 500 unidades em estoque)
Exemplo: D=100 un/dia, K=$100/pedido, h=$0,02/un*dia, L = 5 dias (tempo de ciclo do pedido)
Ponto de ressuprimento:
• O problema do lote econômico determinístico:
→ e
• Para um nível de serviço de 97% (z=1,88): Estoque de segurança = 1,88*9*raiz(5) = 37,83 un
→ o pedido deve ser feito quando houver 538 unidades em estoque
Exemplo 1 (demanda estocástica): D=100 un/dia (sD=9 un/dia), L = 5 dias (tempo de ciclo do pedido)
Ponto de ressuprimento:
• O problema do lote econômico estocástico (demanda e lead time estocásticos):
• Sistemas de duas e três gavetas:
− Método simples e evidente de indicação do momento em que o ponto de ressuprimento
é alcançado
− De grande utilidade quando há muitos itens para serem monitorados
Controle dos estoques:
• Escolha do nível de serviço: o sistema ABC
− Alguns itens estocados possuem um custo para a organização maior do que outros
− O sistema ABC prioriza os itens conforme sua movimentação de valor (taxa de uso
multiplicada pelo seu custo individual)
Controle dos estoques:
Itens Classe A: 20% de itens representam cerca de
80% do valor total em estoque
Espera-se menores níveis de serviço
Itens Classe B: 30% dos itens representam cerca de
15% do valor total em estoque
Itens Classe C: 50% dos itens representam cerca de
5% do valor total do estoque
Espera-se maiores níveis de serviço
• O sistema ABC – Exemplo:
Controle dos estoques:
Itens classe A: Custo = $4346/ano (nível de serviço sugerido: 75%)
Itens classe B: Custo = $834/ano (nível de serviço sugerido: 90%)
Itens classe C: Custo = $389/ano (nível de serviço sugerido: 99%)
Compartilhamento dos estoques:
• Quando utiliza-se uma central de distribuição (CD) os fornecedores podem combinar / agregar a
demanda e os pedidos dos diferentes clientes. Assim,
Pelo EOQ:
Caso A: N CDs e cada CD possui Demanda D (1 produto)
Estoque total = N.Q* e
Caso B: 1 CD e Demanda = N.D (1 produto)
Estoque total:
Redução no TC = TC (Caso A) – TC (Caso B)
Ex: N = 4 clientes, Redução = 1/(2/4) = 50%
N = 100 clientes, Redução = 90%
Compartilhamento dos estoques:
• Quando utiliza-se uma central de distribuição (CD), também considera-se que os estoques de
segurança (SS) são compartilhados. Assim,
Caso A: N CDs (1 produto)
µDEMANDA por CD = D unidades / semana
σDEMANDA por CD = σD unidades / semana
Lead time (LT) = 1 semana → σLT.D = σD unidades
SS = Z.σD unidades
Como são N CDs, SSTOTAL = N.Z.σD unidades
Caso B: estoques compartilhados em 1 CD (1 produto)
µDEMANDA = N.D unidades / semana
σDEMANDA = √N * σD unidades / semana
Lead time (LT) = 1 semana → σLT.D = √N * σD unidades
SSTOTAL = Z.√N.σD unidades
Assim, a redução percentual é de 1 – (√N/N)
• O uso de uma CD única resulta menores custos de carregamento dos estoques, mas em maiores
custos de transportes.
^
^
^
^
^
^
• Entradas e saídas do MRP (Material Requirement Planning) :
Plano Mestre da
Produção
Planejamento da
necessidade de
materiais (MRP)
Carteira de
pedidos
Previsão de
vendas
Lista de
materiais
Registros de
estoque
Planos de
materiais
Ordens de
compra
Ordens de
produção
Modelos para demanda dependente:
• Objetivo: Gerar os cronogramas de produção, compra de materiais e de entrega dos produtos acabados
com as quantidades e datas.
• Janela de tempo:
• Reunião de S&OP:
Plano Mestre da Produção:
Fixa
(fechada)
Semi-
fechada
Aberta
Previsão de Vendas
Pedidos de Compra Estoque inicial
Capacidade produtiva
Plano de
Fornecimento
• Exemplo (produção em lotes - 1.000 lapiseiras P207):
Plano Mestre da Produção:
Fixa (fechada)
Não haverá
produção deste
item e novas
vendas ≤ 271
(428-172+15)
unidades
Semi-fechada
Será produzido
um lote na
semana 3 e
novas vendas
≤ 857 (1.000 – 86
– 57) unidades
Aberta
Pretende-se produzir
3 lotes (semanas 5, 7
e 8) e novas vendas
≤ 2972 unidades
(3*1.000 – 28)
• Lista de materiais / árvore do produto: traz todas as relações pai-filho entre todos os itens de um produto.
• Exemplo:
Entradas do MRP:
Pedido: 1.000 lapiseiras (P207)
Necessidades brutas:
10 g de Corante Azul
17 kg de Plástico ABS
2 m de Fio de borracha
4 kg de Tira 0,1 mm
1.000 Molas
50 g de Corante preto
1.000 Suportes de garra
1.000 Capas de garra
3.000 Garras
...
1.000 Guias de ponteira
Demanda independente
Demanda dependente
• Necessidades brutas de materiais e lead-time (estimados a partir da lista de pedidos).
• Exemplo:
• Considerações sobre lead-time:
Entradas do MRP:
Itens comprados:
Itens produzidos:
LT (dias)
• Escalonamento no tempo para obtenção dos itens (necessidades brutas).
• Exemplo: Pedido: 1.000 lapiseiras (P207)
Entrega: dia 21
Processamentos do MRP:
• Registro básico e processo do MRP (relações pai-filhos).
• Exemplo:
Processamentos do MRP:
MB – 757
A VISÃO POR PROCESSOS
Professor: Rodrigo A. Scarpel
www.mec.ita.br/~rodrigo
Introdução:
Definições de processo
i. Mecanismos que transformam inputs em outputs
ii. Arranjo de recursos que produzem alguma mistura
de produtos e serviços
Exemplos:
Airlines:
• Inputs: avião, pilotos e tripulação,
combustível, passageiros e carga
• Processos: check-in, transporte dos
passageiros, cuidado com as malas
• Outputs: passageiros e carga tranaportados
Loja de departamento:
• Inputs: produtos a venda, equipe de vendas,
sistemas de informação, clientes
• Processos: comprar e estocar bens, dispor
os bens, vender os bens
• Outputs: clientes e bens juntos
Fabricante de comida congelada:
• Inputs: comida fresca, operadores, tecnologia
de processamento de alimentos, ambientes
congelados para estocar, pedidos
• Processos: compra de insumos, preparação
da comida, congelamento da comida,
empacotamento, processamento dos pedidos
• Outputs: clientes e comida congelada juntos
Produtos
Customizados “Make-to-
order”
Produtos
Funcionais
Produtos
Inovativos
• Os “4 Vs” das operações:
Baixo VOLUME Alto
Alta VARIAÇÃO NA DEMANDA Baixa
Alta VARIEDADE Baixa
Alta VISIBILIDADE Baixa
Baixa repetição
Menos sistematização
Alto custo unitário
Flexível
Atende às necessidades
Alto custo unitário
Capacidade mutante
Flexibilidade
Antecipação
Satisfação definida pela
percepção do
consumidor
Alto custo unitário
Alta repetitividade
Sistematização
Capital intensivo
Baixo custo unitário
Rotineira
Padronizada
Baixo custo unitário
Estável
Previsível
Alta utilização da capacidade
Alta utilização dos
funcionários
Padronização
Baixo custo unitário
Tipos dos processos:
FONTE: Yang, B., Burns, N.D., 2003. Implications of postponement for the supply chain. Int. J. Prod. Res. 41 (9), 2075–2090
Tipos dos processos:
O projeto detalhado de processo envolve identificar todas as atividades individuais que são necessárias para atender
aos objetivos do processo. Este projeto é frequentemente realizado utilizando mapeamento de processos.
O mapeamento de processo envolve simplesmente descrever os processos em termos de como as atividades
relacionam-se entre si. Símbolos utilizados no mapeamento dos processos:
Exemplo:
Operação (uma atividade que diretamente agrega valor)
Inspeção (checagem de algum tipo)
Estoque
Transporte (movimentação de algo)
Atraso (espera, por exemplo, de materiais)
Sanduíches customizados:
(make-to-order, Jobbing)
Matéria-prima Montagem Recebimento
de pagamento
Pedido
Sanduíches padronizados:
(make-to-stock, em lotes
ou em massa)
Matéria-
prima Montagem Recebimento
de pagamento
Sanduíches
estocados
Sanduíches
estocados
Movimentação
para a loja Venda
Decisão
Direção do fluxo
Projeto detalhado de processo:
Relação entre o tipo de processo e seu mapa / fluxo:
Mapeamento do processo:
Volume Alto Baixo
Vari
ed
ad
e
Alt
a
Baix
a
Processo
de Projeto
Processo
em Jobbing
Processo
em Massa
Processo
Contínuo
Tare
fas
R
ep
etid
as
/
Div
idid
as
D
ive
rsa
s/
Co
mp
lex
as
Processo
em Lotes
1. Processo de projeto:
• Baixo volume, alta variedade, tarefas diversas e complexas
5. Processo contínuo:
• Alto volume, baixa variedade, tarefas divididas e repetidas
...
• A avaliação da performance de processos é feita utilizando 4 medidas básicas:
Entradas acumuladas
Saídas acumuladas
Tempo
Núm
ero
de c
liente
s a
cum
ula
dos
Estoque (clientes
no sistema)
Tempo de fluxo (tempo
entre entrada e saída do
cliente)
• Tempo de atravessamento (fluxo): tempo
que uma unidade de fluxo leva do começo
ao final do processo
• Estoque (=chegadas acumuladas – saídas
acumuladas): número de unidades de fluxo
no processo em um dado momento do
tempo (diferença entre demanda e a
capacidade)
• Taxa de atravessamento (fluxo): número
de unidades atravessando o processo por
unidade de tempo
• Tempo de ciclo: tempo médio entre saídas
de unidades de fluxo (=1/Taxa de fluxo).
Métricas de performance de processos:
• Análise de processos: taxa de atravessamento, tempo de atravessamento e estoque
Exemplos:
• Lei de Little: Estoque (I) = Taxa de atravessamento (R) x Tempo de atravessamento (T)
Clientes esperando atendimento = 1 cliente/minuto x 20 minutos = 20 clientes
Hospital: R = 10 nascimentos/dia, T = 80%*(2 dias)+ 20%*(5 dias) = 2,6 dias I = 26 bebês
Medida ITA Banco Fábrica de vinho Montadora de veículos
Unidade de fluxo Alunos Clientes Garrafas de vinho Carros
Taxa de atravessamento (R)
180/ano 360 clientes/dia = 1 cliente/minuto
Garrafas vendidas/ano
Vendas/ano
Tempo de ciclo (=1/R) ~2 dias/aluno 60 s / cliente 365 dias / vendas 365 dias / vendas
Tempo de atravessamento 5 anos 20 minutos Tempo no barril 60 dias
Estoque 900 alunos (total de alunos)
Clientes esperando atendimento
Estoque de vinho (nos barris)
Estoque de veículos
Métricas de performance de processos:
• Eficiência de atravessamento do processo: métrica agregada de performance
Eficiência de atravessamento do processo = Conteúdo de trabalho / Tempo de atravessamento
Exemplo: Um centro de licenciamento de veículos processa, em média, 5.000 licenças a cada 8 horas
de trabalho. Uma recente checagem no centro verificou que havia 15.000 solicitações “em
andamento” ou esperando para serem processadas. A soma de todas as atividades
necessárias para processar uma solicitação é de 25 minutos. Qual é a eficiência do
processo?
• Estoque = 15.000 solicitações
• Tempo de ciclo = 8 horas / 5.000 = 480 minutos / 5.000 = 0,096 minuto
Da lei de Little: Tempo de atravessamento = Estoque x Tempo de ciclo = 15.000 x 0,096 =
1.440 minutos (= 24 h, ou 3 dias de trabalho)
Eficiência de atravessamento do processo = 25 / 1.440 = 1,74%
Métricas de performance de processos:
• Avaliação da capacidade de um processo:
• Identificando o recurso gargalo:
Matéria-prima Estação 1
cliente 37 s
Fila Estação 2
46 s
Estação 3
37 s
Fila
• Tempo de processamento (p): tempo gasto em cada tarefa (por estação)
• Capacidade = m / tempo de processamento (quantas unidades são processadas por unidade de tempo)
• Recurso gargalo: passo do processo com a menor capacidade.
• Capacidade do processo: capacidade do recurso gargalo
• Taxa de fluxo (ou atravessamento) = mínimo {demanda, capacidade do processo}
• Tempo de ciclo: tempo médio entre unidades emergindo do processo (= 1 / taxa de fluxo)
• Utilização = taxa de fluxo / capacidade
• Tempo de fluxo
• Estoque Já definidos anteriormente
3 funcionários
(um por estação,
m=1)
Métricas de performance de processos:
• Identificando o recurso gargalo:
Matéria-prima Estação 1
cliente 37 s
Fila Estação 2
46 s
Estação 3
37 s
Fila
• Tempo de processamento (p): tempo gasto em cada tarefa (por estação)
Estações 1 e 3 (37s = 0,6167 min), Estação 2 (46s = 0,7667 min)
• Capacidade = m / tempo de processamento (quantas unidades são processadas por unidade de tempo)
Estações 1 e 3 (= 1/0,6167 = 1,6216 un/min), Estação 2 (=1/0,7667 = 1,3043 un/min)
• Recurso gargalo: passo do processo com a menor capacidade Estação 2
• Capacidade do processo: capacidade do recurso gargalo 1,3043 unidades/min = 78,261 unidades/h
• Taxa de fluxo = mínimo {demanda, capacidade do processo} = 1,3043 un/min (considerando demanda ilimitada)
• Tempo de fluxo: tempo médio entre unidades emergindo do processo(= 1 / taxa de fluxo)= 1/1,3043= 0,7667 min (=46 s)
• Utilização = taxa de fluxo/ capacidade
Estações 1 e 3 (= 1,3043/1,6216 = 0,8043), Estação 2 (= 1,3043/1,3043 = 1,0)
3 funcionários
(um por estação,
m=1)
Métricas de performance de processos:
Capacidade = 12 casos/h
• Identificando o recurso gargalo:
Métricas de performance de processos:
• Ferramenta utilizada para relacionar operações e finanças
• Aplicada para realizar análise de sensibilidade ( Lucro/ variáveis de operação)
• Exemplos:
KPI trees:
• Exemplo: restaurante fast-food
Relação entre operações e finanças:
• Taxa de demanda = 100 clientes / h
• Receita média por cliente = $6,00 / cliente
• Custo médio por cliente = $1,50 / cliente
• Funcionários = 4 ; Salário = $15,00 / h
• Custos fixos (aluguel, ...) = $250,00/h
• Processo de produção:
1 2 3
42 s/un 47 s/un 39 s/un
• Análise de sensibilidade: redução nos custos x melhoria na operação
Relação entre operações e finanças:
- 10% ($1,35)
Redução nos custos:
$103,40
$413,40/h
$46,17/h
(+33%)
Melhoria na operação:
- 10% (42,3 s)
85,11
85,11
$510,63 / h
85,11 $127,66
$437,66/h
$72,97/h
(+110%)
Tipos de processo e layout recomendado:
vo
lum
e
va
ried
ad
e
Exemplo:
Volume Alto Baixo
Vari
ed
ad
e
Alt
a
Baix
a
Processo
de Projeto
Processo
em Jobbing
Processo
em Massa
Processo
Contínuo
Tare
fas
R
ep
eti
da
s /
Div
idid
as
Div
ers
as
/
Co
mp
lex
as
Processo
em Lotes
Posição
Fixa
Por
Processo
Celular
Produto /
Linha
MB – 757
LINHAS DE PRODUÇÃO
Professor: Rodrigo A. Scarpel
www.mec.ita.br/~rodrigo
Introdução:
Alto volume
Baixa variedade (layout por produto)
Ter qualidade significa ter conformidade
Ser rápido significa entrega imediata (make-to-stock – ponto de desacoplamento:
estoque de produtos acabados)
Ser flexível significa conseguir ajustar a capacidade à demanda (flexibilidade de volume)
Ser eficiente em custo significa ter custo constante
Layout por produto / linha de produção
• Arranjo físico em linha (por produto):
− Arranjando os estágios:
Arranjo longo-magro:
− Operação mais eficiente
− Fluxo controlado de materiais
− Requisito de capital mais moderado
Arranjo curto-gordo:
− Maior flexibilidade de volume
− Maior robustez (caso de falha)
− Trabalho menos monótono
Linhas de produção:
• Arranjo físico por produto (linha “longa-magra”):
− Decisões:
Quanto será o tempo de ciclo?
Quantos estágios (centros de trabalho) são necessários?
Como lidar com variações no tempo para cada tarefa?
Quais tarefas serão alocadas em quais estágios?
Linhas de produção:
3,93
min 9,82
min
12,25
min
8,18
min
5,56
min
1,19
min
3,27
min
2,62
min
8,18
min
Exemplo:
Dados necessários:
- Lista de tarefas
- Tempo para completar cada tarefa
- Relação de precedência entre as tarefas
A B C D
E
F
G
H
I
Tempo de atravessamento = Conteúdo de trabalho= 55 minutos
• Arranjo físico por produto (linha “longa-magra”):
− Decisões:
Quanto será o tempo de ciclo?
Quantos estágios (centros de trabalho) são necessários?
Como lidar com variações no tempo para cada tarefa?
Quais tarefas serão alocadas em quais estágios?
− Tempo takt: tempo que decorre entre produtos finalizados (= Tempo total/demanda)
Ex: Na próxima semana serão trabalhadas 40h e demanda é de 160 unidades Tempo takt = 15 min
− Número de estágios = conteúdo de trabalho do produto / tempo takt
Ex: Produto necessita de 55 minutos de trabalho Número de estágios = 55/15 = 3,67 (4 estágios)
− Variações no tempo para cada tarefa: estoque em processo ou recursos adicionais (mais estágios)
− Alocação de tarefas aos estágios: balanceamento de linhas de montagem
Linhas de produção:
• Arranjo físico por produto (linha “longa-magra”):
− Balanceamento de linhas de montagem:
Objetivo: minimizar o tempo desperdiçado por meio da alocação desigual de trabalho.
Diagrama de pendências: procedimento heurístico de alocação das atividades pendentes até que o tempo
alocado esteja próximo, mas não superior, ao tempo de takt.
Ex:
Linhas de produção:
Tempo takt: 15 min
3,93
min 9,82
min
12,25
min
8,18
min
5,56
min
1,19
min
3,27
min
2,62
min
8,18
min
A B C D
E
F
G
H
I
ESTÁGIO 1 ESTÁGIO 2 ESTÁGIO 3 ESTÁGIO 4
13,75 min 12,25 min 14,93 min 14,07 min
Tempo ocioso em cada ciclo = (13,74-15) + ... + (14,07-15) = 5 min
Proporção do tempo ocioso = 5/(15*4) = 8,33%
Tempo de ciclo = 14,93 min
3,93
min 9,82
min
12,25
min
8,18
min
5,56
min
1,19
min
3,27
min
2,62
min
8,18
min
A B C D
E
F
G
H
I
• Arranjo físico por produto: exemplo 2 (heurística de utilização incremental)
− Fabricante de calculadoras:
Demanda: 540 unidades/h
Atividades (considerar 54 min de montagem/h):
Tempo takt = 0,10 min/calculadora
Número mínimo de estações de
trabalho= 53,6
Linhas de produção:
Projeto detalhado de arranjo físico:
• Arranjo físico por produto: exemplo 2 (heurística de utilização incremental)
− Fabricante de calculadoras:
• Empregado por empresas que vivenciam flutuações de demanda (sazonalidade, entre outros) e de
capacidade.
• As previsões geradas não são por produto (são previsões agregadas por famílias ou pelo mix de
produtos) . As previsões são posteriormente desagregadas por produtos, considerando o plano de
produção escolhido.
• Planos agregados tradicionais:
Planejamento Agregado da Produção:
• Produção acompanhando a demanda: o
volume de produção varia para coincidir
com a demanda prevista
• Nivelamento da produção: o volume de
produção é mantido constante ao longo
do tempo (a diferença entre a demanda e
a capacidade é composta com estoques,
horas extras, subcontratações e backlog)
• Integrando planejamento da produção e o balanceamento da linha de montagem:
Exemplo:
Alternativas: i. Capacidade acompanhando a demanda (uso de horas extra)
ii. Nivelamento da produção (utilização de estoques)
3,93
min 9,82
min
12,25
min
8,18
min
5,56
min
1,19
min
3,27
min
2,62
min
8,18
min
Etapas da operação e tempo de processamento: Programação da produção (mensal):
t + 1: 1.160 unidades (1 unidade a cada 7,5 minutos)
t + 2: 1.250 unidades (1 unidade a cada 7,0 minutos)
t + 3: 1.300 unidades (1 unidade a cada 6,72 minutos)
(Considere 21 dias úteis no mês, 8 h por dia e 52 minutos/h)
Linhas de produção:
Estratégia de produzir produtos padronizados mas incorporando algum grau de customização.
Princípios:
1. Projeto é concebido a partir de plataformas (famílias de produtos).
2. Componentes são agrupados em módulos que são facilmente montados (arquitetura modular)
3. Diferenciação atrasada ou tática de postergar itens que serão customizados.
• Exemplos: DELL, hp
Customização em massa:
Demanda e capacidade de operação:
• Avaliação da capacidade existente (e dos gaps de capacidade):
• Estimação da capacidade para produção em lotes:
Capacidade = tamanho do lote / (tempo de preparação + tamanho do lote * tempo de processamento)
Exemplo: acabamento para produção de camisas (variação no acabamento)
• Tempo de preparação: 20 minutos
• Tempo de processamento: 4 minutos/camisa
• Tamanho do lote: 15 ou 10 unidades
Capacidade = 15 / (20+15*4) = 15/80 = 0,188 camisas/min
Matéria-prima Estação 1
cliente
Fila Estação 2 Estação 3
Fila ACABAMENTO
Fila
Preparação: 20 min
Processamento: 40 min/un 30 min/un 3 min/un 4 min/un
Recursos: m=8 m=5 m=1 m=1
Capacidade: (8/40) = 0,2 un/min (5/30) = 0,167 un/min (1/3) = 0,333 un/min Variável
Capacidade = 10 / (20+10*4) = 10/60 = 0,167 camisas/min
ou
Demanda e capacidade de operação:
• Avaliação da capacidade existente (e dos gaps de capacidade):
• Estimação da capacidade para produção em lotes:
Capacidade = tamanho do lote / (tempo de preparação + tamanho do lote * tempo de processamento)
Exemplo: acabamento para produção de camisas
• Tempo de preparação: 20 minutos
• Tempo de processamento: 4 minutos/camisa
• Tamanho do lote: x unidades
1/p
• Lotes grandes: Vantangem Economia de escala
Desvantagem Resultam em maiores estoques em processo
• Tamanho ideal de lote: balanceado com a necessidade de capacidade (o suficiente para que não seja o
recurso gargalo, ou seja, para que a linha esteja balanceada)
Demanda e capacidade de operação:
• Avaliação da capacidade existente (e dos gaps de capacidade):
• Estimação da capacidade para produção em lotes (com múltiplos produtos):
Capacidade = tamanho do lote / (tempo de preparação + tamanho do lote * tempo de processamento)
Ex: capacidade da linha de produção: 300 unidades/h (tempo de preparação: 30 minutos para qualquer troca)
Situação 1: 2 produtos
Produto A: demanda = 100 un/h
Produto B: demanda = 75 un/h
175 = tam. lote / (0,5*2 + tam. lote * (1/300))
Tamanho do lote = 420 unidades
Produto A = 420 * (100/175) = 240 unidades
Produto B = 420 * (75/175) = 180 unidades
AAAAA...AA BBB...BB AAAA...
240 un 180 un
30 m
in
30 m
in
Situação 2: 3 produtos
Produto A: demanda = 50 un/h
Produto B: demanda = 50 un/h
Produto C: demanda = 75 un/h
175 = tam. lote / (0,5*3 + tam. lote * (1/300))
Tamanho do lote = 630 unidades
Produtos A e B = 630 * (50/175) = 180 unidades
Produto C = 630 * (75/175) = 270 unidades
175 un/h 175 un/h
Aumentou significativamente
Qto. maior a variabilidade na demanda, maior
a quantidade necessárias de estoques
Demanda e capacidade de operação:
• Determinação do momento de alteração da capacidade:
• Integrando planejamento da expansão e balanceamento da linha de montagem:
Exemplo 2: 3 produtos (customização em massa)
Alternativas: i. Capacidade acompanhando a demanda
ii. Nivelamento da produção
3,93
min 9,82
min
12,25
min
8,18
min
Etapas da operação e tempo de processamento: Previsão de vendas (mensal):
t + 1: A: 390 un, B: 520 un e C: 250 un
t + 2: A: 440 un, B: 560 un e C: 250 un
t + 3: A: 480 un, B: 570 un e C: 250 un
Acabamento:
Preparação: A B: 30 min
A C: 40 min
B C: 25 min
B A: 20 min
C A: 35 min
C B: 40 min
Tempo de
processamento:
A: 0,95 min
B: 0,87 min
C: 0,77 min
(Considere 21 dias úteis do mês, 8 h por dia e 52 minutos/h)
MB – 757
PROCESSO EM LOTES
Professor: Rodrigo A. Scarpel
www.mec.ita.br/~rodrigo
Introdução:
Decisão chave: Tamanho do lotes
Processo em lotes
Make-to-stock
Decisão chave: sequenciamento da
produção
Make-to-order
Flow shop
Job shop Decisões chave: layout e programação da
produção
• Hierarquia do planejamento da produção (máxima eficiência):
Processo em lotes:
Produtos MÉDIO
PRAZO
SEM 1 SEM 2 SEM 3 SEM 12 SEM 4
Componentes CURTO
PRAZO
SEMANA 4 SEMANA 3 SEMANA 2 SEMANA 1
Operações CURTÍSSIMO
PRAZO
QUINTA QUARTA TERÇA SEGUNDA SEXTA
Plano mestre da
Produção
MRP
Programação /
Sequenciamento
da Produção
• Economic lot scheduling: aplicado quando há múltiplos produtos compartilhando a linha de
produção.
Processo em lotes – Make-to-stock:
Variável de decisão: Q = tamanho do lote (unidades)
Dados: D = Demanda (unidades por unidade de tempo, usualmente por mês)
Cs = custo de preparação ou setup($)
Cc = custo de estocagem ($/unidade/unidade de tempo)
Custo Total ($/ano) = custo de estocagem + custo de setup =
• O problema do lote econômico de produção:
Tamanho do lote:
Hipóteses:
- Apenas um item produzido
- Demanda conhecida
- Taxa de uso (demanda) é constante
- Uso é contínuo, mas produção é periódica
- Tempo de preparação (setup) constante
- Não há desconto pela quantidade
KQ
Dh
2
IMAX
• O problema do lote econômico de produção:
Tamanho do lote:
dp
p
Cc
DCs2Q
em que
p: taxa de produção
d: taxa de demanda
Tempo de ciclo:
Tempo de produção:
Estoque máximo:
dQ
pQ
dpp
Q
Ex: Um fabricante de brinquedos demanda 4.000 rodas de plástico
por mês. Ele produz as próprias rodas com uma taxa de produção
de 800 unidades/dia. As rodas são utilizadas uniformemente ao
longo do mês e o custo de estoque é de $1 por unidade/mês. O
custo de setup é de $200 e a empresa opera 20 dias/mês.
6,460.1200800
800
1
200)4000(2Q
Tempo de ciclo = 1.461 / 200 = 7,3 dias
Tempo de produção = (1.461/800)=1,825 dias
Estoque máx=(1.461/800)(800-200)=1.096 un
• O sequenciamento se refere à determinação da ordem em que as tarefas (pedidos) serão executados.
• Tipos de problemas de sequenciamento:
• Single machine (sequencing):
• Flow shop (sequencing):
• Job shop (scheduling):
MÁQ J1 J2 J3 ... Jn ou J1 J2 J3 ... Jn MÁQ
MÁQ
MÁQ 1 J1 J2 J3 ... Jn MÁQ 2 MÁQ 3 MÁQ m ...
obs: também há o flow shop com máquinas em paralelo
MÁQ 1
MÁQ 2
MÁQ 3
MÁQ 4
J1
J2
J3
• As tarefas podem ter
sequências diferenciadas
• Nem todas tarefas passam
por todas máquinas
Processo em lotes – Make-to-order:
• Entrada: ordens de produção
• Regras de prioridade normalmente utilizadas:
• FIFO (First In Firts Out): respeitando a sequência das chegadas
• Data prometida: de acordo com a data de entrega prometida
• Operação mais curta: quanto mais rápida a tarefa, antes ela será executada
• Exemplo: pedidos conforme a ordem de chegada
Sequenciamento (single machine):
Tarefas / Pedidos Tempo de processo (dias) Data prometida
A 5 6
B 3 5
C 6 8
D 2 7
E 1 3
• Exemplo:
• FIFO:
• Data prometida:
• Operação mais curta:
Tarefas / Pedidos Tempo de processo (dias) Início Término Data prometida Atraso (dias)
A 5 0 5 6 0
B 3 5 8 5 3
C 6 8 14 8 6
D 2 14 16 7 9
E 1 16 17 3 14
Atraso total: 32 dias
Atraso médio: 6,4 dias
Tarefas / Pedidos Tempo de processo (dias) Início Término Data prometida Atraso (dias)
E 1 0 1 3 0
B 3 1 4 5 0
A 5 4 9 6 3
D 2 9 11 7 4
C 6 11 17 8 9
Atraso total: 16 dias
Atraso médio: 3,2 dias
Tarefas / Pedidos Tempo de processo (dias) Início Término Data prometida Atraso (dias)
E 1 0 1 3 0
D 2 1 3 7 0
B 3 3 6 5 1
A 5 6 11 6 5
C 6 11 17 8 9
Atraso total: 15 dias
Atraso médio: 3,0 dias
Sequenciamento (single machine):
Seqüenciamento em máquinas paralelas:
• Objetivo: alocar n tarefas em m máquinas paralelas
• Dados: tempo de processamento das tarefas (p1, p2, …, pn)
• Exemplo: 3 Máquinas (M1, M2, M3)
12 tarefas - J1 J2 J3 J4 J5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 J12
Pj: 7 5 6 4 8 6 5 7 9 6 8 5
• Heurística para resolução:
1. Ordenar, de forma decrescente, as tarefas conforme p tempo de processamento
2. Atribuir as tarefas às máquinas por: M1 M2 … Mm Mm … M1 M1 …
(até que todas as tarefas tenham sido alocadas)
Sequenciamento (single machine):
• Caso 1: sequenciamento de n tarefas em dois centros de trabalho
• Exemplo:
Sequenciamento (flow shop):
Impressão Encadernação
A 60 46
B 35 65
C 65 58
D 57 40
E 50 60
F 53 70
Tempo de processamento (min)
Tarefa / Pedido
Regra da operação mais curta:
Menor tempo: D → 1ª tarefa
Próximo menor tempo: B → 2ª tarefa
Próximo menor tempo: A → 3ª tarefa
Próximo menor tempo: E → 4ª tarefa
Próximo menor tempo: F → 5ª tarefa
Próximo menor tempo: C → 6ª tarefa
Impressão
Encadernação
B E F C A D
B E F C A D
→ 106
→ 100
→ 123
→ 97
→ 110
→ 123
T = 396 min
• Regra de Johnson: aplica-se ao sequenciamento de n trabalhos em dois centros de trabalho
• Exemplo:
Impressão Encadernação
A 60 46
B 35 65
C 65 58
D 57 40
E 50 60
F 53 70
Tempo de processamento (min)
Tarefa / Pedido
Regra:
Menor tempo: B / impressão → B: 1ª tarefa
Próximo menor tempo: D / encadernação → D: 6ª tarefa
Próximo menor tempo: A / encadernação → A: 5ª tarefa
Próximo menor tempo: E / impressão → E: 2ª tarefa
Próximo menor tempo: F / impressão → F: 3ª tarefa
Próximo menor tempo: C / encadernação → C: 4ª tarefa
Impressão
Encadernação
B E F C A D
B E F C A D
T = 374 min
Sequenciamento (flow shop):
• É o cronograma detalhado mostrando em que momento os trabalhos devem começar e quando eles
deveriam terminar.
• O cronograma comumente é feito utilizando o gráfico de GANTT. Exemplo:
Programação da produção:
B
E
F
C
A
D
0 1 2 3 4 5 6 7 8
I
I
I
I
I
I
E
E
E
E
E
E
0 1 2 3 4 5 6 7
• Caso 2: sequenciamento de n tarefas em três centros de trabalho
• Regra adaptada de Johnson se aplica se Max Pi,2 ≤ Min Pi,3 ou Max Pi,2 ≤ Min Pi,1
• Regra adaptada de Johnson: transforma-se os três centros em dois P´i,1 = Pi,1 + Pi,2 e P´i,2 = Pi,2 + Pi,3
Sequenciamento (flow shop):
• Caso 3: Número de centros de trabalho ≥ 4 ou = 3 mas condições para uso da regra adaptada de Johnson
não são aplicam Heurísticas
MB – 757
PROCESSO DE JOBBING
Professor: Rodrigo A. Scarpel
www.mec.ita.br/~rodrigo
Introdução:
Baixo volume
Alta variedade
Ter qualidade significa desempenho de especificação
Ser rápido significa tempo de espera negociado (make-to-order – ponto de desacoplamento:
estoque de componentes)
Ser flexível significa ter flexibilidade no mix de produção
Layout por processo (job shop)
Fatores ganhadores de pedido: flexibilidade do mix e agilidade na resposta
• Introdução: utilizado para produção de lotes (normalmente pequenos) sob encomenda (alta
variedade).
Job Shop:
• Questões críticas: Projeto do arranjo físico (layout);
Controle / sequenciamento da produção.
Projeto de Layout Funcional:
• Por processo (ou funcional): recursos ou
processos similares são localizados juntos uns
aos outros.
Ex: Hospital, oficinas de reparo de automóveis,
usinagem de peças.
• Projeto detalhado do arranjo físico:
− Se trata de um problema combinatório (alocação dos centros de trabalho para minimizar o
deslocamento) respeitando:
A área requerida para os centros de trabalho
O nível e a direção do fluxo entre cada par de centros de trabalho Diagrama de fluxo
• Arranjo físico por processo (funcional):
− Diagrama de fluxo: indica o nível e a direção de
fluxo entre centros de trabalho.
− Eficácia do deslocamento (=distância percorrida):
Ex: Diagrama de fluxo
ji
ijijij
ji
ijij DCFouDF EficáciaEficácia
em que
Fij é o fluxo em carregamento do centro i para o centro j (input)
Cij é o custo da jornada entre o centro i e o centro j (input)
Dij é a distância do centro i para o centro j
Projeto de Layout Funcional:
• Otimização do layout Minimizar a distância percorrida
• Se relaciona a quão rápido uma organização é capaz de responder ao cliente.
• Porque precisamos esperar?
→ Descasamento entre oferta e demanda (quando esperamos nós somos o estoque)
• Exemplo: consultório médico (1)
Agilidade na resposta (responsiveness):
- Pacientes chegam, em média, a cada 5 minutos: 12 / h
- A consulta, em média, demora 10 minutos: 6 / h
→ Utilização = demanda / capacidade = 12 / 6 = 200%
→ Quanto os pacientes terão que esperar?
Espera Atendimento
8h 10h 12h
Clie
nte
s n
a f
ila
12: 120 min
24: 240 min
• Exemplo: consultório médico (2)
- Pacientes chegam, em média, a cada 5 minutos: 12 / h
- A consulta, em média, demora 4 minutos: 15 / h
→ Utilização = demanda / capacidade = 12 / 15 = 80%
→ Quanto os pacientes terão que esperar?
Espera Atendimento
8:00 8:05 8:10 8:15 8:20 8:25 8:30 8:35
Sit
ua
çã
o id
ea
l
(se
m f
ila
)
Paciente Tempo de chegada Tempo de atendimento
1 8:00 4 minutos
2 8:05 4 minutos
3 8:10 4 minutos
4 8:15 4 minutos
5 8:20 4 minutos
6 8:25 4 minutos
7 8:30 4 minutos
8:00 8:05 8:10 8:15 8:20 8:25 8:30 8:35
Sit
ua
çã
o m
ais
rea
lis
ta
Paciente Tempo de chegada Tempo de atendimento
1 8:00 5 minutos
2 8:07 6 minutos
3 8:09 7 minutos
4 8:12 4 minutos
5 8:18 3 minutos
6 8:22 2 minutos
7 8:30 2 minutos
Agilidade na resposta (responsiveness):
• Exemplo: consultório médico (2)
- Pacientes chegam, em média, a cada 5 minutos: 12 / h
- A consulta, em média, demora 4 minutos: 15 / h
→ Utilização = demanda / capacidade = 12 / 15 = 80%
→ Quanto os pacientes terão que esperar?
Espera Atendimento
8:00 8:05 8:10 8:15 8:20 8:25 8:30 8:35
Sit
ua
çã
o m
ais
rea
lis
ta
Paciente Tempo de chegada Tempo de atendimento
1 8:00 5 minutos
2 8:07 6 minutos
3 8:09 7 minutos
4 8:12 4 minutos
5 8:18 3 minutos
6 8:22 2 minutos
7 8:30 2 minutos
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
08
:00
08
:02
08
:04
08
:06
08
:08
08
:10
08
:12
08
:14
08
:16
08
:18
08
:20
08
:22
08
:24
08
:26
08
:28
08
:30
08
:32
Pac
ien
tes
no
co
nsu
ltó
rio
Portanto, haverá fila mesmo quando a utilização
da capacidade é menor que 100%.
Motivo: variabilidade (quando utilização < 100%)
Agilidade na resposta (responsiveness):
• Seja o processo:
Modelando a variabilidade no fluxo:
Espera
Processamento
Tempo médio = p
Chegadas (aleatórias)
Tempo médio entre = a Saída Taxa de fluxo = mínimo {demanda, capacidade} = demanda = 1/a
Exemplo: Tempo médio entre chegadas de clientes: 6 segundo
Taxa de fluxo = demanda = 1/6 * 60 = 10 clientes/minuto
Chegadas: CVa = st.dev (tempo entre chegadas) / tempo médio entre chegadas
Processamento: CVp = st.dev (tempo médio de processamento) / tempo médio de processamento Variabilidade:
Tempo de espera (se utilização < 100% Demanda < Capacidade):
2
CVpCVa 22
Utilização-1
UtilizaçãontoProcessamedeTempofilanaTempoE
Fator de utilização Fator de
variabilidade
Fator de tempo em
serviço (= p) 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0,25 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95
Fato
r de
Uti
liza
ção
Utilização
• Generalização da função de estimação do tempo em fila:
Modelando a variabilidade no fluxo:
...
Espera
Chegadas (aleatórias)
Tempo médio entre = a
m recursos
paralelos
Saída
En
trad
a n
o s
iste
ma
Sa
ída
do
sis
tem
a
Iníc
io d
o s
erv
iço
Tempo
em fila
(Tq)
Tempo
em
serviço
(p)
IpqI(I) totalEstoque
mu(Ip) serviçoemEstoque
Tqa
1(Iq)fila emEstoque
:Estoques
(p)serviçoemTempo(Tq)filaemTemposistemanoTempo
2
CVpCVa
u-1
u
m
serviçoemTempoTqE
ma
p
pm
a1
Capacidade
fluxo deTaxa (u)Utilização
:100% UtilizaçãoPara
2211m2
• Exemplo:
(varejo on-line)
Modelando a variabilidade no fluxo:
pedidos
pedidos
595,22595,0(I) totalEstoque
pedidos230,667(Ip) serviçoemEstoque
595,019,12
1(Iq) filaemEstoque
:Estoques
minutos19,5419,1sistemanoTempo
minutos19,1625,043,133,12
)4/2((2/2)
0,667-1
0,667
3
4TqE
667,032
4
43
21
Capacidade
fluxo de Taxa(u)Utilização
221132
- Pedidos chegam, em média, a cada 2 minutos (com desvio padrão de 2 minutos Poisson)
- O tempo padrão de atendimento é de 4 minutos (com desvio padrão de 2 minutos)
- Há 3 funcionários respondendo os emails
• Formas de gerenciamento da agilidade:
• Reduzindo a variabilidade (do
processamento) → CVp (variabilidade
na chegada – CVa – não é controlável
• Reduzindo a utilização do sistema
(aumentando m)
• Fazendo compartilhamento (pooling)
das atividades (recursos em paralelo,
não independentes)
• Criando regras de priorização
(sequenciamento)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
Fato
r d
e U
tili
zaçã
o
Utilização
m=1
m=2
m=3
m=4
m=5
Agilidade na resposta (responsiveness):
• Resposta gerencial a variabilidade: compartilhamento (pooling)
Sistema 1 (recursos independentes)
2 x (m=1)
Tempo de processamento (p) = 4 min
Tempo entre chegadas = 5 min (em cada)
m = 1, CVa = CVp = 1
u = 4 / 5 = 80%
Tq = 4 x (0,8/0,2) x 1 = 16 min
Sistema 2 (compartilhamento)
(m = 2)
Tempo de processamento (p) = 4 min
Tempo entre chegadas = 2,5 min
m = 2, CVa = CVp = 1
u = 4 / (2 x 2,5) = 80%
Tq = (4/2) x (0,8raiz(6)-1/0,2) x 1 = 7,24 min
Agilidade na resposta (responsiveness):
• Resposta gerencial a variabilidade: criando regras de priorização (sequenciamento)
− Neste caso cria-se uma etapa de triagem para sequenciar as unidades que serão processadas
− Alternativas:
o FIFO – First-in-first-out (FCFS – first-come-first-served): simples de implementar e percebida como justa
o Sequênciamento baseado na importância: casos de emergência, mais lucrativos antes (embarque)
o Regra SPT (menor tempo de processamento): minimiza o tempo médio de espera
Exemplo: A (9 minutos), B (10 minutos), C (4 minutos) e D (8 minutos)
A
B
C
D
9 min
19 min
23 min
Tempo total de espera = 51 min
A
B
C
D
21 min
4 min
12 min
Tempo total de espera = 38 min
Agilidade na resposta (responsiveness):
• As tarefas podem ter sequências diferenciadas e nem todas tarefas passam por todas máquinas
• Resolução: Comparação de diferentes regras de despacho (heurística)
• Exemplo:
Solução:
ET 1
3
ET 2
10
ET 3
8
ET 4
45
ET 6
1 T1 (Cunho):
ET 7
50
ET 1
6
ET 2
11
ET 3
6 T2 (Eixo de comando):
ET 1
5
ET 3
9
ET 5
2
ET 6
1
ET 4
25
T3 (Injetor de Comb.):
x1,1=2 x1,2=5 x1,3=15 x1,4=42 x1,6=87 → T1 = 88
x2,7=0 x2,1=50 x2,2=56 x2,3=67 → T2 = 73
x3,2=0 x3,3=5 x3,5=14 x3,6=16 x3,4=17 → T3 = 42
Sequenciamento em Job Shop:
MB – 757
MANUFATURA ENXUTA E
JUST-IN-TIME
Professor: Rodrigo A. Scarpel
www.mec.ita.br/~rodrigo
• As 7 fontes de perda:
1. Superprodução (oferta > demanda): produzir mais rápido ou em maior quantidade que o demandado.
Resultado: gera estoques (prejudica o giro dos estoques) e perdas (furtos, obsolescência).
Giro dos estoques (IT) = custo dos bens vendidos / estoques (qto maior IT, mais eficiente é a empresa)
Ex: DELL: COGS = $20.000 milhões/ano, Estoques=$391 milhões → IT= 51,15 (giram 50x no ano)
COMPAQ: COGS = $25.000 milhões/ano, Estoques=$2.003 milhões → IT= 12,5 (ou 29 dias)
» “Casar” oferta e demanda
2. Transporte: movimentos desnecessários de partes ou pessoas entre os processos.
Resultado de um projeto do sistema e/ou de um layout problemáticos.
Resultado: perdas por manuseio ou causar atraso na produção
» Deve-se fazer as mudanças necessárias e incluir sequências padrão para o transporte.
Introdução:
Impacto (para um custo de carregamento de 30% aa): DELL: 0,3/51,15 = 0,58%
COMPAQ: 0,3/12,5 = 2,4%
(por
unidade)
• As 7 fontes de perda:
3. Retrabalho: repetição ou correção de um processo (falha em “fazer certo na primeira vez”).
Resultado: demanda recursos adicionais para que a taxa de produção necessária não seja alterada.
» Identifique e corrija a causa raiz do problema.
4. Processamento em excesso (além do requerido pelos clientes).
Resultam de padrões internos que não refletem os requisitos reais dos clientes.
» Execute apenas os processos com padrões alinhados aos requisitos dos clientes.
5. Movimentação: movimentação desnecessária de partes ou pessoas dentro dos processos.
Resultado de um projeto problemático da estação de trabalho (foco na ergonomia).
» Disponha pessoas e partes entorno das estações de trabalho que tenham sido padronizadas para
minimizar a movimentação.
Introdução:
• As 7 fontes de perda:
6. Estoques: a maior das perdas (quanto contabilizado o estoque em processo).
Devem ser categorizados em matéria-prima, WIP (estoques em processo) e produtos acabados.
Resultados: Em excesso prejudicam o custo com estoques, o giro dos estoques (IT) e demandam mais
ativos (locais para armazenagem). Em falta aumenta o tempo de espera e o tempo de serviço (entre
chagada e saída dos clientes).
» Melhore o sistema de controle da produção e reduza os “estoques de conforto” desnecessários.
7. Espera: pessoas ou peças subutilizadas enquanto um processo completa seu ciclo de trabalho.
Pode ocorrer espera dos recursos (tempo ocioso) e/ou dos clientes (longo tempo de fluxo).
Ex: Emergências: tempo na sala de espera >>>tempo de atendimento
» Entenda os direcionadores de espera.
OBS: Estoques e espera não são independentes
Introdução:
• OEE (overall equipment effectiveness framework): usado para avaliar os efeitos das perdas
Quantificação das perdas:
• Fração do tempo que um equipamento
agrega valor
• É estimado pelo produto: Disponibilidade x
Performance x Qualidade
• Disponibilidade = tempo em operação /
tempo disponível
• Performance = (produção total / tempo de
operação) / tempo de fluxo ideal
• Qualidade = produção sem defeito /
produção total
• OEE (overall equipment effectiveness framework): exemplos
Tempo planejado de trabalho = 480 – 60 = 420 min
Tempo em operação = 420 – 47 = 373 min
Produção sem defeito = 19.271 – 423 = 18.848 um
Disponibilidade = 373 / 420 = 88,81%
Performance = (19.271/373) / 60 = 86,11%
Qualidade = 18.848 / 19.271 = 97,8%
OEE = 74,8%
OEE = 74,79%
Quantificação das perdas:
• Sincronização: o fluxo de itens (materiais, informações ou clientes) deve entregar exatamente o
que os clientes desejam (qualidade perfeita), em quantidades exatas (nem muito nem pouco),
exatamente quando necessárias (não muito antecipado nem muito tarde) e exatamente onde
solicitadas (nunca em locais errados):
Como eliminar os desperdícios:
Toyota Production System (TPS):
Ferramentas:
Mapeamento do fluxo de valor
(reduzir processamento em excesso)
Tecnologia de grupo e alteração no
arranjo físico (reduzir movimentação
e transporte)
Alteração no sistema de produção
(eliminar superprodução, excesso
de estoques e reduzir espera)
Produção nivelada e SMED
(reduzir estoques)
• O mapeamento do fluxo de valor (VPM) é usado para entender o fluxo de materiais, clientes e
informações à medida que um produto ou serviço é agregado (ao longo de um processo, operação ou
rede de suprimento). É similar ao mapeamento do processo, mas diferente em quatro maneiras:
• Usa uma variedade mais ampla de informações do que a maioria dos mapas de processo.
• Geralmente, em um nível mais alto (de 5 a 10 atividades) do que a maioria dos mapas de processo.
• Frequentemente, tem um escopo mais amplo, envolvendo toda a rede de suprimento.
• Pode ser usado para identificar onde focar as futuras atividades de melhoria
• Exemplo:
Mapeamento do fluxo de valor:
Apenas 8h das 258h do
processo estão agregando
Processo “AS IS”
Processo “TO BE”
Melhorias
TG e alteração no arranjo físico:
• Tecnologia de grupos e arranjo físico celular:
− Com o intuito de aumentar a capacidade, de forma racional, os arranjos funcionais podem ser
divididos em células, cada uma das quais com recursos suficientes para processar uma ou mais
famílias de produtos.
Exemplo:
• Tecnologia de grupo e arranjo físico celular:
− Célula: compromisso entre arranjos físicos por processo e por produto (linha)
− Alternativa: Cluster analysis (formação de agrupamentos) de produtos (em famílias).
− Análise do fluxo de produção: método heurístico que analisa os requisitos do produto e agrupamento
de processos simultaneamente.
Ex:
1 2 3 4 5 6 7 8
1 X X
2 X X X
3 X X X
4 X X X
5 X X X
6 X X
7 X X
8 X X
PRODUTOS
MÁ
QU
INA
S
3 6 8 5 2 4 1 7
4 X X X
1 X X
6 X X
3 X X X
8 X X
2 X X X
5 X X X
7 X X
PRODUTOS
MÁ
QU
INA
S
Mudar ordem das
linhas e colunas
(mover X para o
mais próximo
possível da
diagonal da matriz)
Alteração no arranjo físico:
• Sistema Empurrado (Push):
• Atividades são programadas por meio de um
sistema central (MRP).
• Cada centro de trabalho empurra o trabalho
sem levar em consideração se o centro de
trabalho seguinte pode utilizá-lo.
• Sistema Puxado (Pull):
• Se uma requisição não é passada para trás
pelo consumidor para o fornecedor, o
fornecedor não é autorizado a produzir.
• A demanda é transmitida para trás ao longo
das etapas.
Alteração no Sistema de Produção:
• É o método de operacionalizar o sistema de planejamento e controle puxado.
• Há diferentes tipos de kanban:
• Kanban de movimentação: usado para avisar o estágio anterior que o material pode ser retirado do
estoque e transferido para uma destinação específica.
• Kanban de produção: é um sinal para um processo produtivo de que ele pode começar a produzir um
item para que seja colocado em estoque
• Kanban do fornecedor: usado para avisar ao fornecedor que é necessário enviar material
• Exemplo (sistema de cartão único):
Controle kanban:
• Cálculo do número de kanbans (contêineres padrão) entre centros de trabalho:
• Exemplo:
Há 2 centros de trabalho adjacentes (um usuário e o outro produtor). A taxa de produção do centro de
trabalho usuário é de 175 peças por hora. Cada contêiner padrão contém 100 peças. É necessária uma
média de 1,10 hora para um contêiner concluir o ciclo inteiro. Considere P = 0,25.
Controle kanban:
N: Número total de kanbans entre dois centros de trabalho
U: Índice de utilização do centro de trabalho (ex: peças/h)
T: Tempo médio transcorrido necessário para que um contêiner conclua o ciclo inteiro
P: Variável indica a eficiência do sistema (0: eficiência perfeita, ..., 1: ineficiência total)
C: Capacidade do contêiner padrão (em número de peças)
3,0 contêineres
• Com o nivelamento da produção e a minimização do tamanho dos lotes (SMED), objetiva-se equalizar o
mix de produtos fabricados em longo do dia.
• Exemplo:
Programação nivelada e SMED:
MB – 757
MELHORIA EM OPERAÇÕES
Professor: Rodrigo A. Scarpel
www.mec.ita.br/~rodrigo
• Melhorias na operação podem ser obtidas continuamente (por acompanhamento e
monitoramento da produção) ou por meio de ciclos de melhoramento (aplicando PDCA ou
DMAIC):
• OBJETIVO: fazer controle dos processos visando aumentar sua conformidade (hipótese:
variabilidade é a fonte dos problemas) e confiabilidade (meta: minimização das falhas).
• Métodos comumente utilizados em controle de conformidade de processos:
• Controle estatístico de processo
• Criação de regras para classificação do processo
Introdução:
• Defeitos em linhas de produção:
• Modelo do Queijo Suíço (inspeções redundantes):
Impactos da falta de conformidade:
Montagem de um Laptop:
(9 etapas, cada uma com
1% de chance de falha) Chance da etapa não ter falha = 1-p = 0,99
Chance do processo não ter falha = (1-p)9 = 0,999=0,9135
Barreiras
Ex: 3 etapas redundantes (cada uma com 1% de
chance de falha)
Chance de defeito = 0,013
Chance do processo não ter falha = 1- 0,013
• Linha de montagem: UMA coisa sai errada e o produto será defeituoso
• Queijo suíço: TODAS coisas precisar dar errado para o produto ser defeituoso
• Como lidar com defeitos no fluxo produtivo: opção 1 - buffer or suffer
A B C
5 min/un 4 min/un 6 min/un
Demanda: D
50% defeito
Capacidade:
1/5 1/4 1/6
12un/h 15un/h 10un/h
2D 2D D
Utilização implícita: 2D/12 2D/15 D/10
Gargalo
Exemplo 1:
Produtos defeituosos
são eliminados
Impactos da falta de conformidade:
• Como lidar com defeitos no fluxo produtivo: opção 2 - retrabalho
A
B
C
5 min/un 4 min/un 6 min/un
Demanda: D
30% defeito
Retrabalho
(4 min/un)
Capacidade:
Tempo de processamento real:
Capacidade real:
1/5 1/4 1/6
5 min 5,2 min 6 min
1/5 1/5,2 1/6
Exemplo 2:
Produtos defeituosos
são retrabalhados
Opção 1
Demanda:
Capacidade necessária implícita:
D 1,3D D
D/(1/5) 1,3D/(1/4) D/(1/6)
5D 5,2D 6D
Opção 2
Impactos da falta de conformidade:
• O custo direto do defeito depende de onde foi detectado
(OBS: não é onde ocorreu e sim onde foi detectado → importante detectar o mais rápido possível)
• Outros custos:
• Se a opção foi pelo “buffer or suffer”: aumento no estoque em processo (WIP)
• Se a opção foi pelo retrabalho: possivelmente há necessidade de mais capacidade
Preparação Cozinhar Servir
Produto é vendido a $20/un
Gargalo
Exemplo:
Custo da MP $2/un
Custo de um defeito: $2 se o defeito foi detectado antes do gargalo (custo)
$20 se o defeito foi detectado após o gargalo (valor)
Impactos da falta de conformidade:
• É composto por 4 etapas executadas continuamente:
Controle Estatístico de Processo:
ANÁLISE DA
CAPABILIDADE
(SIX SIGMA)
ANÁLISE DE
CONFORMIDADE
(GRÁFICOS DE
CONTROLE)
INVESTIGAÇÃO DAS
CAUSAS CHAVE
(ANÁLISE DE PARETO)
ELIMINAÇÃO DA
CAUSA ATRIBUÍDA
(AÇÕES CORRETIVAS)
• É utilizado para responder:
• Qual a capabilidade corrente do processo?
• Quando o processo está sob controle?
• Def: Capabilidade (Cp) é a quantificação das causas comuns de variação de um processo
Análise da Capabilidade do Processo:
limit ionspecificatlower:LSL
limitionspecificatupper:USLqueem
σ̂6
LSLUSLCp
Ex: Pacotes de M&M (especificação: 47g, LSL = 48g e USL = 52g)
Amostra (n=50): média = 50,01 g desvio-padrão = 1,10 g
6087,06(1,10)
4852Cp
... mas o que se pode concluir?
• Relação entre Cp, chance de defeito e ppm (partes por milhão):
Análise da Capabilidade do Processo:
Ex: Pacotes de M&M (especificação: 47g, LSL = 48g e USL = 52g), amostra (n=50): Ῡ = 50,01 s = 1,10
67.818,73ppm e 0,06782p(defeito) 0,609,Cp
67.818,73p(defeito)*1.000.000ppm0,06782p(defeito)
0322,01,827zp1,10
50,01-48
s
Y-Yp48)p(Y :leve Muito
0346,01,807zp1,10
50,01-52
s
Y-Yp52)p(Y :pesado Muito
• Relação entre Cp, chance de defeito e ppm (partes por milhão):
Análise da Capabilidade do Processo:
1,10)s amostra (na1/3s00,26s
42,00Cp:sigmasix o ter Para
Ex: Pacotes de M&M (especificação: 47g, LSL = 48g e USL = 52g), amostra (n=50): Ῡ = 50,01 s = 1,10
• Utilização de gráficos de controle de processos para:
• Identificar quando o processo saiu do controle
• Identificar que variações anormais ocorreram
Análise de Conformidade:
• Ex: Pacotes de M&M
Análise de Conformidade:
Na amostra (n=50):
7 estão fora do intervalo (48,52)
20 estão no intervalo (-1s,+1s)
29 estão no intervalo (-2s,+2s)
Para o six sigma (n=50):
0 fora do intervalo (48,52)
34 no intervalo (-1s,+1s)
48 no intervalo (-2s,+2s)
• O próximo passo é a identificação das causas chave da perda de controle do processo
• Ferramentas comumente utilizadas:
• Diagrama de Ishikawa:
Investigação das causas chave:
• Gráfico de Pareto:
Considerando as causas apontadas no diagrama de
Ishikawa
Investigação das causas chave:
• Ex: Pacotes de M&M (pacotes muito pesados)
Pacotes
muito
pesados
Muitas
unidades
(máquinas)
Problema de calibração
Erro na
mensuração
(pessoas)
Unidades
muito pesadas
(materiais)
Ações corretivas
Regas para classificação de processos:
• O processo de extração de conhecimento de bases de dados (KDD):
• Aplicações do processo de KDD em manufatura:
• Engineering Design: how a product should be manufactured during the design stage and the
constraints imposed on design by particular manufacturing processes and technologies
• Manufacturing systems: for better control (especially for detection of the causes of problems)
• Decision support systems: especially for knowledge acquisition
• Shop floor control and layout: for efficient and effective utilization of resources
• Fault detection and quality improvement: examine what has happened in the past to better
understand the process, then predict and improve the future system performance.
• Objetivo: Entender quais eventos ou ações influenciam a classificação do processo
• Exemplo:
• Resultado: Quais os fatores mais significativos? Como eles se combinam?
Regas para classificação de processos:
Esse método é construído a partir de um conjunto de treinamento seguindo algumas regras:
• Partição: escolha da melhor partição
• Parada: quando parar de particionar
Ilustração: classificação em risco IDADE > 35
NÃO SIM
Alto risco Renda anual maiorque R$100.000,00
NÃO SIM
Médio risco Baixo risco
Acurácia = 92.54 %
IDADE > 35
NÃO SIM
Alto risco Renda anual maiorque R$100.000,00
NÃO SIM
Médio risco Baixo risco
Acurácia = 92.54 %Idade (anos)
Ren
da
an
ual
(R$)
AUTOMATIC INTERACTION DETECTION (AID)
Alto risco (n=27)
Médio risco (n=14)
Baixo risco (n=14)
Regas para classificação de processos:
• Exemplo: Detecção de falhas em processo
NUMSERV BANDTYPE VISCOSIT INKTEMP HUMIDITY PRESSPED INKPCT SOLVPCT
23040 band 59 14,5 71 1650 55,5 33,3
23048 noband 42 16 78 1550 62,5 37,5
23048 noband 42 15,5 64 1550 52,6 36,9
23050 noband 54 16,2 79 1500 47,6 33,4
23050 noband 54 15,8 79 1500 51,5 36,1
23052 band 45 14,5 70 1500 59,5 40,5
23055 band 52 13,9 76 1800 50 50
23233 band 40 14,5 72 1620 62,5 37,5
24780 noband 65 15,7 87 1725 55,6 38,9
24780 noband 65 14 80 1725 52,1 36,4
24780 noband 60 15 80 1400 54,9 38,5
24780 noband 60 15 80 1400 58,8 41,2
25416 band 41 18 74 1900 44,2 38,1
47401 band 46 17 80 1700 53,8 43
47403 band 52 16 75 1500 58,8 41,2
47405 band 56 14 91 1650 56,2 43,8
48201 band 52 15 78 1400 58,8 35,3
85741 band 60 15 80 2020 55 45
88231 noband 62 14,9 80 2303 56,8 39,8
88231 noband 62 13,7 91 2300 55,6 38,9
...
517 observações, 6 atributos:
viscosidade da tinta
temperatura da tinta
umidade do papel
velocidade da impressora
composição da tinta (% tinta)
composição da tinta (% solvente)
Qual a combinação de atributos
que resulta em falha?
Como prevenir a ocorrência de
falha?
Regas para classificação de processos:
# CRIAÇÃO DA ÁRVORE DE CLASSIFICAÇÃO
library(rpart)
fit <- rpart(BANDTYPE~., data=DADOS)
library(partykit)
plot(as.party(fit), type="extended",use.n=F, ylab='Classificação')
# VALIDAÇÃO CRUZADA
rpart.control(xval=nrow(DADOS), minsplit=10)
vfit <- rpart(BANDTYPE~., data=DADOS)
printcp(vfit) # display the results
plotcp(vfit) # visualize cross-validation results
# PODA
pfit<- prune(vfit, cp=0.024)
summary(pfit) # detailed summary of splits
plot(as.party(pfit), type="extended",use.n=F, ylab='Classificação')
Regas para classificação de processos:
• Exemplo: Detecção de falhas em processo
OBSERVAÇÃO
Este material refere-se às notas de aula do curso MB-757 (Gestão de
Operações) do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Não
substitui o livro texto, as referências recomendadas e nem as aulas
expositivas. Este material não pode ser reproduzido sem autorização
prévia do autor. Quando autorizado, seu uso é exclusivo para
atividades de ensino e pesquisa em instituições sem fins lucrativos.