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Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

Licenciatura em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

2004/2005

http://www.fe.up.pt/maspwww/

João Borges de Sousa

Gil Manuel Gonçalves

{jtasso,gil}@fe.up.pt

2Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Outline

Sistemas Produtivos

Relacionamento com outros sistemas (da empresa)

Relacionamento com outras empresas

Engenharia de Sistemas

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3Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Sistema Produtivo

4Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Processo Produtivo

Sistema ProdutivoMatéria PrimaEnergia

ProdutosServiços

Controlos

SubprodutosResíduos

ComponentesServiços Externos

Informação

3

5Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Exemplo: body shop

6Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

4

7Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Modelização e Análise(de Sistemas Produtivos)

8Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Modelizar Sistemas (Produtivos): ciclo

Inst

anci

ar

Abst

rair

Melhorar

Inst

anci

ar

Abst

rair

Melhorar

...

5

9Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Sistema Vs. Modelo

Sistema → algo real

Modelo → abstracção da realidade

Modelou(t) y = g(u)

input output

Sistema

10Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Espaço de estados (modelo)

Variáveisinput u(t), output y(t) e de estado x(t)

Modelizardeterminar relações matemáticas entre as variáveis

equações de estado

espaço de estados

equações de saída

Modelox(t) = f( x(t), u(t), t), x(t0) = x0

y(t) = g( x(t), u(t), t)

.

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11Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Modelizar Sistemas Produtivos: porquê?

Entidades complexas

Pessoas, processos, produtos, sistemas de informação, sistemas de movimentação e processamento, etc.

Diversos tipos de modelos produtivos (projecto, produção em massa, costumização em massa, etc.)

Conhecimento distribuído e multidisciplinar

12Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Modelizar Sistemas Produtivos: para quê?

Melhorar a compreensão

Comunicar

Especificar e simular

Analisar

Avaliar o desempenho

Gerir a evolução

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13Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Modelizar Sistemas Produtivos: como?

Utilizar conhecimento existente na empresa• Várias fontes, várias representações

• Necessário sintetizar e validar

Adquirir e organizar o conhecimento através de metodologias

Utilizar modelos de referência

Melhorar a comunicação entre os elementos envolvidos

14Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Exemplos

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15Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Burger King

grelhacarne

fornopão burger

condimentosqueijo tomate

Montagemburger

microondas

entrega

grelhacarne

fornopão burger

condimentosqueijo tomate

Montagemburger

microondas

entrega

16Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

180 burgers/hora (pico de procura)

Grelha prepara 4 hamburgers/min (240/hora)

Facto: taxa (max.) montagem 200 burgers/hora

Utilização da grelha: 180/240 = 75%

Utilização da montagem: 90%

Montagem é bottleneck

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17Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Puxadores PP Par de Puxadores 1

E Espelho 2

ME Muleta Esquerda 1

PE Punho Esquerdo 1

P Pé 1MD Muleta Direita 1

PD Punho Direito 1

P Pé 1FQ Ferro Quadrado 1

A Anilha 4

M Mola 1

ME PP

M.P.

M.P.

A4

M.P.

M.P. A3

OP1 OP5

A1 OP9

OP2

OP4 OP8 OP11

OP10A2

E

OP7OP3

MD

A5 OP12

PD

P

PE

OP6

18Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

λ 10,00 λ 9,00 λ 9,00 λ 9,00 λ 9,00 λ 10,00ρ 83,3% ρ 60,0% ρ 60,0% ρ 60,0% ρ 100,0% ρ 111,1%L 4,17 L 0,90 L 0,90 L 0,90 L #DIV/0! L -11,11 W 0,42 W 0,10 W 0,10 W 0,10 W #DIV/0! W -1,11

9,00 9,00 9,00 9,00

λ 18,00 λ 18,00 λ 9,00 λ 9,00 λ 10,00 λ 10,00ρ 60,0% ρ 85,7% ρ 60,0% ρ 60,0% ρ 111,1% ρ 111,1%L 0,90 L 5,14 L 0,90 L 0,90 L -11,11 L -11,11 W 0,05 W 0,29 W 0,10 W 0,10 W -1,11 W -1,11

18,00 18,00 9,00 9,00

λ 10,00 λ 10,53 λ 22,22 λ 9,00ρ 71,4% ρ 70,2% ρ 96,6% ρ 60,0%L 1,79 L 1,65 L 27,61 L 0,90W 0,18 W 0,16 W 1,24 W 0,10

10,00 10,00 20,00 9,00

λ 20,00 λ 20,00 λ 9,00 λ 9,00 λ 9,47 λ 9,47ρ 80,0% ρ 66,7% ρ 60,0% ρ 60,0% ρ 63,2% ρ 100,0%L 3,20 L 1,33 L 0,90 L 0,90 L 1,08 L #DIV/0!W 0,16 W 0,07 W 0,10 W 0,10 W 0,11 W #DIV/0!

20,00 20,00 9,00 9,00

A5

A1*

A2*

A3*

A4*

A5*

OP1

OP2

OP3

OP4

OP5

OP6

OP7

OP8

OP9

OP10

OP11

OP12

A1

A2

A3

A4

10

19Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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C-Class Production Sindelfingen

20Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

eM-Plant Model

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21Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Relacionamento com outros Sistemas

22Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Diferentes vistas

Sistema Físico

Sistemade

Informação

Fornecedores:Material

(→ Compras)

Clientes:Produtos

(→ Vendas)

Sistemade

Decisão

Sistema de Controlo

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23Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Transição função → processo

Empresa

Pessoal I&D Vendas &Marketing Produção

Pessoal I&D Vendas &Marketing

Produção

Encomendas

NovosProdutos

ServiçoCliente

24Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Exemplo: processo de venda

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25Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Modelização e Análise(de Processos)

26Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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O que é um Processo de Negócio?“A specific ordering of work activities across time and place, with a beginning, an end, and clearly defined inputs and outputs: a structure for action” (Davenport)

Define como a organização atinge os seus objectivos

Cria valor para a organização e para os seus clientes

Processos contínuos são modelizados através de acontecimentos discretos

A actividade (atómica) é o bloco básico de construção do processo de negócio

Os intervenientes humanos são parte integrante de um processo

Uma actividade de um processo pode alterar o estado de outra entidade.

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27Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Definição de processos: UML

Modeliza a interacção entre actores diferentes

Apresenta o “fluxo de trabalho” executado por diferentes actores

Exemplo: make-to-order

28Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Definição de processos: RdP

Transição representa a transformação de um objecto

Consome de um lugar de entrada

Produz para um lugar de saída

Abstracção de tarefa

Eventos externosMensagem

Temporizada

Automatica

Utilizador

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29Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Semantica

Marca → ObjectoProduto manipulado pelo processo de negócio (principal

objectivo é a correcta gestão deste objecto ao longo do processamento)

Lugar → EstadoEstado do objecto é definido pelo estado da RdP

Transição → TarefaAcção elementar no processo de negócio (pode conter

subtarefas)

Arco → PercursoO ciclo de vida de um objecto é a sequência de tarefas

(caminho) que este deve

30Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Percursos e transições

Objecto percorre a rede de acordo com regras

Definidas como pré e pós condições das tarefas

4 regras básicas (definidas pela WfMC)• Execução paralela

• Exclusão mútua

• Splitting

• Joining

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31Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Exemplo

Pi

digitaliza

dOK

envia

ver

com

verifica

vOK

completa

cOK aprova

Po

32Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Análise do workflow

Dimensões:• Recursos

• Processos

• Objectos

Análise estrutural (propriedades da rede)• Salva, Limitada, Reachability, Bloqueio, Viva, Cobertura,

Saudável (no fim do processo apenas um token em Po)

• Análise segundo a dimensão processo

Análise dinâmica• Simulação

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33Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Relacionamento com outras empresas

34Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

MASP 2004/2005

Engenharia de Sistemas

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35Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Sistema (conceito)IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronic Terms

Combinação de componentes que actuam em conjunto de modo a realizar uma função que não seria possível por qualquer uma das partes isoladamente

Características importantes de um sistema:• componentes que interagem

• associado ao desempenho de uma função

36Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Sistema Produtivo: ciclo de vida

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37Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Exemplo

- Modification of the sun-roof of the current C-Class (W203)

- Curve of the planking of the sunroof is enlarged by 10 mm

- Assumption: Due to the higher twisting two welding spots have to be converted from re-spots to tack spots

DaimlerChrysler C-Class Production

Sindelfingen, Germany

Assembly Z 2.3 (Roof Insertion)

38Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Product Structure

Manufacturing Layout

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39Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Layout of Body Shop in Sindelfingen

40Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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41Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Exemplo de workflow1) DaimlerChrysler issues change request and sends modified model

(includes part drawings and eM-Planner model) of production line to KUKA

2) KUKA analyses desired changes and subcontracts Ingemat with designing a new hemming device Kuka sends necessary sub-model to Ingemat, Ingemat proposes new hemming device

3) KUKA finishes design (including the proposed solution from Ingemat) and sends new model to DaimlerChrysler

4) DaimlerChrysler analyses the proposed solution and decides about acceptance

42Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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Systems Engineering

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43Métodos de Análise de Sistemas Produtivos

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