Advanced Planning and Scheduling

Advanced planning and scheduling: com nfase a produo de capacidade finita

Almir Granemann dos Reis Dalvio Ferrari Tubino Paulo Csar Campos

Resumo Hoje muitas tcnicas utilizadas para alavancar uma organizao deve ser ajustada diante do perfil de cada empresa, seja ela de prestao de servios ou de produtos tangveis. A adoo de novas tecnologias uma questo fundamental para as empresas. A busca da tecnologia da informao rpida e confivel uma das maiores anseios das empresas frente o mercado globalizado, porm, muitas das empresas no sabem como lidar com o problema da inovao tecnolgica diante de tantas opes e ofertas de mercado, que por um lado oferece sistemas bsicos por preos acessveis ou softwares de alta tecnologia com altos custos. Na busca de uma sistematizao total, a empresa necessita da informao de curtssimo prazo em seus processos produtivos, onde ela possa, gerir e controlar cada passo do produto num sistema quase on-line. Este artigo tem por objetivo descrever uma anlise de percepo dos programas (softwares) de gesto do processo produtivo, dando nfase s ferramentas APS (advanced planning and scheduling), ERP (enterprise requeriment plnning) e MRP II (manufaturing requiriment planning). A metodologia utilizada foi o resgate de trabalhos j publicados e que possuam citaes relacionadas ao tema, para se obter um consenso cientifico em relao ao APS e Capacidade Finita de Produo.

Palavras chaves: Sistemas, Gesto, Aps.

1. Introduo

Na crescente busca da eficincia dos recursos produtivos, percebeu-se que no s o processo operacional deveria ser ajustado com alta velocidade e qualidade, mas como tambm, deveria ter o domnio da tecnologia da informao, ou seja, s a eficincia das linhas de processos no mais significa que a empresa altamente competitiva. No anseio em busca pelo melhor sistema de gesto e controle de produo, tem-se observado um cenrio com muitas fases para o gestor na hora da tomada da deciso. O volume de sistemas (softwares) oferecido pelo mercado relativamente grande, possuindo uma base parecida entre si, porm, com uma eficcia diferente na implantao, devido variao de perfil, tanto no ramo como no mtodo de gesto que pode variar de empresa para empresa. Cita-se como exemplo os sistemas de seqenciamento de produo onde solues timas para o problema de seqenciamento, empregando tcnicas de Pesquisa Operacional, principalmente a clssica programao linear, so viveis matematicamente, porm na prtica, devido natureza combinatria do problema e rigidez dos algoritmos desenvolvidos, fica difcil conciliar a variabilidade dos dados de produo com a dinmica de atualizao dos parmetros do algoritmo (TUBINO, 1997). Os problemas de programao da produo so alvo de incontveis trabalhos de pesquisa operacional h cerca de quatro dcadas. A despeito do grande volume acadmico de trabalhos nesta rea, seus resultados tem tido uma aplicao bastante reduzida nas empresas (PACHECO & SANTORO, 2001).

A pretenso deste artigo gerar uma analise critica do que se oferece e o que se tem hoje na empresa em relao aos sistemas, fazer uma investigao em temas que tratam das ferramentas APS (Advanced Planning and Scheduling), com nfase na Capacidade de Produo Finita. Identificar e analisar seus objetivos dentro dos processos produtivos, vantagens e dificuldades na sua implantao. A metodologia utilizada foi o resgate de trabalhos j publicados e que possuam citaes relacionadas diretas ou indiretas com o tema, para se obter um consenso cientifico em relao ao APS e a Capacidade Finita de Produo.

2. Advanced Planning and Scheduling (APS)

Advanced Planning ou planejamento avanado do processo produtivo significa a utilizao dos recursos de tecnologia e sistemas para a otimizao e gesto dos processos, levando-se em conta a melhor performance para a produo procurando otimizar o tempo e minimizando os custos sem nus para o consumidor final. A informtica deve proporcionar, alm de um rgido controle das operaes da empresa, independente de seu porte e volume de dados, meios para a gerncia e sua direo tomarem decises acertadas. Mas tudo isso sendo um meio no um fim (Haberkorn, 1999).

Squeduling ou seqenciamento significa, pr-estabelecer uma organizao das ordens de produo seguindo alguns critrios, como por exemplo, tempo de execuo de um lote a ser produzido, recursos de mo de obra disponveis, etc. Conforme (SLACK, 1999) seja a abordagem do carregamento finita ou infinita, quando o trabalho chega, decises devem ser tomadas sobre a ordem em que as tarefas sero executadas... as prioridades dadas ao trabalho em uma operao so, freqentemente, estabelecidas por um conjunto pr-definido de regras.

Quanto ao mtodo de carregamento finito das ordens, ser levado em considerao todas as variveis do processo, porm, ser atribudo um limite dentro dos recursos, como por exemplo, o prazo de entrega, o sistema ter como critrio o dia da entrega do produto acabado considerando a quantia de horas trabalhadas por dia, disponibilidade de mquinas, etc, depois de analisado as variveis o sistema respondera o dia que de fato que estar pronto o lote.

Existem programas que considera todas as variveis do processo imprimindo em editor grfico o carregamento das mquinas, ociosidades, tempos e outras variveis respondendo em tempo real, j que este estar linkado com a produo on-line. Segundo TUBINO, os pacotes computacionais voltados para a programao da produo, como o PREACTOR, podem, a partir de um banco de dados bsico, gerar vrias alternativas de visualizao da seqncia escolhida, facilitando a analise e tomada de decises (1997, pg. 154). J na programao infinita, o sistema no considera limite nos recursos produtivos, podemos citar como exemplo o MRP II. Conforme MORTON & PENTICO in PACHECO & SANTORO (1999), a programao da produo, ou scheduling, envolve a considerao de uma srie de elementos que disputam vrios recursos por um perodo de tempo, recursos esses que possuem capacidade limitada. Os elementos a serem processados so chamados de ordem de produo ou jobs e so compostos de partes elementares chamadas atividades ou operaes.

Frente ao tema estudado (APS), faz-se necessrio algumas definies de termos e tcnicas que esto correlacionadas aos sistemas existentes, como por exemplo, o MES (Manufaturing Execution Systems), ERP (Enterprise Resource Planning), MRP II (Manufacturing Resources Planning) e SFC (Shop Floor Control), portanto, conveniente descrever uma breve sntese em relao aos sistemas aqui descritos, j que estes foram termos utilizados pelos temas em pesquisa.

O MRP II ou Planejamento dos Recursos de Manufatura, este uma ampliao do MRP que s faz o calculo da necessidade de materiais, ou seja, o MRP II alm de calcular os materiais necessrios, tambm leva em considerao outros recursos para a realizao da manufatura. MARTINS e LAUGENI (1999) descreve, ...expandiu-se o conceito de MRP at ento utilizado. Assim, alm dos materiais que j eram tratados, passou-se a considerar tambm outros insumos, como mo-de-obra, equipamentos, espaos disponveis para estocagem, instalaes etc.. HEIZER e RENDER (1999) citam, Os sistemas MRPII que interligam clientes e fornecedores ao MRP II so denominados atualmente de sistemas ERP ou Planejamento dos Recursos da Corporao. MARTINS e LAUGENI (1999) descrevem, Hoje em dia cada vez maior o nmero de autores que chamam o MRP II de ERP, ou seja, planejamento dos recursos da empresa. J o MES significa, sistema de execuo e controle da fbrica, ou seja, um sistema que tem por objetivo implementar e aumentar os softwares de planejamento e controle da produo como, por exemplo, o MRP II, conforme, CORRA et all (2001), Um MES coleta e acumula informaes do realizado no cho-de-fbrica e as realimenta para o sistema de planejamento..., o MES cumpre a tarefa de detalhar os planos do MRP II em programas, dentro dos perodos de produo, muitas vezes tendo, para isso, tendo que considerar variveis em quantidade muito maior que aquelas consideradas pelo MRP II. Em resumo, o MES tem por objetivo coletar e comparar dados (do que foi produzido e como foi produzido) minuciosos que talvez venham intervir na eficincia do resultado da programao e planejamento. O SFC (Shop Floor Control) ou controle de cho de fbrica, tem por objetivo identificar algumas consideraes em relao ao processo produtivo, como por exemplo, o MRP II ou ERP no conseguem visualizar alguns parmetros ou variveis de deficincia na realizao de um determinado lote. De acordo com CORRA et all (2001), O MES/SFC, complementa os recursos de planejamento do MRP II, suprindo o planejador de informaes coordenadas e detalhadas dos eventos no cho de fbrica, na medida em que ocorrem. Em resumo, o MES uma interface entre o planejamento e a fabrica, buscando informaes no curtssimo prazo para uma retro alimentao do sistema, onde as analises em dados reais podero criar bases para a tomada de deciso e ajustar ou evitar futuros erros de planejamento no processo produtivo.

3. Pesquisa bibliogrfica

Com o propsito de se investigar as vantagens e desvantagens dos sistemas APS voltado para a produo de capacidade finita e gerar uma analise critica do se oferece e o que se tem hoje na empresa, utilizou-se quatro artigos correlacionados ao tema central. Como o tema tem por finalidade descrever e enfatizar lados opostos dos sistemas, ou seja, vantagens e desvantagens analisaram-se artigos que geram discusses relevantes. O resumo de cada um artigo encontra-se abaixo. Optou-se em analisar um artigo abordando o MRP II e Manufatura enxuta para poder fazer uma abordagem dos sistemas com e sem ferramentas APS.

3.1 Metodologia para implantao de um sistema de programao da produo com capacidade finita em empresas prestadoras de servios (Zattar, 2002)

Neste trabalho a autora tem por objetivo a sugesto para implantao de um sistema com capacidade finita, aps a fundamentao do seu trabalho props um estudo de caso em uma empresa prestadora de servio na rea de tratamento trmico. A autora descreve que os sistemas de capacidade finita da produo possuem tendncias para tratar de problemas complexos de alocao e detalhamento da produo, e que os processos produtivos tenham caractersticas como: o principal fator limitante seja a capacidade produtiva; que tenham roteiros complexos e no repetitivos; que possuam matrizes de setup; que precisem de overlapping (sobre posio das ordens) e split (diviso de ordens); que o tempo seja o critrio competitivo e que tenham problemas complexos de alocao de recursos. Sendo assim, os sistemas de capacidade finita podero reduzir prazos de entrada, baixar custos e melhorar o controle de tempos envolvidos na operao.

Para justificar a implantao a autora sugeriu uma metodologia dividida em duas grandes fases. A primeira fase dividida em etapas que so: 1. Formao da equipe de trabalho; 2. Comprometimento dos envolvidos; 3. nivelamento da equipe de trabalho; 4. Levantamento das caractersticas atuais do PCP; 5. Levantamento dos problemas do PCP; 6. Brainstorming. N segunda fase a continuidade das etapas: 7. Escolha do sistema de programao da produo com capacidade finita; 8. Forma de integrao do software; 9. Insero de dados de fabricao do processo; 10. Regras de seqenciamento e insero de variveis do processo; 11. Fase de testes e 12. Implantao do sistema.

Na aplicao da metodologia sugerida a autora deparou-se com alguns problemas como a falta de estrutura do PCP da empresa, onde dados de produo eram preenchidos manualmente na ordem de produo baseado no conhecimento do tcnico da produo, ficando assim o PCP sem dados histricos para futuras projees ou comparaes. Este fato levou a equipe a criar um levantamento de processos, criao de fluxogramas etc. A partir disso, optaram pela implantao do software PREACTO 400, por ser amigvel, arquitetura aberta e vasta opo de regras de seqenciamento. O software identificou-se com a necessidade da empresa, compor exemplo: a produo realizada em lotes que variam de peso, tamanho e forma; o seqenciamento deve ser feito levando-se em conta a temperatura de trabalho da cada operao, sempre crescente; entre inmeras operaes o tempo de setup igual a zero, embora em um mesmo processo possa haver tempos de setup diferente; a maior restrio secundaria o tamanho do lote em relao capacidade de cada forno; no h necessidade de materiais; vrios materiais devem ser tratados de forma isolada, por exemplo, o ao rpido; cada posto operativo pode executar um ou mais tipos de tratamento; necessrio fazer diviso de lotes em algumas ordens de servio.

Concluindo, a autora encontrou dificuldade na implantao da metodologia sugerida, por falta de um PCP estruturado e pessoal com dedicao exclusiva proposta, porm, a metodologia mostrou-se eficaz para implantao do software com capacidade finita. O seqenciamento da produo foi simulado em paralelo com a produo. A simulao detectou ociosidade na produo. A autora sugeriu a continuidade dos trabalhos com a integrao do sistema com capacidade finita a um banco de dados, substituio do MRP atual por um software APS (advanced planning and scheduling) e integrao do sistema com capacidade finita ao cho de fabrica.

3.2 FMC ganha agilidade e diminui custos com nova ferramenta APS (Cardona, 2000).

A empresa FMC Food Tech uma industria de equipamentos para transformao de alimentos. Este artigo descreve o sucesso obtido pela empresa na implantao de um sistema APS, mais especificamente o gerenciados de produo intitulado PREACTOR APS (Advanced Planning System), este software tem por objetivo otimizar a capacidade produtiva.

A grande complexidade da produo dos equipamentos que vria entre 700 a 2000 componentes dependendo do produto, e cada um precisa de cinco a dezoito operaes diferentes e a existncia de vinte e cinco centro de trabalho, como tornos, fresas e furadeiras totalizando 120 mil horas/ano de mquina trabalhado e a maioria dos sessenta e trs operadores so multifuncionais, e a necessidade de uma resposta rpida e segura tanto para o cliente externo como para a prpria programao da produo criou a necessidade da aquisio da ferramenta APS.

Os softwares MRP e MRP II no davam tratamento a capacidade instalada da empresa dinamicamente no tempo. O PREACTOR por trabalhar com a capacidade finita dimenciona e simula o processo antes e durante a produo em tempo real. O sistema tambm apresentou uma boa aderncia ao ERP da empresa proporcionando uma facilidade em sua implantao, com isso foi criada uma metodologia na sua implantao onde o processo e a empresa no precisam parar com suas atividades. O software recebe os dados para programar a fbrica e depois devolve ao ERP as informaes e datas de entrega. Os resultados podero ser impressos ou on-line disponveis nos terminais de apontamento de mo-de-obra. Zanoni,apud, Cardona (2000) cita hoje temos em cada centro de trabalho da fbrica uma relao de tarefas para os operadores cumprirem, com este roteiro, eles sabem exatamente o que fazer e quando. O colaborador tambm tem a funo de informar atravs dos terminais as funes e ou operaes que j foram concludas.

O fato de a empresa possuir um roteiro da fabricao para cada produto, ajudou na implantao do PREACTOR APS. Conclui o planejador de produo da FMC, Zanoni, apud, Cardona (2000) sem o software, usvamos o feeling; hoje trabalhamos com a realidade. A empresa conseguiu reduzir a terceirizao e as horas extras, antes era mais horas extras e menos produtos. O software tem um grande potencial de recursos desde que o usurio saiba explora-lo.

3.3 Uma metodologia para a seleo de sistemas de programao da produo com capacidade finita (Pacheco e Cndido, 2002)

Os autores percebem a necessidade da otimizao da produo da produo atravs de sistemas de gesto e citam como exemplo os sistemas da cadeia de suprimento (Supply Chain Management Systems). Pacheco e Cndido (2002), descrevem, APS so sistemas de apoio deciso voltada modelagem matemtica de problemas de planejamento da produo, aquisio de materiais, programao com capacidade finita (PCF ou scheduling), controle da produo e distribuio na cadeia de suprimento. Os autores diagnosticam que devido o mercado de oferta de softwares nesta rea, muitas vezes o consumidor final lesado por no saber o que de fato esta comprando e at mesmo no sabe ao certo o que precisa.

Portanto, a proposta sugerida no trabalho realizado foi de desenvolver uma metodologia para uma seleo dos sistemas de programa da produo, ou seja, para evitar erros na aquisio de um software feita uma seleo com base nas necessidades reais da empresa e outras variveis que se deve levar em considerao na compra deste produto. A metodologia desenvolvida pelos autores foi dividida em quatro etapas que assim foram descritas e executadas:

Na primeira etapa feita uma avaliao das oportunidades de melhoria e seleo preliminar de alternativas, que comea com uma visita aos setores da empresa, que estaro integrados ao novo sistema, ser realizado um workshop, criar-se- um grupo de trabalho, seleo de fornecedores, elaborao de um questionrio e por final analise dos questionrios respondidos pelos fornecedores para a seleo. Tudo isso ser analisado diante de uma lista de preliminares desenvolvida pela empresa.

Na segunda etapa analisa-se detalhamento a aderncia e qualidade de solues dos modelos, ou seja, elabora uma lista de restries comumente utilizadas nos modelos de scheduling. Nesta etapa ser criado cases com o objetivo de avaliar a qualidade nas solues apresentadas, os cases sero apresentados a cada fornecedor participante a fim de modela-lo e soluciona-lo dentro de um prazo, logo em seguida sero analisados os resultados dentro de alguns critrios pr-estabelecidos.

Desenvolveu-se a ponderao dos resultados obtidos entre os modelos na terceira etapa. Exemplifica Pacheco e Cndido (2002), ... atribuiu-se pesos aos aspectos qualidade do modelo, aderncia e tempo computacional. Pode-se ainda considerar o tempo computacional como uma restrio. Ao final desta etapa recomenda-se a escolha de um pequeno nmero de fornecedores finalistas, 2 ou 3 no mximo.

Com a quarta etapa feita a analise de critrios comerciais e estratgias de implantao, como por exemplo, os custos da licena e de manuteno, recursos e prazos e outros critrios necessrios. Solicitou-se aos fornecedores indicaes de outros de outros clientes para se obter informaes referente ao software j instalado em suas empresas. Depois desta etapa, o fornecedor selecionado e o sistema implantado.

Os autores aplicaram a metodologia em uma empresa brasileira do ramo de motores eltricos e concluram que mesmo sendo trabalhosa a metodologia apresenta resultados quantificveis, porm, para se chegar a resultados concretos necessrio que os critrios, na hora da avaliao, sejam bem claros, objetivos e quando possveis quantificveis. Concluram, diante de resultados matemticos, que os softwares comerciais so significativamente inferiores aos bons softwares acadmicos.

3.4 APS: A ltima palavra na administrao da cadeia logstica (Cardoso, 2000)

Cardoso (2000), define o APS como uma sute de softwares de otimizao de toda a cadeia de suprimento, que envolve desde o planejamento da demanda, produo e distribuio, possibilitando conectar as decises logsticas e administr-las de maneira integrada.

Conforme Pedroso apud Cardoso, o surgimento do APS deu-se depois da advinda dos FCS Sistemas de Capacidade Finita, que logo em seguida foram evoluindo para o MRP (Material Requirement Planning) em seguida para o MRP II, intitulado Manufcturing Resource Planning. A limitao dos softwares foi substituda pelos sistemas APS agregado a capacidade finita. Ainda Pedroso, cita que o termo mais adequado Extended Supply Chain Management, que o nome que envolve todos os sistemas.

Para Machado, apud Cardoso (2000), o APS baseado na Teoria das Restries TOC ou theory of Constraints, com isso ele possibilita fazer o planejamento da fabrica num todo, seja definindo quais materiais a comprar, qual a seqncia produtiva vivel no perodo. O fator mais importante a reduo em at 80% dos estoques intermedirios no processo produtivo.

Na abordagem referente ao fluxo de informaes o autor abre a questo com uma pergunta: necessria a existncia de um ERP para que seja implantado um APS? Logo em seguida, fundamentou atravs de Bolzani que diretor da Modus Logistica, ... houve casos onde a implantao do APS chegou antes mesmo do ERP, citou tambm, que muitas empresas desenvolvem seus prprios banco de dados muito bem estruturados possibilitando um fluxo de informao segura e consistente.

Em relao tendncia de mercado a autora, faz varias citaes, onde critica-se o atraso do Brasil em tecnologias em sistemas de informao em gesto em relao a outros pases, porm delata que existe um anseio muito grande em se construir e implantar estes sistemas. Ela descreve que a advinda da internet realmente formaliza o APS, no como uma simples tendncia, mas sim, como uma necessidade das empresas para estruturar suas cadeias logsticas e estar preparadas para dar respostas com uma velocidade compatvel com que se espera do comercio eletrnico.

4. ConclusoCada organizao tem sua estrutura de informaes que lhe convm, porm, muitas foram aprimorando seus modelos antiquados, e conseguem sobreviver. Sempre existir a questo: por que mudar se esta bem assim. Claro que a adequao dos sistemas antiquados, que a empresa possua, vieram a melhorar o sistema interno, porm, o que se pergunta : esta empresa esta pronta para uma competitividade mais acirrada? Esta empresa pode me fornecer dados on-line, instantneos?

Todos os autores pesquisados neste artigo concordam que os sistemas MRP e MRP II muitas vezes deixam o ambiente organizacional alterados, BOCKERSETTE e SHELL in ALVES (2001) comentam que os objetivos bsicos do MRP II estressam a organizao, planejamento, disciplina e controle usualmente em forma de extensivos planejamentos, monitoramentos e sistemas de feedback.

Sabe-se que na implantao dos sistemas MRP e MRP II, aparecem muitos problemas, os quais antes, se escondiam atrs de grandes estoques e informaes individuais, a ponto de um sistema inteiro parar ou atrasar por falta de um funcionrio. MARTINS e LAUGENI (1999) afirmam que com a implantao do MRP, deixam de existir os sistemas informais, muito usuais nas fbricas ainda hoje... a informao sobre um determinado produto por vezes fica armazenado na cabea de Fulano.

normal que exista resistncia na implantao de um novo sistema, porm, necessrio treinamento e acompanhamento de todas as atividades diretas ou indiretas com a implantao dos sistemas, pois, se no existir a aprovao pelos indivduos, evidente que de alguma forma iro trabalhar contra, para que o programa no atinja os objetivos, como no exemplo do estudo de caso acima descrito.

As vantagens e desvantagens da implantao devero ser colocadas de formas bem claras para no serem mal interpretadas. Inclusive os problemas que podero vir acontecer na sua instalao. Todo sistema tem um prazo de carncia entre sua implantao e seu funcionamento estvel. Portanto, todos os problemas devero ser trazidos para os responsveis pelo sistema para detectarem a varivel problemtica e apresentarem uma soluo rpida, um exemplo tradicional na implantao dos sistemas, a reduo de estoques sejam eles de matrias primas ou componentes, num ambiente onde todos esto acostumados a trabalhar com folga e despreocupao nos estoques, se no houver uma conscientizao antecipada inevitvel problemas com paradas de linhas produtivas por faltas dos tradicionais estoques de segurana que na verdade foram criados por gerentes ou encarregados pelos processos produtivos, onde seus objetivos esto voltados produo, inclusive, o excesso de materiais refugos no mensurados, o que at ento no eram percebidos, comearo a aparecer. As ferramentas APS, quando instaladas com todos os mdulos de opo como, por exemplo, o MES, SFC etc, estaro automaticamente linkados com as variveis imprevisveis da produo, gerando ao longo do tempo uma estabilidade na gerao da informao e na tomada das decises e evidentemente diminuindo o estresse organizacional.

Conclui-se ento, que impossvel fugir a inovao tecnolgica dos novos tempos, pois, so elas que determinaro o futuro da empresa diante da concorrncia globalizada, para se ter uma boa gesto, a empresa dever ter a mo dados rpidos e confiveis para a tomada de deciso. Por outro lado, se no houver conscincia em todos os nveis hierrquicos da organizao, para absorver as opes que os sistemas oferecem, porque investir em tecnologia.

5. Referncias bibliogrficas

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Doutorando Engenheria de Produo e Sistemas (UFSC). Professor da UnC Caador. HYPERLINK "mailto:almir@hbinfo.com.br" almir@hbinfo.com.br

Doutor Engenharia de Produo e Sistemas. Professor da UFSC Florianpolis. HYPERLINK "mailto:tubino@eps.ufsc.br" tubino@eps.ufsc.br

Especialista em Gesto Empresarial. Professor da UnC Caador paulocezarde@gmail.com