4 SIMULAÇÃO EM PROJETOS DE MANUFATURA ENXUTA
4.2 Trabalhos Relacionados
Se baseando no alto custo associado ao erro, alguns pesquisadores têm buscado contribuir com as organizações utilizando simulação computacional, para apoiar o tomador de decisão.
Shin e Min (1995) simularam a parada de linhas de produção pelos operários, quando observavam problemas de qualidade. Através de programação em BASIC, compararam a autonomação (item 2.4.2) com o sistema tradicional, que enfatiza a utilização máxima da capacidade de produção (máquinas e operadores), evitando tanto quanto possível a parada da linha de montagem. Consideraram em seus estudos três cenários:
• sem paradas ou atrasos da linha de produção e sem problemas de qualidade;
• retirada rápida da peça defeituosa (reparando-a fora da máquina) e continuando a produção de outra peça;
• reparo da peça defeituosa na linha de produção.
Simulando problemas de diferentes tipos na linha de produção e introduzindo modelos de custo total esperado, demonstraram as vantagens da estratégia da parada da linha sobre a estratégia tradicional de reparar a peça defeituosa na linha de produção.
Welgama e Mills (1995) estudaram a importância do uso da simulação na fase de projeto de um sistema de produção just-in-time, envolvendo a mudança de layout em forma de células, a identificação de gargalos, as operações se tornando multidisciplinares, as revisões dos postos de trabalho e dos sistemas de controle através do uso de kanbans. A simulação, utilizando a linguagem de simulação SIMAN, se apresentou eficiente não só para o estudo envolvendo os tópicos anteriormente
relacionados, mas também facilitando o entendimento por parte dos grupos de trabalho de chão de fábrica, que normalmente se opõem às mudanças.
Muitos autores dedicaram seus estudos para comparar as várias estratégias de manufatura e comprovar a melhoria, tanto na produtividade como também no funcionamento do sistema de produção. Chakravorty e Atwater (1995) compararam através de simulação, a performance entre linhas de produção com balanceamento baseado nos conceitos ocidentais e com balanceamento baseado no conceito Just-in-
Time. Nos conceitos ocidentais, o tempo total de produção de um determinado número de peças a fabricar será dividido pelo templo de ciclo desejado, determinando o número de estações de trabalho. O conceito Just-in-Time se baseia na filosofia de melhoria contínua através da eliminação do desperdício e sistema puxado de produção. Eles desenvolveram um modelo de simulação para ambas as formas de desenho de linhas. O resultado da simulação apresentou menor tempo de ciclo para linhas balanceadas tradicionalmente quando os estoques no sistema estão baixos. Porém, quando os estoques no sistema estão altos, as linhas de produção Just-in-Time têm melhor desempenho. Chakravorty e Atwater (1996) estenderam sua pesquisa para uma terceira opção filosófica e compararam o balanceamento de linhas tradicional com a linha baseada no sistema puxado usando a filosofia JIT e uma linha desenhada e operada usando a teoria das restrições (TOC). Este trabalho apresentou como resultado após simulação, que as linhas JIT têm melhor desempenho quando a variabilidade no sistema é baixa e com um nível maior de inventário, apresentando maior volume de produção. Quando a variabilidade é alta, é melhor utilizar as linhas TOC, que são menos afetadas pela variabilidade dentro de sistema.
Haslett e Osborne (2000) investigaram através de simulação, a utilização de regras adotadas por gerentes na operação de sistema kanban (item 2.4.5), buscando testar a ruptura de estoque frente a diferentes políticas praticadas em indústrias de manufatura de alta tecnologia na Austrália. O problema estudado buscava avaliar a estabilidade e previsibilidade de estoques intermediários entre as operações de produção e montagem e as intervenções dos gerentes para evitar a parada das linhas nos processos de montagem, identificando as regras que produziam uma maior eficiência em termos econômicos, para o negócio das organizações pesquisadas. Chegaram à conclusão que as intervenções dos gerentes no processo de produção, adotando políticas baseadas em julgamento pessoal, se mostravam eficientes no sentido de evitar a falta de estoque
intermediário e a conseqüente parada das linhas, favorecendo à performance do sistema como um todo.
Adams et al. (1999) apresentaram dois estudos de caso de utilização da simulação computacional como ferramenta de suporte aos processos de melhoria contínua (kaizen, item 2.4.20), se baseando nas técnicas da manufatura enxuta. Eles apresentaram 7 etapas para este tipo de simulação, adaptadas conforme a seguir.
Figura 4-1 - Etapas de simulação de processos de melhoria contínua.
1. Auxiliar os facilitadores na identificação dos problemas nos processos de manufatura; priorização dos problemas que se solucionados apresentam maior retorno; definição das metas.
2. Formação dos grupos de trabalho (“Equipes Kaizen”). 3. Treinamento dos grupos de trabalho em simulação de processos, com foco em melhorias.
4. Análise crítica, avaliando os impactos das várias oportunidades de melhoria. 5. Documentação das oportuni- dades, apresentação à gerência e determinação de quais melhorias serão implementadas.
6. Implementação das melhorias selecionadas.
7. Medição dos impactos das melhorias.
Eles desenvolveram o modelo de simulação utilizando o software comercial PROMODEL e estudaram problemas como excesso de peças em processamento e em espera (palletes), baixa utilização de operadores em estações de trabalho e tempos de ciclo elevados em outras estações de trabalho. Os resultados da simulação foram então utilizados para o planejamento dos eventos kaizen, que obtiveram como resultado dos estudos realizados: uma redução no tempo de desenvolvimento de produtos, redução das distâncias e tempos de transporte entre diversos postos de trabalho, redução do número de operários e máquinas além de possibilitar aos gestores uma melhor forma de alcançar os resultados desejados em seus processos.
Lee e Alwood (2003) propuseram uma resposta enxuta para os problemas encontrados em interrupções de processos dependentes de temperatura, como forjarias, cozinhas de alimento e processos químicos. Neste estudo, eles atentaram para a verificação do conceito de parar a linha de produção quando ocorre uma interrupção, de forma a encontrar a causa raiz do problema. Eles criaram um roteiro, implementado através de simulação de eventos discretos, que provê uma maneira de estabelecer práticas padronizadas para processos dependentes de temperatura, onde os operadores participam diretamente do processo de tomada de decisão.
Greasley (2004) estudou o caso de uma empresa britânica que precisava competir a nível mundial e, portanto, necessitava rever seus processos de produção com ênfase no aumento de produção, redução do lead time e aumento da flexibilidade. Para tanto seria necessário uma substancial soma de dinheiro em investimentos. Utilizando-se do SIMAN CINEMA, modelou o sistema, focando na melhoria de layout e observando a desempenho do sistema de manufatura como um todo, teve como meta a redução do tempo de ciclo a um determinado nível, que garantiria o volume de produção desejado. A simulação estudou as opções de layout. O objetivo foi obter uma linha de produção balanceada (tempos de ciclos iguais), que facilitaria a introdução do sistema de produção puxado (item 2.4.4). As diversas opções sugeridas rodavam na simulação e o comportamento do sistema era observado. Os estudos revelaram os gargalos da linha de produção e curiosamente, a maior perda de tempo estava nos tempos de setup. Após rodar diversas vezes, a simulação apresentou os pontos que requeriam atenção especial e investimentos em melhorias, provendo uma base mais consolidada e reduzindo o risco na tomada de decisão.
Rajakumar et al. (2005) propuseram um modelo para resolver o problema de planejamento de operações paralelas de montagem, com relações de precedência, numa indústria de maquinaria têxtil. O objetivo era determinar estratégias de seqüenciamento (aleatório, pelo menor tempo de processamento ou pelo maior tempo) para alocar operações de montagem aos operadores, de forma a obter o melhor balanceamento de suas cargas de trabalho. Uma vez que o tamanho do problema torna-o computacionalmente intratável por programação linear inteira mista, a simulação apresentou resultados satisfatórios em termos de balanceamento e num tempo computacional aceitável.
Grimard et al. (2005), apresentaram a validação de um projeto de uma célula de trabalho através da simulação, utilizando ambiente de simulação AUTOMOD. Eles apresentaram os resultados que seriam alcançados em um projeto de um sistema de montagem e calibração de injetores. Standridge e Marvel (2006) apresentaram as deficiências observadas na implementação da filosofia lean e como a simulação ajuda a superar tais deficiências. Justificaram a utilização de simulação à necessidade de tratamento estocástico das variáveis de processo, a necessidade de analisar profundamente os dados de processo para melhor entender o comportamento do sistema e a interação entre seus diversos elementos, como também idealizar um “estado futuro” dos processos em relação à manufatura enxuta, simulando de forma a validar as mudanças antes de sua implementação.
Inúmeros outros trabalhos continuam a ser desenvolvidos, buscando analisar a aplicabilidade da simulação em projetos de manufatura enxuta. Isso tem feito com que os pacotes de simulação (softwares comerciais) apresentem cada vez mais facilidades, como também uma redução no seu custo de aquisição, incentivando seu uso pelos gestores, em seus processos de tomada de decisão.
Mas mesmo com os trabalhos que vêm sendo desenvolvidos e com o desenvolvimento dos softwares de simulação, que em muito facilitaram sua utilização, não se tem observado o uso da simulação, de forma sistêmica, como instrumento de apoio à decisão. Greasley (2004) estudou o uso da simulação nas organizações e aponta como fator da baixa utilização, a falta de conhecimento, por parte dos gestores, dos benefícios que a simulação oferece, como também o desconhecimento dos processos e suas necessidades por parte dos desenvolvedores da simulação. Foi observado também a falta de habilidade técnica e entendimento para aplicar a simulação e interpretar os resultados.
E acreditando nos benefícios provenientes da implementação da filosofia da manufatura enxuta nos processos de produção, como por exemplo, a redução dos custos dos estoques de produto semi-elaborado e final, redução do lead time, aumento da qualidade e da flexibilidade da produção, bem como a grande utilidade da simulação computacional para este fim, que o presente trabalho foi desenvolvido, buscando suprir a carência de uma metodologia que facilite seu uso.