Roberto Carlos Borges de ABREU
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ESCOLA DE COMANDO E ESTADO-MAIOR DA AERONÁUTICA DIVISÃO DE ENSINO O USO DE MODELOS DE SIMULAÇÃO NA GESTÃO DE INVENTÁRIOS DE COMPONENTES REPARÁVEIS DE AERONAVES Título do Trabalho 1202RP01 Código do Trabalho CCEM 2010 Curso e Ano
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ESCOLA DE COMANDO E ESTADO-MAIOR DA AERONÁUTICA
DIVISÃO DE ENSINO
O USO DE MODELOS DE SIMULAÇÃO NA GESTÃO DE
INVENTÁRIOS DE COMPONENTES REPARÁVEIS DE AERONAVES
Título do Trabalho
1202RP01
Código do Trabalho
CCEM 2010
Curso e Ano
MONOGRAFIA
O USO DE MODELOS DE SIMULAÇÃO NA GESTÃO DE
INVENTÁRIOS DE COMPONENTES REPARÁVEIS DE AERONAVES
Título do Trabalho
ROBERTO CARLOS BORGES DE ABREU Ten Cel Int
NOME
27 ago. 2010
DATA
JAYME FERREIRA JUNIOR Ten Cel Av
ORIENTADOR
CCEM 2010
CURSO
Este documento é resultado do trabalho de oficial-a luno do
CCEM da ECEMAR. Seu conteúdo, quando não for citada a fonte da
matéria, reflete a opinião do autor, não representa ndo,
necessariamente, o pensamento da ECEMAR ou da Aeron áutica.
RESUMO
A presente pesquisa teve como objetivo principal analisar as potencialidades do usode modelos de simulação como ferramenta de apoio na tomada de decisão nagestão de inventários de componentes reparáveis de aeronaves da Força AéreaBrasileira. Partindo da discussão do modelo METRIC e de seus derivativos, os quaissão baseados em teoria das filas e foram tomados como o referencial teórico dapesquisa, o estudo propôs a utilização de uma técnica inovadora, usando modeloconstruído no software Arena, de uso específico em simulação. Para construir omodelo, o estudo requereu extensa pesquisa bibliográfica, visando conhecer emdetalhes a gestão de material no âmbito do Sistema de Material Aeronáutico. Foirealizada, também, entrevista com especialista em gestão de suprimento da FAB, afim de obter os detalhes para construção do modelo e sua posterior validação. Apesquisa concluiu pela validade do uso deste tipo de modelo no âmbito da FAB,porém, por questões relativas ao custo de implementação, sugere que seja seguidaa estratégia de criação de um núcleo, dentro de uma das organizações quecompõem o SISMA, que se incumbirá de introduzir a questão de forma paulatina,atendendo às necessidades das demais organizações do Sistema.Palavras-chave: Reparável. Simulação. METRIC. Suprimento.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AIFP - Aeronave indisponível por falta de peça.
CAB-E - Comissão Aeronáutica Brasileira na Europa.
CAB-W - Comissão Aeronáutica Brasileira em Washington.
DIRMAB - Diretoria de Material Aeronáutico e Bélico.
EBO - Expected backorder.
ESM - Esquadrão de suprimento e manutenção.
FMS - Foreign Military Sales.
INPP - Inspeção nível parque programada.
PTA - Plano de trabalho anual.
SILOMS - Sistema Integrado de Logística de Material e de Serviços.
SISMA - Sistema de Material Aeronáutico.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Esquema representativo dos elos do SISMA. .......................................21
Figura 2: Adaptação representativa do ciclo fechado da cadeia de Markov......33
Figura 3: Esquema representativo do ciclo de utiliz ação do item reparável.. . . .38
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO..........................................................................................................6
2 METODOLOGIA...................................... ...............................................................10
2.1 VISÃO GERAL DO CAPÍTULO 2 ......................................................................... 10
2.2 PRIMEIRA FASE – REVISÃO CRÍTICA DA BIBLIOGRAFIA .............................. 11
2.3 SEGUNDA FASE – CONDUÇÃO DA ENTREVISTA COM ESPECIALISTA ....... 11
2.4 TERCEIRA FASE – EXPERIMENTAÇÃO COM O MODELO DE SIMULAÇÃO . 13
3 FUNDAMENTOS TEÓRICOS................................................................................15
3.1 VISÃO GERAL DO CAPÍTULO 3 ......................................................................... 15
3.2 A GESTÃO DE INVENTÁRIOS ........................................................................... 15
3.3 O ITEM REPARÁVEL DE AERONAVE ............................................................... 21
3.4 SIMULAÇÃO E OUTRAS OPÇÕES DE MODELAGEM ...................................... 25
4 ANÁLISE DE RESULTADOS E CONCLUSÕES............... ....................................34
4.1 VISÃO GERAL DO CAPÍTULO 4 ......................................................................... 34
4.2 PRIMEIRA QUESTÃO NORTEADORA ............................................................... 34
4.3 SEGUNDA E TERCEIRA QUESTÕES NORTEADORAS ................................... 37
4.4 QUARTA E QUINTA QUESTÕES NORTEADORAS ........................................... 41
5 CONCLUSÕES, RECOMENDAÇÕES E ESTUDOS FUTUROS...... .....................45
REFERÊNCIAS.........................................................................................................47
GLOSSÁRIO.......................................... ...................................................................48
Apêndice A – Roteiro da entrevista com o especialis ta em gestão de
suprimento da FAB ................................. ................................................................49
Apêndice B – descrição da funcionalidade do módulos utilizados na
construção do modelo no software Arena............. ...............................................51
Apêndice C – Modelo de simulação desenvolvido no so ftware Arena...............53
Anexo A – Fórmulas do METRIC....................... .....................................................54
61 INTRODUÇÃO
“Guerra não é uma atividade de oportunidade. São necessários muitoconhecimento, estudo e meditação para conduzi-la bem”
Frederico, o Grande, Imperador Alemão. (COHEN, 2002, p. 15)
Dentre as virtudes mais importantes do oficial de estado-maior
destacam-se aquelas que o capacitam a conduzir operações militares. No passado,
tais competências estavam relacionadas aos atributos inerentes ao combatente,
como a valentia, sabedoria, comprometimento e coragem.
Nos dias de hoje, em que as forças armadas, em especial as forças
aéreas, utilizam de forma intensiva tecnologias de alto custo de aquisição e
operação, outra dimensão relevante deve ser incluída no rol daquelas de
importância fundamental ao líder da caserna. Trata-se da competência gerencial
para lidar com sistemas complexos, aquela que possibilita a tomada de decisões
baseadas, não somente, na sua vivência ou capacidade de julgamento mas,
também, em métodos científicos de processamento e análise da informação.
Atualmente, a aplicação de métodos científicos tem ocorrido em
diversas áreas de interesse militar, e faz uso de variada gama de teorias e
ferramentas, a saber: teoria do combate, teoria da decisão, programação linear,
teoria de filas, teoria dos jogos, jogos de guerra, simulação, dentre outras.
O propósito do presente trabalho é investigar o uso da simulação como
ferramenta de suporte ao processo de tomada de decisão acerca do preparo e
emprego da Força Aérea Brasileira (FAB), com foco na área logística de gestão de
inventários de componentes reparáveis de aeronaves.
Materiais reparáveis representam a parcela de maior custo dentre os
componentes em estoque nos armazéns da FAB. O preço de uma turbina, por
exemplo, pode ser da ordem de centenas de milhares de reais. Da mesma forma,
componentes reparáveis são de importância crítica para a operacionalidade da frota.
Nessa classe de itens, compras em quantidade errada, para mais ou para menos,
são, potencialmente, danosas ao custo de operação da aeronave.
O ciclo de utilização do componente reparável envolve, ainda, a gestão
de mão-de-obra especializada, infra-estrutura de manutenção e coordenação de
transporte (quando o reparo é feito longe do local de operação), dentre outros. Tudo
7isso aumenta, consideravelmente, o número de variáveis e parâmetros que os
gestores precisam analisar enquanto tomadores de decisão.
Para lidar com a gestão de reparáveis, diversos modelos têm sido
criados nos últimos quarenta anos. A técnica de múltiplo escalão para controle de
item reparável (multi-echelon technique for recoverable item control – METRIC),
desenvolvida pela RAND Corporation para a Força Aérea dos Estados Unidos
(United States Air Force – USAF), em 1968, é a base de vários modelos
(MODMETRIC, VARIMETRIC), constituindo-se no marco teórico para a realização
deste estudo.
O modelo METRIC considera dois escalões de suprimento e
manutenção (bases aéreas e parque) e trata da gestão do item final, ou seja, aquele
componente que é instalado diretamente na aeronave. A abordagem é feita de forma
sistêmica e abrange a totalidade dos itens. A modelagem matemática é elaborada a
partir de fórmulas previamente estabelecidas. (SHERBROOKE, 1992)
A base conceitual do METRIC é a teoria de filas e parte de
pressupostos que, em não se constituindo verdade, afetam significativamente os
resultados gerados pelo modelo. Tais pressupostos serão discutidos adiante, na
revisão da bibliografia. Por ora, é importante destacar que, por se tratar de
componentes de alto valor, o refinamento destes cálculos é algo bastante desejável.
O método utilizado pela FAB para determinação das necessidades de
itens reparáveis é de efetividade duvidosa. Na verdade, a atual versão do Manual de
Suprimento (MCA 67-1, de 2007) não trata do assunto e há confusão de conceitos e
procedimentos, conforme observado em interações do autor deste trabalho com
diversos gestores de material do Sistema de Material Aeronáutico (SISMA). Essa
situação é refletida, objetivamente, nos indicadores de eficência do Sistema:
observa-se baixa disponibilidade na frota, ao mesmo tempo em que os armazéns
dispõem de vários itens em excesso, concomitantemente com outros tantos faltando.
O objetivo principal desta pesquisa é analisar as potencialidades do
uso de modelos de simulação como ferramenta de apoio na tomada de decisão na
gestão de inventários de componentes reparáveis de aeronaves da FAB. Para tanto,
pretende-se atingir os objetivos específicos a seguir, os quais contribuirão com o
alcance do objetivo principal. São eles:
8a) identificar a estrutura física (armazéns e oficinas de reparo) e
descrever as regras de relacionamento do sistema de inventários
reparáveis no âmbito do SISMA;
b) verificar e discutir as características relevantes do SISMA que
devem ser representadas no modelo de simulação;
c) identificar e discutir os indicadores que podem ser extraídos do
referido modelo;
d) analisar o papel destes indicadores no suporte à tomada de
decisão; e
e) analisar as vantagens e desvantagens de diferentes modelos de
simulação.
Isto posto, o problema de pesquisa fica assim estabelecido: de que
maneira a ferramenta simulação pode influenciar o preparo e emprego da FAB, em
especial a gestão de inventários de componentes reparáveis de aeronaves?
Para auxiliar na investigação do problema, foram formuladas as
questões norteadoras a seguir, cujas respostas permitirão inferir acerca da questão
principal. São elas:
a) como está estruturado o SISMA e quais as regras de
relacionamento entre os elos do Sistema?
b) que características relevantes do SISMA devem ser representadas
no modelo de simulação?
c) que indicadores podem ser extraídos do referido modelo?
d) de que forma estes indicadores podem auxiliar o processo de
tomada de decisão?
e) quais as vantagens e desvantagens de diferentes modelos de
simulação?
Dentre as linhas de pesquisa sugeridas pela ECEMAR, o presente
trabalho é melhor recepcionado pela área de Logística e Mobilização, por investigar
tema que trata do provimento dos meios necessários ao cumprimento das missões
da FAB, a saber, o suporte de suprimento reparável de aeronaves. Por se tratar de
problema real e específico do âmbito da logística e objetivar aplicação prática para a
FAB, o trabalho, no que diz respeito à sua natureza, é classificado como pesquisa
9aplicada. A abordagem é, predominantemente, qualitativa, embora faça uso, de
forma complementar, de técnicas e métodos estatísticos na parte do estudo que
trata da validação do modelo conceitual, que será detalhado no capítulo da
metodologia.
Em linhas gerais, o relatório está organizado da seguinte forma: no
segundo capítulo, é detalhada a metodologia empregada em cada fase da pesquisa.
No capítulo seguinte, é feita revisão crítica da literatura, visando destacar os
principais pontos de interesse acerca do tema gestão de reparáveis e simulação. No
quarto capítulo são feitas a análise e interpretação dos dados levantados na
pesquisa, e são respondidas as questões norteadoras propostas na Introdução.
Finalmente, no quinto capítulo são apresentadas as conclusões sobre o estudo e as
recomendações para a Força Aérea Brasileira.
Apresentadas as questões introdutórias e outros aspectos gerais do
trabalho, é oportuno iniciar a nova etapa do relatório, que consiste na descrição
detalhada da metodologia empregada na condução desta pesquisa.
102 METODOLOGIA
2.1 VISÃO GERAL DO CAPÍTULO 2
O propósito do presente capítulo é apresentar a metodologia
empregada para alcançar os objetivos da pesquisa. Nesta etapa, são detalhadas as
fases da realização do trabalho de pesquisa, explicando os procedimentos usados
em cada uma delas, e discutindo as razões da escolha.
O entendimento da metodologia permitirá ao leitor compreender o
caminho percorrido pelo autor a fim de obter as respostas para o problema da
pesquisa e as questões norteadoras anteriormente estabelecidas.
É oportuno destacar que o tema simulação ainda não foi objeto de
estudo em monografias da Escola de Comando e Estado-Maior da Aeronáutica
(ECEMAR). Pesquisas preliminares, realizadas no Sistema Pergamun, disponível no
site da Biblioteca da Universidade da Força Aérea (UNIFA), onde estão catalogadas
as obras do acervo do Setor, informaram não haver nenhum título relacionado ao
tema.
Em complemento, foram realizadas buscas, utilizando outros
parâmetros de pesquisa (suprimento e material aeronáutico), tendo retornado dois
trabalhos monográficos, Agostini (2008) e Oliveira (2008), além de outros livros que
tratam do assunto. As duas monografias citadas estudam o tema gestão de
suprimento no âmbito da FAB, mas adotam abordagens diferentes da oferecida
neste trabalho. Os livros encontrados referem-se às técnicas de gestão de material,
porém não tratam da questão de componentes reparáveis. Por conseguinte, a
pesquisa privilegiou fontes outras, diferentes das disponíveis na biblioteca da
UNIFA, baseando-se em livros e artigos científicos, a grande maioria em língua
inglesa.
Pelas razões acima expostas, optou-se por realizar uma pesquisa
exploratória com a finalidade de delimitar o campo de estudo, propiciando condições
para que outros pesquisadores possam aprofundar-se no tema em trabalhos futuros.
A seguir, são apresentadas as fases da pesquisa, detalhando os
procedimentos utilizados em cada uma delas.
112.2 PRIMEIRA FASE – REVISÃO CRÍTICA DA BIBLIOGRAFIA
A primeira fase da pesquisa constitui-se, predominantemente, de
levantamento bibliográfico acerca dos dois assuntos que delimitam o tema, a saber:
a gestão de material aeronáutico e simulação.
Ao tratar da gestão de materiais, o levantamento bibliográfico parte do
geral para o particular: a pesquisa inicia discutindo a importância do tema gestão de
materiais nas organizações, em sentido amplo, e prossegue, particularizando o caso
da gestão de componentes reparáveis de aeronaves, no âmbito da Força Aérea
Brasileira.
Ao discutir a gestão de reparáveis à luz do Manual de Suprimento da
Aeronáutica, é dada ênfase à descrição da estrutura e das regras de relacionamento
entre os elos do SISMA. Isto permitirá conduzir à resposta da primeira questão
norteadora:
a) como está estruturado o SISMA e quais as regras d e
relacionamento entre os elos do Sistema?
O levantamento bibliográfico prossegue, apresentando os pontos
acerca da teoria de simulação que são relevantes ao estudo.
2.3 SEGUNDA FASE – CONDUÇÃO DA ENTREVISTA COM ESPECIALISTA
A segunda fase da pesquisa compreende a entrevista com o Ten Cel
Int Vladimir de Oliveira Andrade, profissional da FAB com vários anos de experiência
na gestão de suprimentos. O referido oficial é profundo conhecedor do SISMA, tendo
atuado como Chefe da Seção de Suprimento da Base Aérea de Santa Cruz (BASC)
e como Chefe de Seção na Subdivisão de Planejamento (SDPL) do Parque de
Material Aeronáutico de Lagoa Santa (PAMALS).
Nos anos de 1997 e 1998, o então Cap Vladimir, trabalhando na SDPL,
desenvolveu o primeiro Plano de Trabalho Anual (PTA) para componentes
reparáveis do PAMALS. Este trabalho serviu, mais tarde, de modelo para outros
PAMA e foi adaptado para o Sistema Integrado de Logística de Material e de
12Serviços (SILOMS). Adicionalmente, em 2002, o Cap Vladimir participou, como líder
da equipe de planejamento, da implantanção do Sistema no PAMALS.
A finalidade da entrevista é discutir com um renomado profissional da
área de Logística da FAB as características do SISMA, identificadas na etapa de
pesquisa bibliográfica, que deverão estar presentes no modelo. Serão discutidos,
também, o uso de indicadores de eficiência para a gestão de componentes
reparáveis do SISMA, os quais deverão constar como resultado (outputs) a serem
obtidos quando da utilização do modelo.
Constam do roteiro da entrevista as seguintes partes:
a) submeter à crítica do entrevistado o sumário descritivo dos
processos que devem compor o ciclo de utilização de componentes
reparáveis de aeronaves, em estrutura de apoio de dois escalões
(bases aéreas apoiadas por um parque central). A cópia do referido
sumário consta do Apêndice A, deste relatório;
b) discutir as regras de relacionamento que devem existir entre o
armazém central e os armazéns remotos, no que se refere à
política de ressuprimento de itens reparáveis de uso aeronáutico; e
c) discutir o uso de indicadores de medição da eficiência da gestão de
reparáveis no SISMA.
Pretende-se, com isso, obter evidências que ajudarão na elaboração
das respostas para as questões norteadoras enunciadas nas alíneas “b” e “c”, do
Capítulo 1 – Introdução. São elas:
b) que características relevantes do SISMA devem ser
representadas no modelo de simulação?
c) que indicadores podem ser extraídos do referido m odelo?
A partir dos dados coletados na revisão bibliográfica e na entrevista
com o especialista, é construído o modelo representativo do ciclo de um
componente reparável de aeronave, utilizando software de simulação. O referido
modelo será usado na fase de seguinte da metodologia, a experimentação.
2.4 TERCEIRA FASE – EXPERIMENTAÇÃO COM O MODELO DE SIMULAÇÃO
13A fase de experimentação consiste na realização de testes com o
modelo de simulação com a finalidade de proceder sua validação. Para tanto, a
experimentação será feita a partir de um problema-conceito, extraído da literatura
acerca da gestão de componentes reparáveis de aeronave, do qual a solução é, de
antemão, sabida. Na verdade, a utilização do modelo para solução do referido
problema será o ponto de partida para outras análises que se pretende proceder.
A opção pelo uso de um problema-conceito, em vez de proceder um
estudo de caso real, deve-se, principalmente, a duas razões:
a) extrema dificuldade de se coletar dados confiáveis do SISMA por
meio do SILOMS. Esses dados referem-se a demanda, tempos de
reparo, tempos de transporte e outros parâmetros que devem
constar no modelo. Seria preciso pedir ao GT-SILOMS a montagem
de relatórios para uso específico nesta pesquisa. Face às diversas
frentes de trabalho em curso naquele Setor, entende-se como
inoportuna tal solicitação;
b) mesmo se os dados estivessem disponíveis, um estudo de caso
dessa envergadura levaria mais tempo do que o limite estipulado
para a entrega do relatório e, certamente, demandaria trabalho de
equipe, e não de um único indivíduo.
Portanto, está fora do escopo desta pesquisa trabalhar com dados
reais, mesmo depois do modelo ser validado.
Finalmente, a realização de experimentos com o modelo servirá de
subsídio para obter as respostas das questões norteadoras enunciadas nas alíneas
“d” e “e”, do Capítulo 1 – Introdução, a saber:
d) de que forma os indicadores podem auxiliar o proc esso de
tomada de decisão?
e) quais as vantagens e desvantagens de diferentes m odelos de
simulação?
Descritos os passos para realização da pesquisa, é oportuno iniciar a
revisão bibliográfica do tema em estudo, o que permitirá ao leitor familiarizar-se com
as bases conceituais relacionadas ao tema, identificar lacunas existentes na
literatura e preparar-se para as etapas seguintes do trabalho.
143 FUNDAMENTOS TEÓRICOS
3.1 VISÃO GERAL DO CAPÍTULO 3
O Capítulo 3 descreve os fundamentos teóricos que orientam a
realização deste trabalho de pesquisa. Nesta seção é feita a revisão da bibliografia
relevante relacionada à gestão de inventários e ao tema simulação, visando
destacar os conceitos cujo entendimento se faz necessário para a compreensão
deste relatório.
Ao tratar da gestão de inventários, é discutida a importância do tema
dentro das organizações, focando os aspectos estratégicos identificados como
relevantes para a FAB. Em seguida, a gestão de componentes reparáveis é
introduzida, descrevendo o modelo METRIC e discorrendo sobre o tema no âmbito
do COMAER. Segue-se a apresentação de conceitos relevantes sobre o tema
simulação.
Finalmente, ao término deste capítulo, são descritos os passos para
elaboração de um estudo de simulação, que servirá de referência para o
desenvolvimento do modelo proposto, a ser construído no software Arena1.
3.2 A GESTÃO DE INVENTÁRIOS
Para efeitos deste trabalho de pesquisa, o termo gestão de inventários
referir-se-á à administração do fluxo de materiais de toda ordem (matéria-prima,
produtos semi-acabados e produtos finais) dentro de uma organização. Inclui a
administração de sistemas informatizados de controle contábil, armazenagem física,
previsão de demanda, definição de níveis de estoques, pedidos e requisições,
recebimento, expedição e tudo mais que se relaciona com a movimentação de
materiais. O termo poderá, ainda, ser utilizado de forma intercambiável com as
expressões gestão de estoques, de materiais e da cadeia de suprimentos.
1 Software de uso específico na construção de modelos de simulação. O programa é de propriedadeda empresa Rockwell Automation.
15A administração de inventários desempenha importante papel em
quase todo tipo de negócio. Considerando que a atividade, via de regra, requer altos
investimentos, como construção ou arrendamento de armazéns, gastos com
equipamentos, sistemas informatizados de controle contábil, pessoal especializado,
dentre outros, uma boa estratégia de gestão de ativos em estoque pode representar
a habilidade da organização em se manter no mercado.
A despeito da importância do tema, é evidente que a maioria das
empresas não entendem perfeitamente as complexidades da gestão de inventários.
(SILVER, PYKE, PETERSON, 1998) Referindo-se à sua experiência como consultor
de questões relacionadas a projetos de gestão de inventários em empresas dos
Estados Unidos da América, Silver (1998) reporta que ao longo dos anos, tem sido
visto que em mais de 90 % dos casos, simples melhorias em sistemas de inventários
ou na gestão da produção resultariam em redução de custo de, no mínimo, 20 %,
sem perda de qualidade no atendimento ao cliente. (SILVER, PYKE, PETERSON,
1998)
Em se tratando de serviço público, a gestão de estoques reveste-se,
também, de importância crucial. Como destaca Silver (1998), a administração de
recursos materiais pode ser uma questão de vida ou morte: imagine o impacto da
falta de determinado tipo sanguineo em um banco de sangue hospitalar; ou a falta
de um componente crítico para o cumprimento da missão de uma força aérea
engajada em combate. (SILVER, PYKE, PETERSON, 1998) Para a FAB, que
habitualmente enfrenta reduções no orçamento destinado a compra de peças de
suas aeronaves, o tema requer minuciosa apreciação.
A determinação de níveis adequados de estoque é uma questão que
gestores enfrentam em sua rotina de trabalho. Falta de estoque pode representar
riscos, como a perda de vendas e/ou perda de clientes, ou ainda, em se tratando de
forças armadas, prejuízo no cumprimento da missão. Por outro lado, estoques em
excesso diminuem a lucratividade e/ou a eficiência na aplicação dos recursos
financeiros, impactando o desempenho econômico da organização.
Silver (1998) enfatiza a necessidade de se abordar de forma sistêmica
a questão dos níveis de estoques nas organizações. (SILVER, PYKE, PETERSON,
1998) Este é um ponto importante, principalmente, quando a restrição de recursos
16financeiros, como ocorre nas Forças Armadas, é fator limitador das quantidades que
se pretende comprar. Nesses casos, é constante a necessidade de priorização, ou
seja, comprar alguns itens e deixar de comprar outros. Em se tratando de inventários
com grandes diferenças de preço entre os itens em estoque (preços unitários que
variam de centavos a centenas de milhares de dólares), as regras de priorização
têm que considerar questões do tipo “custo versus benefício”, o quê somente é
possível quando a abordagem é feita de forma sistêmica.
3.2.1 LIDANDO COM SISTEMAS COMPLEXOS E LIMITAÇÕES
Inventários de material aeronáutico são sistemas complexos por
natureza. Uma única aeronave pode ter dezenas de milhares de itens diferentes em
sua lista de componentes. A guisa de exemplo, o C-130 – Hércules, avião de
transporte de carga operado pela FAB, possui lista de itens que compreende cerca
de noventa mil part numbers diferentes2. Além disso, o fornecimento de materiais e
serviços é distribuído entre uma grade quantidade de fornecedores, a maior parte
deles, com sede no exterior, os tempos de ressuprimento são longos, as taxas de
falha são aleatórias e crescentes, além das incertezas orçamentárias, etc.
Todos esses fatores afetam, de alguma forma, a gestão de material,
impactando a tomada de decisão sobre que itens devem ser comprados, em que
quantidades, quando as requisições devem ser enviadas aos fornecedores, em que
armazém da rede de distrbuição o componente deve ser localizado, dentre outras.
(SILVER, PYKE, PETERSON, 1998)
As decisões acerca de inventários demandam processamento de
informação, e requerem capacidade de análise superior àquela resultante do poder
de intuição dos gestores. Os programas de informática desenvolvidos para auxiliar a
gestão nessa área, como o Sistema Integrado de Logística de Materiais e Serviços
(SILOMS), de propriedade da FAB, pretendem suprir essa necessidade.
Ao discutir essa questão, Silver (1998) destaca que o cérebro humano
é simplesmente incapaz de absorver e racionalizar todos os fatores relevantes em
situações que envolvem decisões complexas. Os tomadores de decisão não
2 Dados levantados em consulta realizada junto ao pessoal da área técnica do Parque de MaterialAeronáutico do Galeão (PAMAGL).
17conseguem, de modo efetivo, abstrair a totalidade de detalhes do sistema sem fazer
uso de recursos que os auxiliam. Surge, então, a necessidade de desenvolver
sistemas informatizados inteligentes capazes de processar os dados,
transformando-os em informações relevantes, a partir das quais as decisões
poderão ser tomadas.
Ao tratar da questão do desenvolvimento de sistemas de apoio à
tomada de decisão na gestão de inventários complexos, Silver (1998) sugere
abordagens que auxiliam nessa tarefa. A seguir, será apresentada uma síntese
delas:
a) as decisões dentro das organizações seguem uma hierarquia,
compreendendo aquelas de longo prazo (planejamento
estratégico), médio prazo (planejamento tático) e curto prazo
(planejamento operacional). Diferentes níveis da administração
devem se ocupar com cada uma destas três classes;
b) isso requer informação e controle adequados para cada tipo de
decisão. No nível mais alto da administração, os controles deverão
ser feitos de forma diferente dos níveis mais baixos;
c) as unidades físicas de um inventário, existentes em grande
quantidade, devem ser ordenadas em um número menor de
categorias. Dessa forma, os gestores administram seus inventários
no contexto de um número menor de variáveis;
d) o nível de complexidade pode ser reduzido identificando-se, por
meio de análise ou a partir de dados empíricos, somente os fatores
e variáveis mais relevantes ao processo que se deseja levar em
consideração;
e) os gestores devem fazer uso de ferramentas, que podem ser
simples planilhas ou sistemas informatizados mais sofisticados; e
f) por último, usar o princípio da administração por exceção, focando
questões que têm maior impacto na organização. (SILVER, PYKE,
PETERSON, 1998)
183.2.2 A GESTÃO DE INVENTÁRIOS NO COMAER
A gestão de inventários3 no âmbito do COMAER tem como referência
normativa o MCA 67-1, MANUAL DE SUPRIMENTO, de 2007. A norma é de teor
bastante abrangente. O texto descreve a estrutura organizacional do SISMA,
definindo atribuições e responsabilidades dos órgãos do Sistema; trata da atividade
de nacionalização, controle de suprimento, obtenção, recebimento, armazenagem e
distribuição do material aeronáutico, suprimento de classes especiais (tintas e
solventes, equipamentos de Segurança, Salvamento e Sobrevivência, etc) e do
material bélico; aborda, também, procedimentos relacionados à compra de materiais
e serviços no exterior, tanto nas comissões de compra (CABW e CABE) quanto no
FMS.
A leitura crítica do documento permite verificar, claramente, que a
norma privilegia a abrangência dos assuntos, tratando-os de forma superficial, em
prejuízo do aprofundamento nas questões teóricas e gerenciais, como eram as
antigas edições do mesmo Manual. Porém, a crítica ao MCA 67-1 não está no
escopo dessa pesquisa. O Manual será usado como referência para citações e para
descrever o relacionamento entre os elos do Sistema.
A atual estrutura de suprimento do Sistema de Material Aeronáutico,
prevista no MCA 67-1, 2007, é composta, em linhas gerais, pelo Órgão de direção
do Sistema, a Diretoria de Material Aeronáutico e Bélico (DIRMAB), por armazéns
centrais, localizados nos parques de material aeronáutico, por armazéns remotos,
localizados nas bases aéreas, onde operam as aeronaves. (BRASIL, 2007)
3 A guisa de esclarecimento, o termo inventário aparece dezenas de vezes no corpo do MCA 67-1 esomente em uma delas (Item 4.4.2.1.1 – Análise ABC) o significado da palavra converge com o queé usado neste trabalho, ou seja, como sinônimo de material em estoque, ou suprimento em estoque,termos estes mais utilizados na FAB. Nas outras vezes em que aparece no Manual, inventário ésinônimo de contagem física ou conciliação do controle físico com o controle contábil.
19
Figura 1: Esquema representativo dos elos do SISMA.Fonte: BRASIL, 2007.
Interessam a esse estudo somente os elos operacionais do Sistema,
ou seja, os armazéns remotos e centrais. Por conseguinte, pode-se inferir que a
estrutura de inventários na FAB segue o modelo de dois escalões. O primeiro é
representado pelos armazéns remotos, e o segundo, pelos armazéns centrais.
Apesar do Manual não descrever a forma como os processos de
ressuprimento de componentes reparáveis ocorrem, é possível, a partir da leitura do
texto, inferir acerca de como isso acontece.
Em termos gerais, o armazém remoto presta o suporte de suprimento
local, atendendo as demandas de material solicitadas pelas oficinas dos esquadrões
de suprimento e manutenção (ESM), ou do próprio setor de material das unidades
aéreas (UAE).
Este serviço é de importância crucial para manter a operacionalidade
da frota. A presteza do atendimento local reflete-se diretamente nos indicadores
utilizados para medir a eficiência do sistema, sendo o principal deles a taxa de
disponibilidade.
Sem o armazém remoto, toda demanda de material teria que ser
solicitada ao armazém do parque central, aguardaria os trâmites administrativos e
logísticos (transportes, produção, reparo e outros) para que, finalmente, pudesse ser
20atendida. Em um país de dimensões continentais como o Brasil, a falta de armazéns
nos locais de operação inviabilizaria qualquer estratégia de suporte.
O armazém central, localizado na sede do PAMA, atende aos
armazéns remotos, transferindo componentes para estes. Atende, também, às
oficinas de manutenção, produção e às linhas de revisão, localizadas nos parques,
fornecendo materiais para aplicação nas ordens de serviços destes locais.
Cada PAMA é responsável pelo suporte logístico de um ou mais
programas de aeronave. Há parques que, além do suporte prestado às aeronaves
sob sua responsabilidade, apoiam os outros PAMA na condição de parque oficina,
incumbindo-se da manutenção de determinada classe de componentes. Por
exemplo: o Parque de Material Aeronáutico dos Afonsos (PAMAAF) , além de apoiar
sua frota de aeronaves, atende aos outros parques na condição de parque oficina de
motores de aviação.
3.3 O ITEM REPARÁVEL DE AERONAVE
O MCA 67-1 não estabelece conceito ou definição acerca do que é o
material reparável4. A norma limita-se a classificá-lo a partir de características
relativas a existência de publicação, critérios de movimentação e de instalação na
aeronave. Não obstante, baseado na literatura corrente sobre o tema e nas edições
anteriores do mesmo manual, pode-se dizer que o material reparável é aquele que,
quando é removido, por falha ou por motivo de manutenção preventiva, é
recuperado, ao invés de descartado e substituído por outro novo. (ABREU, 2002)
A classificação de um item de suprimento como reparável se dá por
diversos motivos, a saber:
a) a característica intrínseca do item, ou seja, a possibilidade de ser
ou não reparado;
b) o custo de aquisição e recuperação do mesmo. Itens de valor
elevado tendem a ser classificados como reparável. Por outro lado,
quando o custo de recuperação é demasiadamente alto, em
decorrência da necessidade de investimentos em instalações para
4 No item 4.5.2.11.1 do MCA 67-1, o termo usado é recuperável.
21reparo, equipamentos, e mão-de-obra treinada, o componente
poderá ser considerado como categoria “C”, mesmo sendo
potencialmente recuperável; e
c) outros fatores, como a criticalidade do item, ou seja, se a sua falta
impacta na disponibilidade da aeronave, dificuldades de aquisição
resultantes de descontinuamento da produção ou escassez de
fornecedores, etc. (ABREU, 2002)
Na FAB, há caso em que, por escassez de recurso orçamentário,
durante determinado periodo, um componente mudou de categoria “C” para “R”5.
Trata-se da vela de ignição do motor IO-540-K1D5, da aeronave T-25 Universal. As
velas retiradas durante inspeção eram retrabalhadas nas oficinas do Parque de
Material Aeronáutico de Lagoa Santa (PAMALS), passando por diversos
tratamentos, incluindo a técnica do jato de areia. Após o processo, que fora
estabelecido por meio de boletim técnico do setor de engenharia do PAMA, uma
parcela das velas era enviada para o armazém de itens utilizáveis, para serem
aplicadas, no futuro, como se novas fossem.
As diferenças entre material reparável e de consumo não se limitam,
no entanto, ao campo dos conceitos e definições. Características relativas ao modo
como ocorre a sua demanda e a forma como é procedida a reposição entre os elos
de armazenagem do sistema fazem da administração dos componentes categoria
“R” uma ciência bastante peculiar. (SHERBROOKE, 1992)
Por exemplo, enquanto em sua rotina, o administrador de itens de
consumo preocupa-se em definir quando um pedido de requisição deve ser colocado
junto ao fornecedor (ponto ótimo de renovação) e qual a quantidade que deve ser
requisitada (lote econômico), o gestor de componentes reparáveis preocupa-se com
a distribuição ótima dos itens de giro, ou quantidade sobressalente, entre os
diversos armazéns do sistema. (SHERBROOKE, 1992)
Sherbrooke (1992) sugere que, no que se refere ao material reparável
de uso em aeronaves, as regras de reposição entre o armazém central e os remotos
devem ser assim definidas:
5 De fato, a classificação adotada foi “Item Trabalhável”, categoria “T”. No entanto, a definição deitem trabalhável é uma derivação do conceito de ítem reparável.
22a) a distribuição do estoque sobressalente (estoque de giro) aos
armazéns remotos é feita, antecipadamente, pelo parque central; e
b) após a distribuição (alocação) do giro, o armazém remoto só terá
direito a requisitar outro componente ao parque central mediante o
recolhimento da unidade avariada. (SHERBROOKE, 1992)
Isso é o que Sherbrooke (1992) define como política de reposição “S-1,
S”, ou seja, cada vez que o armazém remoto recolhe uma unidade do componente
ao PAMA, a quantidade alocada ao remoto diminui em 1 (uma) unidade – “S-1” - e o
parque central fará ações para que a quantidade retorne ao valor previamente
distribuído – “S”.
A regra acima funciona, também, como ferramenta de controle do
parque central sobre o armazém remoto. O seu cumprimento faz com que o
operador proceda, no menor tempo possível, o recolhimento do item avariado à
oficina do parque central, posto que o remoto só fará jus a outro componente se
enviar o item avariado ao PAMA, evitando, assim, a acumulação de itens avariados
nos diversos armazéns do Sistema.
3.3.1 ENTENDENDO O MODELO METRIC DE GESTÃO DE ITENS REPARÁVEIS
O METRIC foi desenvolvido pela RAND corporation, empresa norte-
americana, especializada em consultoria de assuntos na área de Defesa. O modelo
foi “encomendado” pela Força Aérea dos Estados Unidos (United States Air Force –
USAF), no final da década de 1960, no momento em que os custos de manutenção
das aeronaves ameaçavam a operação das mesmas e restringiam o
desenvolvimento de novos projetos. (SHERBROOKE, 1992)
Atualmente, o METRIC é utilizado por outras forças aéreas do mundo,
como a da França e da Suécia, e por organismos que dispõem de estrutura militar,
como a Organização do Tratado do Atlântico Norte (OTAN). Importante destacar
que, nos dias de hoje, há softwares desenvolvidos exclusivamente para
implementação da metodologia METRIC em sistemas de gerenciamento de material
aeronáutico. A guisa de exemplo, pode-se citar duas empresas que atuam no
mercado, desenvolvendo aplicativos para uso específico na área militar: a
23SYSTECON6 Systems and Logistics Engineering, empresa da Suecia, proprietária
do OPUS 10; e a TFD7 Tools for Decision Group, empresa dos EUA, proprietária do
VMetric-XL. O OPUS 10 e o Vmetric-XL são poderosas ferramentas de otimização
da função suprimento. Porém, os custos de aquisição e manutenção desses
sistemas os deixam um pouco distantes da realidade atual da FAB.
A grande vantagem do METRIC em relação a outras técnicas de
gestão de material reside no fato de que o modelo utiliza a abordagem sistêmica.
Em termos práticos, o uso dessa abordagem permite ao gestor de material decidir,
quando do momento da compra de itens sobressalentes, quais e quantos itens
devem ser comprados, e em que armazém (central ou remotos) as compras devem
ser alocadas.
Além disso, o METRIC considera eventuais restrições no orçamento,
por exemplo, quando se se dispõe de recursos para comprar tudo que foi planejado.
Utilizando a análise de custo/benefício, o modelo resolve o problema sugerindo o
pacote de itens que, dentro do limite de crédito disponível, trará os maiores
benefícios para a disponibilidade da frota.
A disponibilidade da frota é calculada a partir da função “número
esperado de itens faltantes” (expected backorders – EBO). O modelo assume que a
maximização do indicador disponibilidade da frota é conseguida por meio da
minimização da função EBO.(SHERBROOKE, 1992)
Está fora do escopo desse trabalho detalhar a matemática por de trás
da metodologia METRIC. O Anexo A apresenta, de forma resumida, as fórmulas que
constituem a base matemática do modelo.
Por ora, é relevante destacar que o METRIC parte de vários
pressupostos (assunções ou premissas do modelo) que, quando não se confirmam,
distorcem os resultados finais, induzindo o tomador de decisão a incorrer em erros.
São eles:
a) demanda independente e regida pela distribuição de Poisson;
b) o sistema é fechado, ou seja, uma vez definida a quantidade de
itens sobressalentes, não há condenações8;
6 Site da empresa na Internet – www.systecon.se7 Site da Internet – www.tfdg.com8 Ver a seção Glossário, localizada no final deste relatório .
24c) tempo de reparo independente do número de itens em processo de
reparo;
d) a responsabilidade pelo reparo (ESM ou PAMA) é previamente
estabelecida;
e) política de inventário “S-1, S”;
f) não há ressuprimento lateral, ou seja, as transferências somente
ocorrem entre o armazém central e os armazéns remotos; e
g) não há canibalização9. (SHERBROOKE, 1992)
Adiante, neste capítulo, ao tratar do tema teoria de filas, será discutido
o impacto das três primeiras premissas (alíneas “a”, “b” e “c”) no METRIC, a fim de
que o leitor compreenda melhor a proposta de modelo que se pretende construir no
software Arena. Por ora, será feita uma breve introdução ao tema simulação.
3.4 SIMULAÇÃO E OUTRAS OPÇÕES DE MODELAGEM
De acordo com Banks (1999), o termo simulação refere-se à técnica de
“imitação da operação de processos e sistemas do mundo real
através do tempo. Quer seja feita à mão ou em computador,
simulação envolve a geração de uma história artificial do sistema e a
observação desta história, com o propósito de extrair conclusões
acerca das características de operação do sistema real”. (BANKS,
CARSON II, NELSON, 1999, p.3, tradução nossa)
Estudos de simulação implicam no desenvolvimento de modelos, os
quais tomam a forma de assunções acerca da operação do sistema. As assunções
podem ser expressas por meio de relacionamentos matemáticos, lógicos ou
simbólicos entre as entidades (objetos de interesse) do sistema. (BANKS, CARSON
II, NELSON, 1999)
Segundo Kelton (1998), o termo simulação pode ter uso extremamente
genérico, posto que a ideia aplica-se em diversos campos da ciência. Nos dias de
hoje, o uso da simulação tem se popularizado devido ao desenvolvimento de
computadores com capacidade de processamento cada vez maior e software
melhores. (KELTON, SADOWSKI, SADOWSKI, 1998)
9 A canibalização é o processo de consolidação, em um número reduzido de aeronaves, das faltas demateriais consideradas crônicas.
25Ao discutir o tema, Kelton (1998) destaca que, dependendo da
realidade que se quer representar e do grau de detalhe desejado, os modelos
podem variar de simples conjunto de fórmulas até programas sofisticados, que
requerem o emprego de software específicos. (KELTON, SADOWSKI, SADOWSKI,
1998)
3.4.1 CONCEITOS-CHAVE EM SIMULAÇÃO
Para melhor entendimento do modelo a ser apresentado adiante,
torna-se fundamental o conhecimento de termos que são usuais no contexto de
simulação, mas podem ter significados completamente diferentes quando usados
em outras circunstâncias. Trata-se, na maioria dos casos, de nomes ligados a
peças-chave na construção de modelos, os quais foram extraídos da obra de Kelton
(1998). São eles:
a) entidade: o termo entidade, em simulação, designa qualquer coisa
(pessoa, objeto, equipamento e etc) que transita no modelo. É o
elemento dinâmico no modelo, pois muda de status ao longo do
tempo. Em um típico modelo, entidades são criadas, transitam por
ele, sendo modificadas e modificando o status de outras entidades
ou recursos e, finalmente, são descartadas (saem do modelo);
b) recurso: o termo recurso pode referir-se a máquinas, equipamentos,
trabalhadores, espaço físico, e vários outros objetos. Diz-se,
usualmente, que entidades consomem, temporariamente, recursos.
Por exemplo: um cliente (entidade-pessoa) que chega ao caixa de
um banco, durante o seu atendimento, estará ocupando um recurso
do banco, que pode ser o caixa atendente (pessoa) ou o caixa
automático (equipamento);
c) atributo: o termo atributo é usado para referir-se às características
das entidades. Via de regra, um atributo individualiza uma entidade
ou um grupo de entidades. Tomando por exemplo a situação do
banco, uma entidade (cliente) que chega ao banco pode ter um
atributo (idade) que irá diferenciar o seu processo de atendimento
26das demais entidades. É o caso dos caixas (recursos) de uso
exclusivo para pessoas com necessidades especiais (idosos,
deficientes físicos e etc);
d) fila: o termo fila refere-se ao local onde, ou tempo que, uma
entidade espera até que seja atendida. É uma medida de eficiência
no sistema e pode ser dimencionada de diversas formas (tempo de
espera em fila, número de entidade em fila e etc). É um conceito
chave em simulação porque muitos problemas em sistemas da vida
real decorrem, de alguma forma, de esperas em fila. (KELTON,
SADOWSKI, SADOWSKI, 1998)
3.4.2 PASSOS PARA ELABORAÇÃO DE UM ESTUDO DE SIMULAÇÃO
Banks (1999) identifica doze passos que devem ser seguidos na
condução de um estudo de simulação. Estes passos podem ser, também,
entendidos como etapas na construção de modelos.
O primeiro passo do processo de criação de modelos é a formulação
do problema. Todo estudo de simulação deve iniciar com a declaração do problema.
Quando a declaração é recebida da alta gerência, o especialista em modelagem
deve certificar-se de que a descrição do problema está sendo feita de forma clara e
inequívoca. (BANKS, CARSON II, NELSON, 1999)
O passo seguinte refere-se ao estabelecimento de objetivos. Os
objetivos devem indicar as questões que se quer responder com o modelo. Nesse
momento, podem surgir perguntas do tipo: será que realmente é necessário
construir um modelo para resolver o problema? Há outras abordagens, mais
simples, que atendem aos objetivos estabelecidos? Banks (1999) lembra que, em
situações mais complexas, outras questões, como custo do projeto e prazo de cada
etapa do estudo devem ser levantadas.
Caso a decisão seja seguir em frente, a próxima etapa compreende a
conceitualização do modelo. A construção de modelos envolve tanto arte quanto
ciência. Embora não exista uma fórmula a ser seguida em todas as situações,
algumas orientações gerais parecem ser úteis na maioria dos casos. (SHANNON,
271975, apud BANKS, 1999) A capacidade de abstração do essencial, ou seja,
aquelas características fundamentais do sistema que se quer modelar, é muito
importante nesta fase. É aconselhável, também, envolver o futuro usuário do modelo
na etapa de conceitualização. Isso aumentará as chances de validação do modelo,
etapa que será discutida adiante.
Segue-se, então, o momento da coleta de dados. De acordo com
Banks (1999), há uma constante interação entre as etapas da construção do modelo
e a coleta de dados. Na verdade, a coleta de dados sobre o sistema está presente
em todas etapas do trabalho. Porém, antes de iniciar a construção do modelo
propriamente dito, a coleta de dados deve ser intensificada porque o volume de
dados a processar poderá influenciar no tipo de programa que será usado no
estudo.
A etapa seguinte é a transformação dos requisitos para uma linguagem
de computador. Nos dias de hoje, os modelos (mesmos aqueles mais simples) são
feitos, quase sempre, em computador. (BANKS, CARSON II, NELSON, 1999)
Quando a situação permitir, o desenvolvedor poderá optar, por exemplo, por
software de uso geral, como o Microsoft Excel, se a estratégia escolhida requerer
trabalho com planilhas. Há casos em que é necessária a utilização de software
específicos, que usam linguagens como SIMAN, GPSS/H, SLAMSYSTEM e outras.
A discussão das características de cada linguagem está fora do escopo deste
trabalho. O exemplo a ser desenvolvido nesta pesquisa usará o software Arena, por
dois motivos: por ser um software referência no mercado e por questões de
conveniência (capacitação e hábito) do autor.
Após a sua criação, o modelo precisa passar por duas etapas, a saber:
verificação e validação. A verificação é a constatação, normalmente feita por meio
de testes, se o modelo funciona adequadamente. Não é raro, em problemas
complexos, após a criação, o desenvolvedor descobrir erros (bugs) que impedem o
seu uso. Na linguagem coloquial, a verificação é chamada de debugging, ou,
fazendo uso da licença científico-literária, debugagem. A validação, por sua vez,
refere-se à certificação do grau de representatividade do modelo. A validação é feita,
normalmente, experimentando o modelo e comparando os resultados obtidos com
aquilo que, razoavelmente, dele se espera. É possível, ainda, validar o modelo
28baseando-se na opinião crítica de um expert no sistema que se quer representar.
Como explicado no capítulo da metodologia, a opinião de expert é a opção de
validação escolhida nesta pesquisa. (BANKS, CARSON II, NELSON, 1999)
Uma vez validado, o modelo estaria, tecnicamente falando, pronto para
ser colocado em uso. No entanto, autores como Banks (1999) recomendam, quando
a complexidade do problema assim requerer, uma etapa de experimentação do
projeto. Este é o momento em que se decidirá, por meio de testes experimentais, os
critérios de inicialização e de término de cada rodada do programa, tamanho de
amostras que se quer obter de cada experimento, dentre outros. (BANKS, CARSON
II, NELSON, 1999)
O próximo passo refere-se à utilização do modelo no dia-a-dia, e é
chamado de uso em produção e análise. Nesta etapa, o programa será usado e as
informações coletadas serão analisadas, com a finalidade de se estimar as medidas
de performance (indicadores) do sistema na vida real. Banks (1999) destaca que,
mesmo neste momento, o usuário poderá verificar a necessidade de rodadas
incrementais, o que ele define como mais um passo no processo de modelagem.
(BANKS, CARSON II, NELSON, 1999)
Finalmente, como resultado da utilização de modelos, o autor enfatiza
a necessidade de se realizar a documentação, emitindo-se relatórios, os quais
embasarão as propostas de mudanças que, porventura, se queira implementar no
sistema da vida real. A propósito, a implementação de mudanças é o último passo
do processo de criação de modelos. (BANKS, CARSON II, NELSON, 1999)
3.4.3 TEORIA DE FILAS
A maioria dos livros que trata de simulação tem, no mínimo, um
capítulo dedicado ao assunto teoria de filas. Alguns autores abordam o tema como
um tipo específico de simulação.
Teoria de filas10 é o campo da matemática que estuda o fenômeno
espera, ou atraso em fila. (KELTON, SADOWSKI, SADOWSKI, 1998)
10 Teoria de filas é a tradução do termo inglês queueing theory ou, conforme alguns poucos autores,waiting line theory.
29Por mais curioso que possa parecer, há um grande número de
problemas, dos mais variados tipos, que podem ser modelados, com razoável
precisão, usando a abordagem de filas. Por exemplo:
a) engarrafamentos em estradas e avenidas podem ser estimados
usando a abordagem de fila. Essa informação pode ser usada no
planejamento de construção de novas pistas ou ampliação das
existentes;
b) a espera de aeronaves que aguardam autorização para início do
procedimento de pouso em um aeroporto pode ser estudada
usando teoria de filas. As conclusões do estudo podem sugerir
mudanças em procedimentos ou, ainda, indicar a necessidade de
investimento em infra-estrutura, treinamento de pessoal ou compra
de novos equipamentos; e
c) os processos que ocorrem em um sistema de reparo de itens
aeronáuticos, incluindo a manutenção nas oficinas, armazenagem e
movimentação de material entre os diversos locais, podem ser
modelados de tal forma que é possível estimar o número de itens
que transitam, em determinado momento, no sistema. A paritr daí,
pode-se mensurar a necessidade de aquisição de componentes
sobressalentes a fim de manter o sistema abastecido de itens em
condição de uso, ao tempo em que os outros, que necessitam
reparo, percorrem os elos do sistema.
Banks (1999) elenca dezenas de aplicação da teoria de filas, em
diversas áreas, tais como sistemas de saúde pública, militar, construção civil,
restaurantes, parques de diversão, redes de computadores, dentre outros.
Em linhas gerais, a teoria de filas modela processos usando a
taxonomia A/B/c/N/K, onde: a letra A representa o tempo entre chegadas (ou
demanda) que pode ser estocástico; a letra B representa o tempo de serviço (ou de
atendimento) que também pode ser estocástico; a letra c representa a quantidade de
recursos que presta o serviço (servidores); a letra N representa a capacidade do
sistema (quantos itens, no máximo, conseguem transitar pelo sistema ao mesmo
30tempo); e, finalmente, a letra K representa o tamanho da população de origem (de
onde saem os itens).
As fórmulas matemáticas do METRIC são deduzidas de um modelo
específico de teoria de filas, chamado M/G/∞11. (BANKS, CARSON II, NELSON,
1999) Neste modelo, a primeira letra (M) identifica uma cadeia de Markov
(Markovian channel), significando que o processo de chegada (demandas) que se
quer representar terá o tempo entre chegadas seguindo a função de distribuição de
probabilidade exponencial.
Isto implica em dizer que o processo de chegada é sem memória. Em
outras palavras, as chegadas são completamente aleatórias, uma chegada
independe da outra. Em consequência, a taxa de chegada, ou seja, quantidade de
demanda por tempo, será regida pela distribuição de Poisson.
Essa incerteza acerca da demanda faz com que o METRIC trabalhe
sempre com o “pior caso”, ou seja, há uma tendência do modelo de superestimar as
necessidades de componentes para o sistema. Isso não é recomendável,
particularmente, em situações em que há escassez de recursos para compra de
peças. Portanto, outra abordagem, que resolva a modelagem da demanda de forma
diferente, pode ser considerada opção ao METRIC.
A letra “G” diz respeito ao processo de serviço (reparo) e significa que
o tempo para realização do serviço pode ser modelado estatisticamente por
qualquer distribuição de probabilidades (G de geral – general).
Segundo Sherbrooke (1992), a combinação do processo de chegadas
de Poisson com tempo de serviço de distribuição qualquer resulta no teorema de
Palm (Palm’s theorem)
“se a demanda por um item seguir o processo de Poisson com média
anual igual a m e se o tempo de reparo para cada unidade em
manutenção for distribuído de forma idêntica e independente, de
acordo com qualquer distribuição de probabilidade com média T,
então, o estado estacionário da distribuição de probabilidade do
número de unidades em reparo segue a distribuição de Poisson, com
média igual a m x T. (SHERBROOKE, 1992, p. 21, tradução nossa)
11 Na notação A/B/c/N/K, estando ausente os dois últimos parâmetros (N e K), subentende-se que osmesmos têm valor igual a ∞.
31 Em outras palavras, é o teorema de Palm que permite ao modelo
estimar a quantidade de itens no pipeline, parâmetro a partir do qual são calculadas
as necessidades de estoque sobressalente.
As cadeias de Markov12 são sistemas onde clientes (componentes
reparáveis) chegam, oriundos de uma população considerada infinita, aguardam em
fila até serem atendidos (processo de reparo) e, em seguida, retornam para a
população de origem. Uma das premissas do modelo METRIC diz respeito à não
existência de condenações. Isto implica dizer que, para todo processo de reparo
iniciado, um item será concluído e voltará para o armazém. Em outras palavras, não
há condenações de material.
Figura 2: Adaptação representativa do ciclo fechado da cadeia de Markov.Fonte: http://staff.um.edu.mt/jskl1/simweb/intro.htm
Desconsiderar a possibilidade de condenação dos itens, o que,
certamente, ocorrerá após um número indefinido de reparos, é subestimar as reais
necessidades.
Na verdade, sempre que um componente é condenado, deve-se abrir
um pedido de aquisição de outro, caso contrário, o sistema estaria se degradando. O
tempo de aquisição de componentes reparáveis são, via de regra, mais longos
quando comparados aos itens de consumo. Por conseguinte, a premissa de não
haver condenações impacta o cálculo das necessidades para o sistema,
depreciando a qualidade da solução apresentada pelo modelo.
12 Ver a seção Glossário ao final deste relatório.
Processo(reparo)Chegada
(demanda) Saída (retorno à frota)
População de chamada (linha de vôo)
32
O terceiro caracter (∞) é o símbolo matemático de infinito e refere-se à
capacidade infinita do processo de serviço. Esta premissa equivale dizer que nunca
haverá atrasos no sistema decorrente de espera na fila de chegada, ou seja, o
tempo de manunteção independe da quantidade de itens em processo de reparo.
Em termos práticos, isso equivale a dizer que, quando um item
reparável chega à oficina, haverá sempre o recurso disponível (humano, material e
etc) para iniciar o processo de manutenção.
Em resumo, todas as premissas do METRIC impactam, de alguma
forma, os cálculos das necessidades de reparáveis, o que, potencialmente, poderá
induzir os gestores a erros na tomada de decisão.
O modelo proposto, que usará simulação, pretende flexibilizar as três
primeiras premissas constantes nas alíneas “a”, “b” e “c”, do item 3.3.1 deste
relatório. O Apêndice B apresenta uma breve descrição das funcionalidades dos
módulos do software Arena. A sua leitura permitirá ao leitor compreender como as
premissas acima referidas foram flexibilizadas no modelo.
A revisão da literatura, juntamente com a realização da entrevista com
o especialista em Suprimento, a construção e experimentação do modelo
representativo do ciclo de utilização de um componente reparável de aeronave,
permitiram levantar as informações necessárias para seguir adiante com a pesquisa.
A próxima etapa do trabalho compreenderá a análise e discussão dos resultados
alcançados e a elaboração das respostas para as questões norteadoras enunciadas,
anteriormente, no corpo deste relatório.
334 ANÁLISE DE RESULTADOS E CONCLUSÕES
4.1 VISÃO GERAL DO CAPÍTULO 4
O presente capítulo tem por finalidade analisar e discutir os resultados
obtidos nas etapas anteriores da pesquisa ao mesmo tempo em que são
apresentadas as respostas para as questões norteadoras enunciadas no Capítulo 1.
No Capítulo 4, os dados compilados a partir da revisão da bibliografia,
da realização da entrevista com o especialista e da experimentação com o modelo
de simulação desenvolvido no Arena são analisados e discutidos. Isto permitirá ao
leitor entender o processo percorrido para se chegar a cada resposta e preparar-se
para a última seção deste capítulo, onde serão apresentadas as conclusões do
trabalho de pesquisa, as recomendações à Força Aérea Brasileira e as
possibilidades de estudo futuro acerca do tema.
4.2 PRIMEIRA QUESTÃO NORTEADORA
A primeira questão norteadora diz respeito à forma como o SISMA está
estruturado e as regras de relacionamento entre os elos do Sistema, estando
enunciada na alínea “a”, do capítulo Introdução, da seguinte forma:
a) como está estruturado o SISMA e quais as regras d e
relacionamento entre os elos do Sistema?
A leitura crítica do Manual de Suprimento da FAB possibilitou claro
entendimento acerca da estrutura organizacional do SISMA. Embora o texto do
documento não descreva o Sistema nos termos que seguem, a compreensão que se
tem a partir da sua leitura permite fazê-lo.
Os dados levantados a partir da leitura do MCA 67-1 permitem afirmar
que o Sistema está organizado por níveis (escalões) de suprimento e manutenção,
cada um deles com suas responsabilidades definidas no corpo do documento.
Nas bases aéreas, locais onde ocorre a operação das aeronaves, há
recursos (mecânicos e equipamentos) dedicados a prestar o apoio de manutenção
34de primeiro e segundo nível13, compreendendo tarefas de manutenção mais simples,
como a substituição de componentes, lubrificações, verificações funcionais e,
eventualmente, inspeções de menor porte.
As atividades de manutenção acima citadas demandam o fornecimento
de materiais de diversas categorias. O atendimento dessas demandas é feito, em
primeira instância, pelas instalações de suprimento (armazéns remotos) existentes
nos esquadrões de suprimento e manutenção (ESM), os quais são subordinados
administrativamente às bases aéreas.
Por sua vez, os parques de material aeronáutico dispõem de estrutura
de manutenção de terceiro nível14, compreendendo as linhas de revisão das
aeronaves, onde são feitas as inspeções nível parque programadas (INPP) e
grandes reparos, decorrentes de eventuais sinistros ou da aplicação de boletins
técnicos emitidos pelo fabricante ou pelo próprio PAMA. Há, ainda, as oficinas de
materiais reparáveis, cuja finalidade é realizar reparos e revisões em componentes,
em complemento aquelas que são realizadas pelos ESM das bases aéreas. A
capacidade de reparo dos PAMA é complementada por oficinas especializadas,
localizadas no Brasil ou no exterior, que realizam aqueles reparos que os PAMA não
estão habilitados a fazer.
Da mesma forma que nas bases aéreas, as manutenções realizadas
no âmbito dos PAMA requerem a aplicação de componentes, os quais são
fornecidos pelo armazém central, localizado nas instalações dos parques. O
armazém central é responsável pelo abastecimento dos estoques dos armazéns
remotos. Por sua vez, o estoque do armazém central é recompletado por meio de
compras realizadas pelos PAMA, cujas fontes de origem podem estar no Brasil ou
no exterior
Complementando a leitura do Manual, a revisão da bibliografia que
trata da gestão de reparáveis, principalmente, a obra de Sherbrooke (1992), permitu
o entendimento das regras de relacionamentos que devem existir entre os elos
operacionais do SISMA, os armazéns remotos e central, e as oficinas locais (ESM)
e as do Parque.
13 Por ser uma representação simplificada do sistema real, o modelo considera o primeiro e segundonível como sendo um único nível (primeiro nível).
14 Pelos motivos expostos na nota acima, o modelo considera este o segundo nível.
35A primeira regra de relacionamento diz respeito à forma como é feito o
ressuprimento de itens reparáveis dos armazéns remotos pelo armazém central. A
distribuição prévia dos componentes sobressalentes entre os armazéns do Sistema
é a prática recomendada pela literatura que trata do tema, embora a norma da FAB
não aborde essa questão.
A regra para início do processo de reparo nas oficinas (abertura de
ordem de serviço) é outro ponto de divergência entre o que a teoria recomenda e a
prática observada no SISMA. A teoria estabelece que, sempre que um componente
reparável é recolhido da aeronave, ações de manutenção devem ser feitas para
trazê-lo de volta, no menor tempo possível, à condição de poder ser novamente
aplicado. Tal recomendação parte do pressuposto que, para recuperar o item, serão
necessários insumos cujo valor total é menor que o custo do componente reparável.
Dessa forma, seria antiproducente manter um componente de alto valor parado para
economizar na aplicação dos referidos insumos, cujos custos são inferiores ao do
item principal. Na FAB, essa regra não é seguida. Em decorrência, alguns parques
chegam a ter áreas de armazenagem dedicadas, exclusivamente, à guarda de
componentes que esperam pela abertura de ordem de serviço para executar o seu
reparo. Embora isso seja fato, não há argumento gerencial que sustente tal situação.
Cabe dizer que um dos produtos tangíveis da revisão da literatura
realizada nesta pesquisa foi a elaboração do sumário descritivo dos processos que
compõem o ciclo de utilização de um item reparável, usado na entrevista com o
especialista em suprimento. O esquema apresentado a seguir sintetiza, de forma
pictorial, o referido sumário.
36
Figura 3: Esquema representativo do ciclo de utilização do item reparável.Fonte: Adaptado de ABREU, 2002.
4.3 SEGUNDA E TERCEIRA QUESTÕES NORTEADORAS
As questões norteadoras seguintes, enunciadas nas alíneas “b” e “c”,
do capítulo Introdução, dizem respeito às características do SISMA que deverão
constar do modelo representativo construído no software de simulação Arena.
Oportunamente, será discutido o uso de indicadores de desempenho da gestão de
itens reparáveis do Sistema.
Seguem as questões norteadoras:
b) que características relevantes do SISMA devem ser
representadas no modelo de simulação?
c) que indicadores podem ser extraídos do referido m odelo?
As respostas destas questões foram obtidas por meio da entrevista
realizada com o Ten Cel Int Vladimir de Oliveira Andrade, especialista na gestão de
suprimento da FAB.
37Após a leitura do sumário constante no Apêndice A, o entrevistado fez
as ponderações que são apresentadas e discutidas a seguir.
PONDERAÇÃO DO ENTREVISTADO - Atualmente na FAB, poucas
bases aéreas possuem oficinas capacitadas a realizar algum tipo de manutenção em
componentes reparáveis de aeronave. Os ESM apenas instalam itens em condições
de uso e retiram aqueles que apresentam defeito ou que têm seus prazos de
manutenção vencidos. Em quase a totalidade dos casos, os reparos são feitos nos
PAMA ou em oficinas contratadas.
DISCUSSÃO - Este ponto será endereçado quando da construção do
modelo. Para representar a ponderação feita pelo especialista, de antemão, pode-se
afirmar que a inserção do módulo chance (ver descrição no Apêndice B) e a
atribuição de um valor percentual baixo, próximo a zero, para o item permanecer na
oficina local (ESM) resolvem o problema.
PONDERAÇÃO DO ENTREVISTADO - Em linhas gerais, a descrição
reflete os processos que ocorrem durante o ciclo de utilização dos itens reparáveis.
Falta, segundo, a ótica do entrevistado, maior detalhamento, principalmente no que
se refere aos modais de transporte utilizados na movimentação dos componentes
entre os armazéns remotos e parque central.
DISCUSSÃO - Em relação à ponderação acima, cabe reafirmar que o
modelo é uma simplificação da realidade. Procura captar somente os aspectos que
são necessários e relevantes para a representação do sistema real.
No momento seguinte da entrevista, ao ser questionado acerca da
pertinência dos três primeiros pressupostos (premissas) do modelo METRIC,
enunciadas no item 3.3.1 - ENTENDENDO O MODELO METRIC DE GESTÃO DE
ITENS REPARÁVEIS, deste relatório, o entevistado fez as ponderações que serão
apresentadas e discutidas a seguir.
PONDERAÇÃO DO ENTREVISTADO - No que se refere à demanda
de itens reparáveis, há grande diversidade no modo como ela ocorrre, podendo
resultar de falha no componente ou de realização de manutenção programada.
Alguns componentes tem demanda bastante regular, oriunda, quase que
exclusivamente, de recolhimento para manutenção preventiva. Outros falham mais
ou têm demanda incerta, tornando difícil a tarefa de provê-los ao operador no
38momento necessário e sem que haja solução de continuidade no fornecimento. Por
estes motivos, o entrevistado concluiu ser desaconselhável que se tenha uma única
regra de demanda para todos os itens.
DISCUSSÃO - A ponderação acima será atendida inserindo o módulo
create no modelo. Este módulo possibilita a criação de entidades (demandas) com
tempo entre elas seguindo distribuição qualquer, podendo, inclusive, ser um tempo
fixo.
PONDERAÇÃO DO ENTREVISTADO - Em relação ao fato do modelo
METRIC desconsiderar a possibilidade de condenação, o entrevistado ponderou que
tal situação “mascara” as reais necessidades do sistema, sendo enfático em dizer
que a condenação ocorre de forma rotineira e é um aspecto que deve constar no
cálculo das necessidades.
DISCUSSÃO - A condenação poderá ser inserida no modelo por meio
do módulo chance, cuja funcionalidade foi descrita acima. A cada item reparável que
segue para a oficina do parque será atribuída uma possibilidade (percentual) de ser
condenado.
PONDERAÇÃO DO ENTREVISTADO - No que diz respeito ao
processo de manutenção dos itens reparáveis nas oficinas do SISMA, o entrevistado
informa que há casos em que o item aguarda na oficina por falta de recursos
(equipamentos ou mão-de-obra) disponível para iniciar a ordem de serviço. Foi
mencionado o exemplo do setor de Banco de Provas de Motores, do PAMALS, onde
só há a possibilidade de um motor por vez passar pelos testes. Os testes podem
podem durar dias. Nestes casos, eventualmente, ocorrerá a situação de itens
aguardando a liberação do banco de provas para iniciar o teste.
DISCUSSÃO - No modelo, os tempos de reparo serão modelados por
meio do módulo delay do Arena, permitindo, assim, que o tempo de reparo siga uma
distribuição de probabilidade qualquer.
PONDERAÇÃO DO ENTREVISTADO - Finalmente, questionado a
respeito de indicadores de desempenho da gestão de itens reparáveis do SISMA, o
entrevistado informou a existência de diversos parâmetros que são analisados. O
Primeiro deles é a quantidade de itens causando situação AIFP (aeronave
39indisponível por falta de peça). Esse número relaciona-se com a disponibilidade da
frota. Há, também, o indicador estoque médio do componente.
DISCUSSÃO – No modelo, serão inseridos indicadores de estoque e
de itens faltante criando-se variáveis globais do sistema. O Apêndice B apresenta,
de forma sucinta, a descrição do módulo statistics, que coletará informações das
referidas variáveis.
A análise dos comentários acima, permitiu concluir que o modelo a ser
construído usando simulação deverá apresentar as características listadas adiante,
respondendo a questão enunciada na alínea “b”. São elas:
a) a taxa de demanda poderá ser expressa como um valor fixo ou
como uma variável que segue distribuição de probabilidade
qualquer;
b) o tempo de reparo poderá ser um valor fixo ou um valor variável
que segue distribuição de probabilidade qualquer;
c) o modelo deverá contemplar as possíveis condenações dos
componentes que não puderem ser reparados; e
d) o modelo deverá contemplar atrasos por espera em fila quando a
oficina não dispor de recursos humanos e equipamentos em
quantidade indiscutivelmente superiores às necessidades da rotina
de trabalho.
Em relação à proposta de utilização do indicador EBO, embora o
entrevistado tenha reportado que não percebe vantagens significativas no uso do
indicador proposto em lugar dos atualmente monitorados no SISMA, a saber, AIFP e
estoque médio, optou-se por incluir este indicador no modelo desenvolvido no
Arena.
A sugestão de inclusão da variável estoque médio no modelo foi
aceita, pois a inclusão da mesma permitirá criar o indicador de estoque médio, que
sintetiza informações relativas ao espectro oposto do que vem sendo discutido até o
presente momento. O estoque médio poderá fornecer informações acerca de itens
reparáveis em quantidade superior ao que é necessário. Esta informação poderá
ajudar os gestores no processo de tomada de decisão, indicando a necessidade de
alienação de estoques excessivos ou na tomada de medidas para prevenir que o
40componente reparável chegue ao seu tempo limite de estocagem sem que tenha
sido aplicado na aeronave.
Excluiu-se o indicador AIFP devido a sua similaridade com o EBO.
Ambos referem-se à falta de componentes, porém, o EBO sintetiza mais
informações por ser um estimador de tendência central, ao passo que o AIFP, da
forma como é calculado no SILOMS, reflete apenas um valor apurado em
determinado momento.
Isto posto, considera-se respondida a questão norteadora relativa à
alínea “c”, conforme enunciada anteriormente.
4.4 QUARTA E QUINTA QUESTÕES NORTEADORAS
As questões norteadoras seguintes, enunciadas nas alíneas “d” e “e”,
do capítulo Introdução, dizem respeito à forma como os indicadores usados no
modelo de simulação podem auxiliar os gestores do SISMA no processo de tomada
de decisão acerca da gestão de reparáveis. Oportunamente, serão discutidas as
vantagens e desvantagens do uso de modelos de simulação.
Seguem as questões norteadoras:
d) de que forma os indicadores podem auxiliar o proc esso de
tomada de decisão?
e) quais as vantagens e desvantagens de diferentes m odelos de
simulação?
As respostas para as questões acima foram alcançadas por meio do
processo de construção e de experimentação do modelo representativo do ciclo de
utilização do componente reparável no SISMA.
Na verdade, em relação à questão dos indicadores, a entrevista com o
especialista na gestão de suprimento já propiciou oportunidade de início da
discussão em torno do tema.
Sobre os indicadores propostos, cabe destacar os pontos que seguem.
41Em termos gerais, tanto o indicador estoque médio quanto o EBO
devem ser entendidos como uma ferramenta que aponta a direção aproximada a ser
seguida. Desvios nos valores desses indicadores devem fazer com que o gestor
aprofunde a discussão, antes de tomar decisões.
Em relação ao indicador estoque médio, como foi antecipado na seção
4.3, deste capítulo, a ocorrência de valores muito superiores à média pode revelar a
existência de estoques excedentes. Em se tratando de item reparável, que tem
característica de material duradouro, a existência de material em excesso dá poucas
opções de correção ao gestor responsável. Não há muito o quê fazer além de
esperar, pacientemente, que as condenações futuras façam o inventário baixar para
um nível aceitável segundo critérios do gestor.
Neste caso, os gestores devem tomar ações somente se observar que
o referido excesso traz prejuízos à operação do armazém. Itens em excesso,
normalmente, ocupam espaço maior que o devido, podem despertar a cobiça do
pessoal que faz o seu manuseio e podem, ainda, ter seus tempos limites de
armazenagem atingidos antes de serem aplicados na aeronaves, resultando em
desperdício de recursos.
Por outro lado, o indicador EBO em níveis acima da média, pode
resultar em baixa disponibilidade da frota, se o componente em questão for de
aplicação crítica à operação da aeronave. Ainda sobre essa situação, os gestores de
material devem atentar para busca das razões que levam ao desvio no valor
observado, antes de tomar ações imediatas, como a de iniciar o processo de compra
para aumentar a quantidade de giro. O indicador EBO acima da média pode indicar,
por exemplo, que o tempo de reparo está acima do que deve ser. Esta situação
pode estar ocorrendo por falta de itens de consumo aplicáveis na manutenção do
item reparável. Pode, ainda, decorrer de falta de capacitação da mão-de-obra que
faz o reparo. Ou, ainda, decorrer de problemas com a movimentação de material
entre o armazém remoto e o parque central. Veja que o aumento da quantidade de
giro, nesses casos, não resolve o problema. Somente posterga a crise para uma
data no futuro.
42Finalmente, cabe elencar as vantagens e desvantagens observadas
quando do processo experimentação com o modelo construído no software Arena,
com vista a responder a questão norteadora derradeira.
Neste momento, é oportuno dizer que a percepção do que vem a ser
vantagem e desvantagem é algo de cunho bastante subjetivo. Não obstante,
procurar-se-á exercer aqui a virtude da imparcialidade, tão necessária quanto difícil
de ser conseguida em se tratando de pesquisa aplicada.
Entende-se como desvantagens do uso de modelos de simulação, em
comparação com outras ferramentas de gestão de reparáveis, os seguintes pontos,
a serem discutidos a seguir.
O uso de modelos de simulação requer do gestor de material maior
conhecimento sobre o sistema sob sua responsabilidade. Nem sempre isso é
possível, considerando o nível de treinamento que a FAB oferece a quem trabalha
nessa área.
Do mesmo modo, a interpretação de relatórios de simulação requer do
usuário o conhecimento de métodos estatísticos para que possa fazer uso das
informações geradas a partir da experimentação com o modelo. É necessário ter
domínio sobre temas como medidas de tendência central, de dispersão e intervalos
de confiança. Do contrário, os relatórios do modelo serão peças inúteis.
A construção de modelos de simulação requer o uso de software
específicos, cujos custos de aquisição, treinamento e suporte podem desestimular
aqueles que procuram soluções de menor custo. Por exemplo, o preço de uma única
licença da versão básica do Arena é de U$ 1895,00 (mil oitocentos e noventa e
cinco dolares americanos), conforme dados obtidos no site
www.arenasimulation.com. O site não informa o preço da licença profissional.
Estima-se que o valor dessa licença seja algo em torno de vinte mil dolares
americanos. Somam-se a este valor os custos com treinamento de pessoal,
atualizações, etc. Definitivamente, simulação não é uma solução de baixo custo.
Adiante, serão apontados e discutidos os pontos considerados como
vantagens do uso de modelos de simulação, em comparação com outras
ferramentas de gestão de reparáveis.
43A principal vantagem observada a partir da experimentação com os
modelos refere-se ao fato de que o uso da simulação permite representar de modo
mais fidedigno os sistemas do mundo real. Por conseguinte, as informações geradas
a partir de modelos tendem a ser mais realistas, propiciando condições melhores
para a tomada de decisão.
Em complemento, o processo de construção de modelos é um rico
exercício de conhecimento sobre o sistema que se quer representar. O simples
percorrer desse processo já agrega valor a quem dele participa. Embora um tanto
mais difícil de ser mensurado, esse conhecimento poderá resultar em melhores
decisões para o sistema.
Finalmente, a experimentação com modelos permite testar cenários
antes da implementação de estratégias, o que reduz o risco quando da tomada de
decisão. Por exemplo: o uso de modelos em sistemas de reparáveis possibilita testar
quais impactos terão sobre os indicadores de desempenho a contratação de um
serviço expresso de transporte de material, que agilize a movimentação de itens
entre os armazéns remotos e o parque central. Isso permite verificar, antes de
contratar o serviço, os custos e os benefícios relativos à decisão.
Concluída a etapa de análise dos resultados, o capítulo seguinte
apresentará as conclusões deste trabalho, as recomendações para FAB e as
possibilidades de estudos futuros acerca do tema.
445 CONCLUSÕES, RECOMENDAÇÕES E ESTUDOS FUTUROS
Este trabalho teve como objetivo principal analisar as potencialidades
do uso de modelos de simulação como ferramenta de apoio na tomada de decisão
na gestão de inventários de componentes reparáveis de aeronaves da FAB.
A pesquisa permitiu adentrar em duas áreas onde existe pouca
produção científica em língua portuguesa, a saber: gestão de componentes
reparáveis de aeronave e simulação.
Para atingir o objetivo acima enunciado, o autor se dispôs a construir
um modelo representativo do ciclo de utilização de um componente reparável, que
foi conseguido usando o software de simulação Arena.
A partir do modelo construído, pretendeu-se realizar experimentos para
verificar e validar o emprego da simulação como ferramenta de suporte para tomada
de decisão acerca da gestão de componentes reparáveis de aeronaves do SISMA.
Para construção do modelo, foi necessário aprofundar a discussão
acerca da gestão de itens reparáveis, o que foi conseguido pela revisão da literatura
geral, sobre administração de materiais, e específica, sobre a gestão de itens
reparáveis de aeronave.
Foi necessário, também, conchecer as regras de relacionamento entre
os órgãos elos que compõem o SISMA, o que foi conseguido por meio da revisão
crítica do Manual de Suprimento (MCA 67-1) e pela condução de entrevista com um
especialista na gestão de suprimentos da FAB.
O processo de construção do modelo e sua posterior experimentação
permitiu comparar as vantagens e desvantagens do uso da simulação frente a
outras técnicas de gestão, a saber o METRIC.
Finalmente, no que se refere ao uso de modelos de simulação na
gestão de reparáveis, o estudo permitiu chegar às seguintes conclusões e
recomendações para a Força Aérea Brasileira:
a) conforme demonstrado no Capítulo 4 deste relatório, os modelos de
simulação podem ter aplicação como ferramenta de suporte na
gestão de componentes reparáveis de aeronave, pois propiciam
45condições de refinar os cálculos das quantidades necessárias de
componentes sobressalentes para as aeronaves da FAB;
b) a melhor relação de custo-benefício poderá ocorrer quando os
modelos forem desenvolvidos para os itens de inventário de maior
preço, tais como turbinas, componentes do grupo moto-propulsor
da aeronave. Isto justificaria os investimentos em software e em
treinamento de pessoal; e
c) os investimentos acima citados podem ser minimizados se for
adotada uma estratégia de criar um núcleo para estudo e aplicação
da ferramenta no SISMA. O referido núcleo poderia ficar, em
princípio, sob a responsabilidade do Grande Comando (COMGAP)
ou do Órgão de Direção do SISMA (DIRMAB) ou, ainda, de um dos
elos operacionais (PAMA) que demonstrasse maior vocação para
levar em frente o projeto. O núcleo poderia atender às
necessidades das demais OM do Sistema.
Finalmente, a presente pesquisa representou apenas uma pequena
parcela do que pode ser estudado acerca de simulação e gestão de reparáveis.
Muito ainda pode ser pesquisado nesta área de conhecimento. Para aqueles que
têm interesse no tema, adiante são oferecidos tópicos que, na opinião ao autor,
carecem de aprofundamento. São eles:
a) o uso de modelos de simulação na gestão de itens aeronáuticos de
alto preço, categoria consumo;
b) como representar em modelos de simulação a situação de
ressuprimento lateral, em que armazéns remotos ressuprem-se
mutuamente;
c) como representar em modelos de simulação a situação de
canibalização, em que as faltas de determinados itens são
consolidades em poucas aeronaves; e
d) estudo compartivo da gestão de reparáveis na FAB e de uma
empresa de aviação comercial.
46REFERÊNCIAS
ABREU, Roberto Carlos Borges de. The effects of variability in demand and timeparameters for multi-item, multi-echelon, multi-ind enture reparable inventorysystems. Dissertation (Master of Science in Logistics Management) – GraduateSchool of Engineering and Management, Air Force Institute of Technology, Ohio,2002.
BANKS, Jerry; CARSON II, John S.; NELSON, Barry L. Discrete-event systemsimulation . New Jersey: Prentice Hall,1999.
BRASIL. Portaria DIRMAB nº 32, de 09 de março de 2007. Aprova a edição doManual que disciplina as atividades inerentes à Função Logística de Suprimento deMaterial Aeronáutico: MCA 67-1. Rio de janeiro, RJ, 2007.
BURNWORTH, Todd C. Simulated multi-echelon readiness-based inventoryleveling with lateral resupply. Dissertation (Master of Science in LogisticsManagement) – Graduate School of Operations Research, Air Force Institute ofTechnology, Ohio, 2008.
COHEN, William A. Lições de liderança em tempos de guerra : da adversidade aosucesso e do medo à vitória. São Paulo: Makron Books, 2002.
CRESWELL, John W. Research design : qualitative & quantitative approach.London: Sage Publications, 1994.
GROSS, Donald; HARRIS, Carl M. Fundamentals of queueing theory . New York:John Willey & Sons,1998.
KELTON, W. David; SADOWSKI, Randall P.; SADOWSKI, Deborah A. SimulationWith Arena . Boston: McGraw Hill,1998.
KINNISON, Harry A.; Aviation maintenance management. New York: McGraw Hill,2004.
SHERBROOKE, Craig C. Optimal Inventory Modeling Of Systems . New York:John Wiley & Sons Inc., 1992.
SILVER, Edward A.; PYKE, David F.; PETERSON, Rein. Inventory managementand production planning and scheduling . New York: John Willey & Sons,1998.
SIMCHI-LEVI, David; KAMINSKY, Philip; SIMCHI-LEVI, Edith. Designing andmanaging the supply chain: concepts, strategies, and case studies. Boston:McGraw Hill, 2000.
SOPRA, Sunil; MEINDL, Peter. Gerenciamento da cadeia de suprimento:estratégia, planejamento e operação. São Paulo: Pearson Prentice Hall,2004.
47GLOSSÁRIO
Arena – Software de simulação usado nesta pesquisa,para desenvolver um modelorepresentativo do ciclo de utilização de um item reparável de aeronave. O aplicativoé de propriedade da empresa Rockwell Automation.
Demanda – Termo utilizado para designar a quantidade necessária de determinadocomponente por periodo de tempo. A demanda não deve ser confundida com oconsumo ou a aplicação do item. Pode haver demanda mesmo quando não háconsumo.
Categoria “C” – O termo refere-se aos itens de consumo de aplicação emaeronave.
Categoria “R” – O termo refere-se aos itens reparáveis de aplicação em aeronave.
Condenação – O termo condenação representa a situação em que determinadocomponente reparável é descartado, normalmente, porque a sua recuperação éimpossível de ser feita ou, quando possível, é antieconômica.
EBO – Abreviatura da expressão em inglês expected backorder. Neste relatório depesquisa, EBO é o estimador da quantidade de itens faltantes de determinado itemreparável. É, também, um indicador de eficiência na gestão de reparáveis.
Exponencial – Regra de distribuição de probabilidade, comumente utilizada pararepresentar a variável tempo entre falhas de um componente.
Giro – O termo giro, ou quantidade de giro, refere-se ao montante de componentereparável sobressalente. Exemplificando: em uma frota de dez aeronavesmonomotoras, a existência de 1 (um) motor, além dos dez que estão (ou deveriamestar) instalados nas aeronaves, representa 1 (uma) unidade de giro.
Markov – o termo cadeias de Markov refere-se à representação matemática deprocessos em série ou paralelos, onde a taxa de chegada das entidades temdistribuição de Poisson.
Pipeline – O termo pipeline vem do inglês e significa tubo ou tubulação. Trata-se deuma metáfora para indicar o curso que o item reparável percorre (entre os diversoselos do sistema de reparo) durante o seu ciclo de utilização.
Poisson – Regra de distribuição de probabilidade, comumente, utilizada pararepresentar a variável demanda de um componente.
48Apêndice A – Roteiro da entrevista com o especialis ta em gestão de
suprimento da FAB
Caro entrevistado,
O texto a seguir trata da descrição, de forma resumida, do ciclo de
utilização de um componente reparável de aeronave no SISMA e foi elaborado com
o propósito de servir de roteiro para construção de um modelo representativo do
ciclo no Sistema. O modelo será construído no software Arena de Simulação.
Peço que proceda a leitura do texto, reflita acerca da sua pertinência e
apresente suas ponderações (concordâncias e discordâncias).
Em caso de dúvidas, por favor, contate-me.
Cordialmente,
TC Abreu.
Segue a descrição.
1. Quando um item reparável é retirado da aeronave, seja por motivo
de falha ou para manutenção preventiva, uma requisição por um componente em
condições de uso é emitida do setor de manutenção para o armazém de suprimento
remoto da base.
2. Caso a quantidade em estoque do referido item no armazém de
utilizáveis do remoto for maior ou igual a 1 (um), a requisição será atendida. Caso
contrário, será computada uma falta do item no armazém da base aérea, gerando
uma medida de desempenho que representa o número de itens faltantes no
armazém. O valor do número de itens faltantes tomado ao longo do tempo servirá de
base para cálculo do indicador número médio de itens faltantes no armazém, e
utilizará a abreviatura EBO, do inglês expected backorder.
3. Simultaneamente, o item retirado da aeronave passará por
inspeção, podendo, em alguns casos, ser reparado pelo próprio Esquadrão de
Suprimento e Manutenção (ESM) da base. Quando o reparo ocorre no ESM, ao
término do processo, o componente deverá ir para o armazém de utilizáveis do
49remoto e, caso haja pendências na frota em relação ao item, o mesmo deverá ser
aplicado, de imediato na aeronave.
4. Quando o reparo não puder ser efetivado no ESM, o item danificado
será encaminhado para o parque central ou parque oficina, ao mesmo tempo em
que é emitida uma requisição ao parque responsável, pedindo o envio de uma
unidade do componente em condições de uso.
5. No armazém do parque responsável pelo atendimento, caso a
quantidade em estoque do referido item for maior ou igual a 1 (um), a requisição
será atendida. Caso contrário, será computada uma falta do item no referido
armazém e procede-se com o cômputo do indicador EBO para o armazém do
PAMA, de forma similar a que é descrita no item 2 deste sumário descritivo.
6. O item danificado, recolhido pela base, passará pelo processo de
manutenção, podendo este ocorrer nas oficinas do parque central, em oficina
contratada no Brasil ou no exterior.
7. Finalmente, o atendimento da necessidade do armazém remoto
ficará pendente até que haja uma unidade disponível, no armazém central. Esta
unidade não precisa ser, necessariamente, aquela que foi recolhida pelo remoto. O
tempo para efetivar o fornecimento será chamado de OST, do inglês ordering and
ship time e compreende o tempo de remessa do item de volta ao armazém remoto,
sendo desconsiderados outros atrasos.
50Apêndice B – descrição da funcionalidade do módulos utilizados na
construção do modelo no software Arena
Módulo create – cria as entidades (demanda de itens reparáveis) para o modelo.No módulo create, o processo de chegada é definido pelo tempo entre as chegadas.O Arena permite que este tempo seja modelado conforme distribuição qualquer ou,ainda, como um tempo fixo entre as chegadas. Esse recurso deixa o modelo desimulação mais flexível, pois não obriga a seguir o processo de Poisson paramodelar as chegadas.
Módulo duplicate – duplica a entidade demanda. Para cada demanda é criada umarequisição (em papel ou por meio eletrônico) que vai para o armazém e uma ordemde serviço para o componente a ser reparado, que segue para a oficina.
Módulo choose – implica uma condição a ser verificada. No modelo, este módulo éusado, por exemplo, para verificar se o atendimento será imediato (condiçãoestoque > ou = a 1) ou se será aberta uma backorder.
Módulo assign – modifica o valor de uma variável. No modelo, sempre que há umademanda e o estoque é igual a zero, o módulo assign aumenta o valor da variávelEBO em uma unidade. Por outro lado, quando ocorre a conclusão de uma ordem deserviço e o atendimentode uma unidade que estava pendente na situação debackorder, o módulo assign diminui o valor da variável EBO em uma unidade.
Módulo wait – faz com que a entidade espere por um sinal para seguir em frente.No modelo, o módulo wait é usado para segurar um pedido não atendido até queseja concluida uma ordem de serviço e o sistema seja informado da conclusão.
Módulo signal – emite um sinal (aviso) para o sistema. No modelo, o módulo éusado, por exemplo, para informar ao sistema que foi alterado o valor da variávelestoque de um componente.
Módulo dispose – coloca a entidade para fora do sistema. No modelo, poderepresentar o item reparável que saiu do estoque para ser aplicado na aeronave.
Módulo chance – expressa uma probabilidade de ocorrência de um eventoqualquer. No modelo, expressa, em termos percentuais, a chance de um itemretirado da aeronave ter que seguir para o pipeline do PAMA. É com o módulochance que o modelo representa, também, as possíveis condenações de materialreparável no sistema da vida real.
Módulo delay – representa um periodo de tempo qualquer. Pode ser fixo ouvariável, seguindo distribuição de probabilidade qualquer. No modelo, é usado pararepresentar os tempos de reparo (base e parque) e os tempos de transporte entre abase e o parque.
51
Módulo variable – permite criar variáveis globais para o sistema. No modelo, foramcriadas variáveis para representar a quantidade em estoque (para cálculo doindicador estoque médio), número de itens faltantes (para cálculo do indicadorEBO) .Módulo statistics – coleta estatística das variáveis após cada vez que o modelo éutilizado.
Apêndice C – Modelo de simulação desenvolvido no software Arena
N OR M ( 0 .4 76 , 0 .0 5 )
S 1 1 > = 1I f
E l s e
S 1 1
S 1 1
1
D e p o t B O
B O
S 1 0
S 1 1
P a ra t e s e
5 0 0 0
S 1 1 f i x e d
S 1 1 f i x e d
W i t h
E l s e
0 . 3
S 1 0 > = 1I f
E l s e
S 1 0
S 1 0
S 1 0 f i x e d
S 1 0 f i x e d
1
1 . 2 S 1 1 f i x e dS 1 1
NÍVEL PARQUE
NÍVEL BASE
__________________________________________________________________________________________
B O B O
ARMAZÉM DA BASE
OFICINA DA BASE
OFICINA DO PARQUE
ARMAZÉM DO PARQUE
OST
D e p o t B O D e p o t B O
L OGN ( 1 . 2 , 2 )
L OGN ( 3 . 5 , 6 . 6 )
Create
Choose Assign
Assign
Duplicate
Variables
Simulate
Wait
Signal
Chance
Choose Assign
Assign
Wait
Signal
Duplicate
Delay SignalAssign
Statistics
Assign Assign
Dispose
Dispose
Dispose
Dispose
Assign Assign
Delay
DelayWi th
E ls e
0 .9 5
Chance
S 1 0S 1 0 f i x e d
CONDENAÇÃO6
Assign Signal DisposeDelay
S 1 0
Assign
Fonte: Dados da pesquisa.
Anexo A – Fórmulas do METRIC
Fonte: (ABREU, 2002)
