O projeto do sistema de produção se refere ao planejamento dos processos, que requer conhecimento sobre a estratégia de produção, projetos de produtos ou serviços, tecnologia do sistema de produção e mercado para desenvolver um plano detalhado para produzir produtos e serviços (GAITHER e FRAZIER, 2002).
Para Slack et al. (2009), o conhecimento sobre estratégia de produção instaura o contexto no qual outras decisões de PSP devem ser adotadas. O autor indica que a concepção de sistemas produção deve contemplar as seguintes decisões:
a) integração vertical (decisões de fazer ou comprar); b) capacidade produtiva de longo prazo;
c) localização das operações produtivas; d) arranjo físico das instalações;
e) seleção da tecnologia; f) gestão dos recursos humanos.
Conforme Cochran et al. (2002), na prática, tem sido um desafio para as organizações integrar os diversos elementos que compõem um PSP (arranjo e operação de máquinas, ferramentas, materiais, pessoas e informações) para favorecer sua estratégia de negócios. O PSP consiste não apenas em equipamentos físicos, ele é um processo multidisciplinar que abrange todos os aspectos da criação e operação de um sistema de produção, onde pessoas gerenciam, operam, comunicam-se, bem como interagem com toda a cadeia de suprimentos da empresa.
Jacobsen et al. (2001) indicam que a fase de concepção de um sistema de produção se inicia com uma análise das restrições e graus de liberdade para o projeto, divididos em quatro grupos:
reflexões sobre a tecnologia (capacidades essenciais, grau de automação) e como o sistema de produção planejado se encaixa no fluxo logístico da gestão da cadeia de suprimentos;
reflexões ambientais e éticas sobre o meio ambiente no qual esta inserido, locais de trabalho dos funcionários, e a responsabilidade pelos produtos produzidos;
reflexões do mercado para satisfazer suas expectativas com agilidade;
reflexões organizacionais que tratam da integração humana e influência na produção.
A resposta sobre as reflexões ambientais, éticas e de mercado podem influenciar diretamente a imagem da empresa. Já as reflexões organizacionais ajudam na redução de custos, prazos e produtos de qualidade (JACOBSEN et al., 2001).
Os autores descrevem o modelo MERIP (Menneskelige Ressourcer I Produktionen) para o projeto de sistema de produção. O termo dinamarquês representa recursos humanos na produção, portanto, sendo um modelo que enfatiza a capacitação da força de trabalho como uma estratégia para lidar com o aumento da complexidade tanto dentro como fora da organização.
No MERIP, quatro blocos de construção são constituídos e valorizados igualmente com base na definição de um sistema de produção (Figura 2). A tecnologia, os recursos humanos, a informação e a organização estão intimamente relacionadas. A etapa de projeto deve ser um processo iterativo que envolve os funcionários para garantir que os engenheiros e gerentes não sejam as únicas pessoas que transfiram as suas ideias e opiniões.
Figura 2 - Modelo do sistema de produção MERIP.
Outros autores também desenvolvem modelos e apresentam ações para o PSP de modo que este alcance os objetivos estratégicos da empresa (como por exemplo, Cochran et al., 2002; Ballard et al., 2001; Matt, 2008). Os primeiros propõem um método de decomposição de um conjunto diversificado de requisitos que constituem um sistema de produção. Em resumo, o processo consiste em selecionar o conjunto de soluções (meios ou parâmetros de projeto) que devem satisfazer a determinados objetivos do projeto (requisitos funcionais).
Ballard et al. (2001) ressaltam que o sistema de produção deve ser desenvolvido buscando alcançar a maximização de valor e a redução de desperdícios na produção de bens e serviços. Para isto, apresentam ações para o PSP de modo que esses objetivos sejam alcançados.
Neste contexto, tem-se discutido na literatura que os princípios da produção enxuta tornaram essenciais para projetos modernos de sistemas de produção, em que o seu papel vai além de uma vantagem competitiva única para ser um pré-requisito vital na concorrência global (MATT, 2008).
De acordo com os princípios lean (fluxo e valor), os sistemas de produção e as operações de fabricação relacionadas são organizados em função dos produtos exigidos, da quantidade de produção, da variedade de produtos e dos requisitos de qualidade, para satisfazer a demanda do mercado e necessidades dos clientes (MATT, 2008).
Para isto, o paradigma de manufatura enxuta utiliza certas técnicas de produção fundamentais, tais como melhoria contínua (Kaizen), gestão da qualidade total (TQM), design robusto (Taguchi methods), controle estatístico de processos (SPC), just-in-time (JIT), e outros (KOREN e ULSOY, 1997).
Matt (2008) propõe que um sistema de produção pode ser visto como um conjunto de módulos de produção (subsistema, processo, montagem ou célula de produção) ao longo de fluxos de valor de uma empresa. Assim, cria um modelo com os dez passos que fornece orientação metodológica para o PSP enxuto.
A concepção de sistemas de produção se configura como uma área em desenvolvimento constante. Novos paradigmas estão em desenvolvimento para tratar da necessidade de que seu projeto contemple também, nas mudanças exigidas pelo mercado, além das questões de qualidade (INMAN et al., 2013), possibilidades de reconfiguração (como descrito por Koren e Ulsoy, 1997; Rösiö e Säfsten, 2013) e sustentabilidade (BI, 2011).
Inman et al. (2013) realizam uma revisão de literatura que mostra ligações sólidas e oportunidades de integração entre a concepção do sistema de produção (cadeia de suprimentos, planejamento da produção, layout do sistema, seleção de equipamentos e gestão da produção) e concepção do sistema de controle de qualidade (desdobramento da função qualidade, análise de modos de falha e efeitos, planejamento de inspeção, projeto de experimentos e controle estatístico de processo).
A literatura que descreve metodologias de concepção de sistemas de produção geral não fornece suporte para o projeto do sistema de produção reconfiguráveis, ou seja, não identificam as possibilidades de mudança, rearranjo, alteração de capacidade e componentes no momento de sua concepção, e em alguns casos, nem mesmo ao longo do processo (RÖSIÖ e SÄFSTEN, 2013).
Para Koren e Ulsoy (1997), este novo paradigma da produção reconfigurável requer o desenvolvimento de métodos sistemáticos e ferramentas de software para criar PSP e de máquinas com rapidez. Para isto acontecer, é necessário que a sistemas de produção já sejam concebidos de forma a serem modulares, integráveis, conversíveis, diagnosticáveis e personalizáveis. Neste contexto, Rösiö e Säfsten (2013) exploram as questões teóricas e práticas para alcançar um PSP reconfigurável que considerem todos os seus subsistemas.
A sequência de estudos sobre sistemas de produção chega atualmente à necessidade de considerar a sustentabilidade em seu projeto. Isto ocorre devido ao desenvolvimento das exigências dos clientes, de novas legislações governamentais, de valores públicos, das prioridades ambientais, da escassez de recursos naturais e do aumento dos custos de energia (BI, 2011).
Bi (2011) induz que a próxima geração de paradigmas de sistema será uma forma híbrida de vários paradigmas, tais como a combinação de produção enxuta e fabricação reconfigurável, sendo pouco provável que exista um novo paradigma de produção totalmente sustentável. O autor sugere que um novo paradigma do sistema deve possuir as capacidades de “6Rs” (refabricação, reuso, reprojeto, reciclar, recuperar, e reduzir) para maximizar o aumento de valor dos produtos.