WORKLOAD CONTROL: REVISÃO, CLASSIFICAÇÃO E ATUALIZAÇÃO DA LITERATURA

WORKLOAD CONTROL: REVISÃO,

CLASSIFICAÇÃO E ATUALIZAÇÃO DA

LITERATURA

tati_ana_kimura@hotmail.com Moacir Godinho Filho (UFSCar )

moacir@dep.ufscar.br

Workload control (WLC) é uma importante metodologia de planejamento e controle da produção que vem se tornando uma importante ferramenta para empresas make-to-order (MTO). Neste artigo foi realizada uma revisão sistemática da literatura dos últimos quatro anos sobre o tema WLC, explorando a evolução da pesquisa na área,a atual conjuntura e identificando lacunas para o desenvolvimento de futuros estudos. A pesquisa constatou que o tema WLC vem recebendo maior atenção nos últimos anos. As pesquisas atuais focam na implementação das regras de liberação de pedidos e na simulação de ambientes mais dinâmicos. O direcionamento de futuras pesquisas aponta para a aplicação prática dos conceitos desenvolvidos e simulação de ambientes cada vez mais dinâmicos e próximos da realidade para que a implantação do WLC seja bem sucedida.

Palavras-chaves: Revisão sistemática da literatura, Workload Control (WLC), Planejamento e Controle da Produção (PCP)

2 1. Introdução

O atual cenário competitivo em que as empresas estão inseridas faz com as mesmas busquem vantagens competitivas com foco na melhoria do desempenho de suas atividades com o objetivo de lidar com a acirrada concorrência, mercados instáveis e consumidores cada vez mais exigentes. De acordo com Plossl e Wight (1973), o Workload control (WLC) é uma abordagem desenvolvida para planejamento e controle da produção (PCP) elaborado para empresas make-to-order (MTO) considerado como um meio potencial de melhoraria do desempenho de suas atividades produtivas (HENRICH et al. 2004; STEVENSON et al. 2005). Thürer & Godinho Filho (2012) afirmam que o WLC é uma abordagem que pode controlar simultaneamente o lead time dos produtos, a capacidade produtiva e os estoque em processo (work-in-process – WIP), integrando os departamentos de produção e vendas em um sistema hierárquico com base no controle de cargas de trabalho que assegura a redução da variabilidade na taxa de saída do processo (throughput). Os autores ressaltam ainda que o WLC é totalmente coerente com modernos modelos de gestão de manufatura como o Lean

Manufacturing e o Quick Response Manufacturing (QRM).

Thürer (2011a) aponta que o WLC é um assunto que já vem sendo estudado há algum tempo, com atenção especial nas últimas décadas que apontam importantes avanços em PCP tanto no âmbito teórico como na prática. Apesar das evidências empíricas dos inúmeros benefícios relatados na literatura o tema é praticamente desconhecido no Brasil. É exatamente neste contexto que este trabalho se insere, objetivando apresentar o WLC para a comunidade científica e empresarial brasileira.

Para alcançar tal objetivo, o presente trabalho atualiza a revisão da literatura na busca de ampliar o horizonte de conhecimento sobre o WLC e permitindo um mapeamento das publicações, seguindo o modelo de classificação utilizada por Thürer (2011a), pois a revisão da literatura é indispensável para obter uma ideia precisa sobre o estado atual dos conhecimentos sobre um dado tema, as suas lacunas e a contribuição da investigação para o desenvolvimento do conhecimento.

O artigo está organizado da seguinte maneira: a seção 2 descreve o método sistemático de seleção e categorização dos artigos, o resultado da revisão da literatura é apresentado na seção 3 com as classificações dos artigos analisados e por fim, na seção 4 são apresentadas as conclusões do presente trabalho.

3 2. Metodologia

O trabalho objetiva a atualização da revisão da literatura realizada por Thürer (2011a) sobre a evolução do WLC, bem como, o sistema de classificação utilizado pelo mesmo como o propósito de auxiliar na análise do tema abordado.

Os artigos utilizados para análise e classificação foram obtidos através de uma pesquisa compreendida no período de agosto a novembro de 2013 em diversas bases de dados, entre elas: o COMPENDEX, Google Acadêmico e Web Of Science. Para a seleção dos artigos foram considerados os artigos que possuiam no título, resumo e/ou palavra-chave a palavra “Workload Control” publicados entre os anos de 2009 a 2013. Quanto aos artigos do ano de 2009, foram considerados apenas os que Thürer (2011a) não abordou no seu artigo. Outro critério utilizado para a seleção dos artigos na base de dados foi considerar apenas os publicados em Journals, desconsiderando os demais tipos de fontes.

Após esta filtragem, obteve-se 21 artigos ao longo do período analisado que foram sistematicamente analisados e classificados. Esses artigos estão distribuídos da seguinte maneira: 2 artigos em 2009, 1 artigo em 2010, 7 artigos em 2011, 5 artigos em 2012 e 6 artigos em 2013. Em seguida, realizou-se um sistema de classificação da revisão da literatura, que possibilitou maior conhecimento sobre o tema e perspectivas de trabalhos futuros na área. Os artigos foram analisados minuciosamente para mostrar a evolução sobre o tema e foram classificados como: concentual, analítico, empírico e baseados em simulação. Para de cada classificação houve uma sub-classificação como pode ser observada na tabela 1.

4 Tabela 1 – Classificação e subgrupos utilizados para a categorizaçao dos artigos

Classificação

Pesquisa Conceitual 1. Categorização do Workload Control (WLC)

2. Revisão dos diferentes conceitos de PCP e WLC 3. Desenvolvimento da teoria da aborgagem LUMS 4. Desenvolvimento da teoria LOMC

Pesquisa Analítica 1. Modelos analíticos aplicados à teoria de filas

2. Análises matemáticas dos novos métodos de liberação 3. Ferramentas de análise para facilitar as decisões gerenciais

Pesquisa Empírica 1. Pesquisa baseada em caso único

2. Pesquisa baseada em vários casos

3. Estudo de caso único com sistema de PCP híbrido

Pesquisa baseada em simulação

1. Testar a influência do WLC no desempenho para encontrar o melhor ajuste entre os estágios de controle

2. Desenvolver novos métodos de liberação e comparar o desempenho

3. A influência dos parâmetros ambientais (externo) no desempenho 4. A influência das características WLC (parâmetros internos) no

desempenho

3. Resultados e discussões

Esta seção apresenta a análise dos artigos de acordo com a sua classificação (pesquisas conceituais, pesquisas analíticas, pesquisas empíricas e pesquisas baseadas em simulações e os respectivos subgrupos).

3.1. Pesquisas Conceituais

De acordo com a revisão da literatura realizada pelos autores do presente trabalho, um novo método de liberação de pedidos é apresentado por Thürer et al (2012d) baseado na abordagem LUMS OR (Lancaster University Management School Order Release) em que a liberação de pedidos periódica é combinada com um mecanismo contínuo que tenta evitar que um centro de trabalho fique ocioso devido a uma possível alta carga indireta. A nova abordagem proposta por Thürer et al.(2012d) propõe adicionar a carga agregada corrigida ao LUMS OR que passou a ser denominado de LUMS COR (LUMS Corrected Order Release). Os resultados da pesquisa demonstram que LUMS COR é considerada a melhor solução devido ao seu excelente desempenho e facilidade de implementação, pois o método de

5 liberação LUMS COR possui capacidade de balancear a produção e evitar a ociosidade prematura nos centros de trabalho.

A tabela 2 apresenta resumidamente as pesquisas conceituais que contribuem com a abordagem sobre o WLC nos períodos delimitados que compreendem desde os anos de 1980 a 2013.

Tabela 2 - Resumo das pesquisas conceituais em WLC (1980-2013)

Grupo 1980s 1990s 2000s 2009-2013 Grupo1: Categorização do WLC Nenhum Bergamaschi et al. (1997) e Winer (1995) Hendrich et al. (2004) Grupo 2: Revisão de diferentes conceitos de PCP e WLC Hendry e Kingsman (1989) Land e Gaalman (1996) e Zäpfel e Missabauer (1993) Stevenson et al. (2005) e Fowlwe et al. (2002) Grupo 3: Desenvolvimento da teoria da abordagem LUMS Kingsman et al. (1989) e Tatsipoulos e Kingsman (1983) Kingsman et al. (1996, Hendry e Kingsman (1993), Kingsman et al. (1993) e Hendry e Kingsman (1991) Stevenson et al. (2009), Hendry et al. (2008), Soepenberg et al. (2008), Stevenson e Silva (2008), Stevenson e Hendry (2007), Stevenson (2006) e Stevenson e Hendry (2006) Thürer et al.(2012d) Grupo 4: Desenvolvimento da teoria LOMC

Bechte (1988) Bechte (1994) Breithupt et al. (2002)

Fonte: Adaptado de Thürer (2011a)

Como pode ser observado na tabela 3, nos últimos anos o desenvolvimento de pesquisas conceituais concentram-se no grupo 3 o que reflete na importância do desenvolvimento da teoria da abordagem LUMS.

3.1. Pesquisas Analíticas

Com relação às pesquisas analíticas notou-se o desenvolvimento de duas ferramentas de análise para facilitar as decisões gerenciais.

A ferramenta desenvolvida por Land (2009) propõe a implantação de um novo sistema de controle baseados em cartões direcionados a empresas caracterizadas por serem job shops

6 com base nos conceitos de WLC denominada Cobacabana (Control of Balance by

Card-Based Navigation). O mecanismo de funcionamento básico do Cobacabana baseia-se na

circulação de cartões entre os departamentos de venda e produção com base aceitação e nas decisões de liberação de pedidos fazendo com que haja um apoio na aceitação do pedido e data prevista de entrega indicando que as datas de entrega são realistas considerando a situação atual da capacidade de carga.

A abordagem proposta por Liu et al.(2011) é a implementação de uma ferramenta de apoio à tomada de decisão denominada como MAS (Multi-agent-based mould due date setting) que considera a confiabilidade de entrega como um critério de desempenho em um ambiente estocástico e apresenta-se como excelente recurso que apoia a integração de informações e tomada de decisões.

A tabela 3 apresenta resumidamente as pesquisas analíticas que contribuem com a abordagem sobre o WLC. As pesquisas referentes ao período de 2009 a 2013concentram-se no grupo 3 que apresentam as ferramentas de análise para facilitar as decisões gerenciais.

Tabela 3 - Resumo das pesquisas analíticas em WLC (1980-2013)

Grupo 1980s 1990s 2000s 2009-2013 Grupo 1: Modelos analíticos aplicando a teoria de filas Kanet (1998) Missbauer (1997) Missbauer (2009), Haskose et.al (2004), Haskose et.al. (2002) e Missbauer (2002) Nenhum Grupo 2: Análises matemáticas de novos métodos de liberação Nenhum

Nenhum Enns (2000) Nenhum

Grupo 3: Ferramentas de análise para facilitar

decisões gerenciais Nenhum Nenhum Corti et.al. (2006) e Kingsman (2000) Liu et.al. (2011) e Land (2009)

Fonte: Adaptado de Thürer (2011a)

3.2. Pesquisas Empíricas

Através da revisão sistemática da literatura verificou-se que, as recentes pesquisas empíricas apontam a importância da análise da melhoria do desempenho com a implantação do WLC e as abordagens utilizadas para o alcance do sucesso em sua implantação.

7 Stevenson et al. (2011) buscou construir um corpo de evidências sobre as características de pequenas e médias empresas MTO que afetam a implementação do WLC. Através do estudo realizado com 41 empresas, os resultados apontaram que é necessário primeiramente uma mudança organizacional e outro ponto verificado foi à necessidade de aproximar a teoria da prática para refinar o conceito WLC e melhorar o alinhamento entre ambas.

Já Soepenberg et al.(2012a), objetivou identificar e classificar as questões-chave que afetam o desempenho logísticos em ambientes dinâmicos ao utilizar o WLC. Com este objetivo foi realizado um estudo de caso único utilizando duas ferramentas de apoio o throughput diagram (diagrama de processamento) e o order progress diagram (diagrama do progresso de ordem) que auxiliaram nas análises do comportamento de mudanças dos pedidos no desempenho ao longo do tempo e os relacionava com o funcionamento do WLC. Os resultados demonstram que, mesmo utilizando a abordagem WLC, se as dinâmicas não são bem consideradas os tempos de produção pode se tornar incontroláveis ao longo do tempo.

Em outro estudo Soepenberg et al. (2012b), adaptações nos conceitos de WLC através de um estudo de caso. Primeiramente, foi proposto o controle das taxas de entrada e saída para criar taxas constantes e previsíveis de fluxos ao contrário do WLC e em seguida, foi proposto a utilização de tempos planejados de buffer mais realistas e antecipados para o roteamento de etapas permitindo a priorização de ordens de acordo com a proximidade da data de entrega. Tais adaptações refletiram na melhora da interação entre o método de liberação do WLC e a priorização do despache no chão de fabrica.

Hendry et.al (2013), buscou investigar como o sistema de WLC poderia ser implantado efetivamente na prática para alcançar melhorias de desempenho. Os passos utilizados para essa verificação foram: avaliar as melhorias de desempenho que indicam que uma implementação foi bem sucedida, observar o processo de implantação utilizado para alcançar o sucesso e utilizar a teoria da contingência para apontar como as características da abordagem WLC estão alinhados no ambiente em que a empresa MTO está contextualizada que ilustram as mudanças de desempenho atribuído a utilização do WLC. Os dados, em termos de melhoria de desempenho, confirmaram que a abordagem do LUMS WLC pode levar a: reduções no lead time de produção e o tempo de processamento de pedidos de clientes, aumento da confiabilidade de entrega sem o aumento da capacidade de carga. Além disso, foram encontradas evidências de melhora de coordenação externa como a melhoria do desempenho da qualidade.

8 A tabela 4 apresenta resumidamente as pesquisas empíricas que contribuem sobre o WLC que abrangem os anos de 1980 a 2013.

Tabela 4 - Resumo das pesquisas empíricas em WLC (1980-2013)

Grupo 1980s 1990s 2000s 2009-2013

Grupo 1: Pesquisa baseada em caso único

Bechte (1988) e Fry e Smith (1987) Bechte (1994) e Hendry et al. (1993) Silva et al. (2006) e Stevenson (2006) Hendry et al. (2013) Grupo 2: Pesquisa baseada em múltiplos casos

Nenhum Wiendahl (1992) Land e Gaalman

(2009) Stevenson et al. (2011)

Grupo 3: Estudo de caso único com sistema de

PCP hibrido

Nenhum Park et al. (1999) Riezebos et al. (2003)

Soepenberg et al. (2012a) e Soepenberg et al. (2012b)

Fonte: Adaptado de Thürer (2011a)

As pesquisas empíricas citadas acima apontam a necessidade da aproximação entre teoria e prática, pois as pesquisas nos últimos anos têm se baseado em simular ambientes muitos fatores dinâmicos são desconsiderados e ao utilizar a abordagem do WLC na prática surgem grandes lacunas. Outro ponto importante a se ressaltar é obter uma compreensão mais aprofundada do efeito de um conceito WLC em relação às medidas de desempenho.

3.3. Pesquisas baseadas em simulação

De acordo com a revisão da literatura realizada foi possível verificar que dentre de todas as pesquisas as pesquisas baseadas em simulação são as pesquisas mais representativas em número de publicações.

Ebadian et al.(2009) propõe uma estrutura hierárquica de planejamento de produção (HPP) para empresas MTO que compreende três níveis de decisão (entrada de pedidos, liberação de pedidos e a ordem de despache ou sequenciamento) com o objetivo de gerenciar a data de entrega. Já Baykasoglu & Göçken (2011) analisou o WLC a partir dos níveis decisão contemplados pela HPP e verificou-se que os vários níveis de decisão têm impacto significativo sobre a eficácia do PCP e que a flexibilidade deveria ser incluída como o quarto nível de decisão, pois permite que a capacidade seja ajustada à medida que novas ordens entram no sistema.

Já Thürer et al. (2013c), apresenta a integração gestão dos pedidos de clientes (Customer

9 de liberação da ordem direcionada para clientes. O estudo constatou que as pesquisas anteriores afirmavam realmente existe uma redução de 50% nos atrasos e no WIP com a revisão da liberação de pedidos representando ser um importante passo para implantação do

lean em empresas MTO com alta taxa de variedade através de metodologias do WLC. Thürer

et al. (2013b) mostra que a CEM apoia a configuração da data de entrega e seu mecanismo de liberação de ordem que determina quando produção deve ser iniciada. Esse estudo concentra-se especificamente CEM integrando os departamentos de produção e vendas utilizando a simulação para comparar e contrastar o desempenho. Segundo Fernandes &Carmo-Silva (2011b), o controle de liberação contínua pedidos tem um impacto significativo sobre o desempenho do sistema de manufatura.

Ainda com relação à liberação de ordens, Thürer et al. (2012d) apresenta o método de liberação de pedidos do WLC conhecido LUMS COR modelo que surgiu a partir do refinamento do LUMS OR. Os resultados da pesquisa apontam o LUMS COR como uma solução prática, pois apresenta um excelente desempenho e uma facilidade de implementação. Thürer et al. (2012c) demonstra que, tanto a regra do WLC baseado na data de entrega como o método LUMS COR apresentam um impacto positivo no desempenho em comparação com métodos alternativos. No entanto, o desempenho é influenciado pela porcentagem de pedidos com data de entrega especificada pelos clientes em relação aos pedidos a serem definidos internamente pela empresa. O estudo mostrou que todas as melhorias de desempenho foram alcançadas por ambas as regras sem que houvesse o aumento da capacidade. Como resultado os prazos de entrega e WIP são reduzidos. A avaliação do desempenho das regras de ajuste das datas de entrega no contexto de produtos com estrutura complexa é apresentada como propostas de novas regras que são substancialmente mais simples e mais apropriado para o uso prático do que os descritos na literatura (THÜRER et al. 2012b).

Com relação às normas de capacidade de carga, Thürer (2011a) buscou prever as mesmas sem os requisitos de feedback, analisando as características do chão de fábrica que são conhecidas por ter uma influência significativa no desempenho do WLC nas normas da capacidade de carga (carga agregada clássica e a carga agregada corrigida) observou-se que a carga agregada clássica era fortemente influenciada pelas características do fluxo, enquanto a abordagem da carga agregada corrigida não é influenciada pelo fluxo ou comprimento do caminho, representando ser a melhor escolha se comparada com a abordagem clássica para uma implantação prática do WLC.

10 De acordo com Fernandes & Carmo-Silva (2011a), a importância do papel da sequência dependente dos tempos de setup na tomada de decisão no nível de liberação de pedidos se relaciona com o controle da capacidade de carga no chão de fábrica e representam influência sobre o desempenho do sistema de produção. Já Thürer et al. (2012a) investigou a influência da sequencia dependente dos tempos de setup no desempenho do WLC em job shop , introduzindo novas regras de despacho orientados pelo setup e avaliando o seu impacto no desempenho do controle da liberação de pedidos.

Thürer et al. (2013a) avalia o desempenho de quatro regras de controle de liberação de pedidos. Os resultados indicam que os melhores resultados são alcançados pela regra do controle de liberação ordem da capacidade de carga (WLCOR). A ordem controle de carga tem um efeito significativamente positivo sobre o espaço de armazenamento para atingir uma determinada taxa de produção. WLCOR foi identificado como a melhor regra para uso na prática, pois proporcionou redução do comprimento médio da fila e o desvio padrão da fila de comprimentos. Mas, foi visto que apresenta ter um efeito prejudicial sobre o desempenho medidas externa.

A tabela 5 apresenta resumidamente as mais importantes pesquisas baseadas em simulação que contribuem sobre o WLC e estão delimitados no período que compreende os anos de 1980s a 2013.

11 Tabela 5 - Resumo das pesquisas em WLC com base de simulação (1980-2013)

Grupo 1980s 1990s 2000s 2009-2013 Grupo 1: Testar a influência do WLC no desempenho em busca do melhor ajuste entre os estágios de controle Ragatz e Mabert (1988), Baker (1984) e Bertrand (1983) Fredendall et al. (1996), Salegna (1996), Melnyk et al. (1994), Ahmed e Chevalier (1992) e Melknyk et al. (1991) Moreira e Alves (2009) e Weng et al. (2008) Thürer et al. (2012d) Grupo 2: Desenvolver novos métodos de liberação e comparar o desempenho Glassey e Resende (1998), Onur e Frabrycky (1987) e Shimoyashiro (1984) Sabuncuoglu e Karapinar (1999), Land e Gaalman (1998), Lingayat et al. (1995), Hendry e Wong (1994), Philipoom et al. (1993) e Roderick et al. (1992) Fredendall et al. (2009), Enns e Prongue Costa (2002) e Sabuncuoglu e Karapinar (2000) Thürer et al. (2013c), Thürer et al. (2013d) e Ebadian et al. (2009) Grupo 3: A influência dos parâmetros do ambiente (externo) no desempenho Borbrowski e Park (1989) e Park e Borbrowski (1989) Philipoom e Fry (1999), Malhotra et al. (1994) e Philipoom e Fry (1992) Thürer et al. (2009), Henrich et al. (2004. 2006, 2007), Bertrand e Van Ooijen (2002), Missbauer (2002) e Oosterman et al. (2000)

Thürer et al. (2012a), Thürer et al. (2012c) , Thürer et al. (2011b) e Fernandes e Carmo-Silva (2011a) Grupo 4: A influência das características WLC (parâmetros internos) sobre o desempenho Nenhum Cigolini et al. (1998) e Perona e Portioli (1998) Land (2006), Cigolini e Portioli-Staudacher (2002) e Hendry e Kingsman (2002)

Thürer et al. (2013a), Thürer et al. (2013b), Thürer et al. (2012b), Baykasoğlu e Göçken (2011), Fernandes e Carmo-Silva, (2011b) e Thürer et al. (2010)

Fonte: Adaptado de Thürer (2011a)

As recentes pesquisas no campo da simulação relacionam os métodos de liberação de pedidos com o objetivo de melhorar os critérios de desempenham que afetam o WLC e simulam ambientes mais dinâmicos e complexos, porém ainda há muito que evoluir nesse campo para implantação prática do WLC.

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4. Conclusão

A revisão da literatura sobre o tema WLC apresentada neste trabalho permitiu verificar que há um crescente interesse e desenvolvimento sobre o tema nos últimos anos. Pois o WLC representa uma solução apropriada para o complexo processo decisório de PCP em empresas MTO. Essa abordagem possibilita a redução de lead times, redução do WIP e controle da capacidade o que remete a uma melhoria no nível de serviço ao cliente.

As recentes pesquisas conceituais vêm desenvolvendo métodos de liberação de pedidos com o desenvolvimento da abordagem LUMS. Uma interessante proposta para pesquisas futuras seria a análise de medidas de desempenho que afetam o WLC com maiores números de variáveis para desenvolver a melhoria da abordagem LUMS e a liberação de pedidos baseada na abordagem LUMS para uma hibridização entre dos conceitos de PCP. Com relação às recentes pesquisas analíticas foi possível verificar que há um desenvolvimento de ferramentas que auxiliam na tomada de decisão garantindo confiabilidade de entrega.

Já as pesquisas empíricas vêm analisando a melhoria do desempenho com a implantação do WLC e as abordagens utilizadas para o alcance do sucesso em sua implantação. Um fator importante foi à verificação que é necessário aproximar mais a teoria da prática, pois ao simular ambientes muitos fatores dinâmicos são desconsiderados. Portanto, pesquisas futuras deveriam incluir o dinamismo dos ambientes em que as empresas estão inseridas, não em sistemas estocásticos que resultam em diferenças no desempenho encontradas entre simulações e estudos empíricos sobre WLC.

As recentes pesquisas no campo da simulação relacionam os métodos de liberação de pedidos com o objetivo de melhorar os critérios de desempenham que afetam o WLC e simulam ambientes mais dinâmicos e complexos, porém ainda há muito que evoluir nesse campo para implantação prática do WLC. As pesquisas futuras devem simular de tal forma a englobar tempo de setup não distribuído igualmente entre diferentes centros de trabalho e estudar a influência dos tempos de setup em relação aos processos e buscar ajustes nos procedimentos tradicionais, a fim de ser mais eficazes.

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