UMA ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE ESTRUTURAS DE PCP,
BASEADAS EM MRP II E NUM SISTEMA HÍBRIDO,
APLICADO A UMA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
Alexandre de Lira Marinho
Departamento de Engenharia de Produção da UFPE
Av. Acadêmico Hélio Ramos s/n – Cidade Universitária – Recife – PE
Wendell de Oliveira Cansanção
Departamento de Engenharia de Produção da UFPE
Av. Acadêmico Hélio Ramos s/n – Cidade Universitária – Recife – PE
Abraham Benzaquen Sicsú
Departamento de Engenharia de Produção da UFPE
Av. Acadêmico Hélio Ramos s/n – Cidade Universitária – Recife – PE
ABSTRACT
This article presents a comparative analysis between two structures of planning and control of the production in a food industry, identifying the levels: strategic, tactic and operational of each architecture in particular. The first structure was based only on model MRP II and second in a model of Hybrid System, composite by MRP II (Manufacturing Resources Planning) and Just in Time logics. This analysis was carried through with the aid of the line time relative to the maps of the current and future state for each model. It was verified that with the adoption of the Hybrid System, it had a significant reduction in the levels of inventory in the production line and a reduction in the costs of manufacture of the products.
Palavras Chave: MRP II, Hybrid System, PPC.
1 INTRODUÇÃO
Com o surgimento da globalização, os mercados vêm se tornando cada vez mais competitivos. Dentro desse novo contexto, as empresas nacionais precisam melhorar sua eficiência gerencial para manter seu nível de competitividade. As organizações necessitam atender às necessidades e exigências dos clientes; isso é obtido através da redução de custos, aumento da qualidade e redução no tempo de entrega dos pedidos. Para isso, algumas empresas estão estabelecendo como estratégia a adoção de novos sistemas de gerenciamento da produção.
Dentre estes, o que vem se destacando nas organizações são os Sistemas Híbridos de controle da produção. Esses sistemas são constituídos por técnicas de planejamento que atuam de forma integrada, visando estimular a interação e facilitar a comunicação entre essas técnicas.
Segundo Ming-Wei e Shi-Lian (1992), algumas das técnicas integrantes dos Sistemas Híbridos são MRP II (Planejamento dos Recursos de Manufatura) e JIT (Just in Time). O MRP II apresenta como ponto forte o planejamento de médio e longo prazo e a gestão de materiais, por outro lado, possui limitações na tomada de decisões de curtíssimo
prazo e controle no chão de fábrica. Já o JIT apresenta como virtudes a descentralização das decisões de curtíssimo prazo e a função de controle da produção, entretanto, possui deficiências no que se refere ao planejamento de longo e médio prazo.
Nesse artigo, vamos comparar a aplicação de duas estruturas de planejamento e controle da produção (PCP): a primeira baseada apenas no modelo MRP II e a segunda em um Sistema Híbrido, composto pelo MRP II e JIT, numa indústria de alimentos. Destacando as vantagens e desvantagens de cada uma das estruturas.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
De acordo com Corrêa et all (1997), sistemas híbridos são sistemas de planejamento e controle da produção que tem elementos de mais do que uma lógica básica (JIT, MRP, MRP II, OPT, etc.) trabalhando de forma integrada, de modo que cada ação seja utilizada para oferecer soluções para aquelas subunidades do setor produtivo, para as quais melhor se encaixe. Nesse artigo serão abordadas duas lógicas básicas.
A primeira lógica é o JIT, considerado por Shingo (1996) e Monden (1997) como um dos pilares do Sistema Toyota de Produção (STP). A filosofia JIT apresenta várias ferramentas e práticas operacionais, entre outras destacamos: o Sistema Kanban, Nivelamento da Produção e o Balanceamento da Produção. Segundo os mesmos autores, o Sistema Kanban é um sistema de informação que harmoniosamente controla a fabricação dos produtos necessários, nas quantidades certas e no momento exato de todas as etapas de produção de uma fábrica. Existem dois tipos de cartões Kanban: o de retirada e o de produção. O Kanban de retirada especifica o tipo e a quantidade de produto que o processo subseqüente retirará do processo antecedente, enquanto o Kanban de produção especifica o tipo e quantidade de produto que o processo precedente deve produzir.
Segundo Wight (1984), o MRP II é um sistema que apresenta uma lógica estruturada de planejamento, onde prevê uma seqüência hierárquica de cálculos, verificações e decisões, visando chegar a um plano de produção que seja viável, tanto em termos de disponibilidade de materiais como de capacidade produtiva.
Uma ferramenta que possui um grande potencial de aplicação no estudo e na análise do PCP é o mapeamento do fluxo de valor. Segundo Rother & Shook (1999), o mapeamento do fluxo de valor é uma ferramenta de diagnóstico, que permite a identificação e posterior eliminação das perdas encontradas nos processos produtivos, as quais terminam onerando os custos de produção.
O fluxo de material é o movimento de todo material dentro do processo de fabricação, entre ele e seus fornecedores/clientes. O fluxo de informações é o fluxo que diz ao processo: o que, quando e quanto fabricar. Normalmente são informações oriundas dos clientes e analisadas pelo departamento de Planejamento e Controle da Produção, cuja responsabilidade é repassá-las às etapas de produção.
Abaixo dos mapas do estado atual e futuro (figuras 2 e 4) são desenhadas linhas de tempo, cujo objetivo é a representação do tempo em que os materiais passam nos estoques, e o tempo transcorrido na manufatura dos mesmos materiais nas diversas etapas do processo produtivo.
Na estrutura de planejamento e controle da produção convencional, inserida na filosofia da produção empurrada, o fornecimento de produtos na quantidade certa e no momento certo é realizado através da criação de programações para cada etapa de produção. Entretanto, neste sistema, torna-se difícil adaptar as mudanças ocasionadas por flutuações de demanda ou problemas de processo. Tendo em vista esta dificuldade, a companhia estoca parte do produto entre os processos, com o objetivo de absorver as imprevisibilidades da demanda, acarretando em superdimensionamento de recursos.
Em contraste ao PCP convencional, surge uma nova estrutura de planejamento e controle da produção dentro da filosofia da produção puxada, onde a última etapa da linha de produção recebe as informações sobre: o que, quanto e quando produzir. Esta etapa é responsável por retirar do processo antecedente, a quantidade necessária de produto no momento adequado, (isto é, ela realiza uma puxada física), resultando na eliminação ou diminuição considerável de estoques. Por funcionar desta maneira, não é necessário distribuir, durante o mês, programações de produção por todo o processo.
3 METODOLOGIA
Inicialmente, foi analisada a estrutura atual do PCP da Empresa Fantasia Ltda., identificando os níveis estratégicos, táticos e operacionais, assim como, a importância de cada módulo no sistema MRP II adotado pela organização. Em seguida, foi realizado um mapeamento do estado atual, descrevendo-se a linha de tempo, com o objetivo de identificar as principais fontes de perdas. Dentre estas, a principal é o excesso de inventários gerados pela estrutura do MRP II, que promove uma elevação nos custos de produção.
Propomos uma nova estrutura de PCP constituída de um Sistema Híbrido composto das lógicas MRP II e JIT. De forma similar, foram identificados os diversos níveis e a importância de cada módulo dentro do Sistema Híbrido. Em seguida, construiu-se um mapa do estado futuro, incluindo-se a linha de tempo, visando adequar melhor o fluxo de produção às variações e imprevisibilidades do mercado.
Nesse artigo, foi realizada uma análise comparativa entre as duas linhas de tempo, respectivas aos mapas do estado atual e futuro. Aonde se observou qual o percentual de tempo que realmente agregou valor ao produto final em ambos os mapas. Em seguida, analisaram-se quais as principais causas que levaram as diferenças entre esses percentuais. 4 ESTUDO DE CASO
A Empresa Fantasia Ltda. é uma multinacional de capital privado, que se dedica a fabricação de alimentos. Por decisão estratégica da empresa seu nome não será revelado nesse trabalho.
4.1 A Empresa Fantasia Ltda. no Estado Atual
4.1.1 Estrutura do Sistema do PCP Baseado no MRP II
A estrutura do planejamento e controle da produção adotada pela Empresa Fantasia Ltda. foi baseada no MRP II. Esta estrutura é dividida em três níveis: estratégico, tático e operacional, que estão descritos na figura 1.
Plano de Negócios Estratégias Plano Mestre de Produção-MPS
Planejamento das Necessidades de Materiais - MRP
Planejamento das Necessidades de Capacidade - CRP
Compras Controle de Chão de Fábrica
Nível Estratégico Nível Tático
Nível Operacional
Nível Estratégico:
Esse nível é composto por dois módulo. O primeiro é denominado de Plano de Negócios, que é um processo de planejamento que trata principalmente de decisões agregadas que requerem visão de longo prazo do negócio. O resultado desse nível é um conjunto de planos coerentes que servirão de metas para os diversos setores da empresa. O segundo módulo é denominado de Plano Mestre de Produção (MPS), que é o responsável por elaborar o plano de produção para cada produto final, ou seja, ele promove a desagregação do plano de longo prazo, de forma que as decisões de curto e médio prazo estejam coerentes com o mesmo.
Nível Tático:
Esse nível é formado dois módulos: Planejamento das Necessidades de Materiais (MRP) e Planejamento das Necessidades de Capacidade (CRP). Ambos os módulos tem como objetivo, gerar um plano viável e detalhado de produção e compras. O MRP calcula as necessidades de materiais a partir do estabelecimento dos produtos acabados, ou seja, ele determina as quantidades e momentos de liberação e vencimento das ordens de produção. Uma vez verificada a viabilidade em termos de materiais, o plano de produção é inserido no módulo de cálculo de capacidade (CRP). Onde esse, calcula a viabilidade do plano de produção em termos de capacidade de produção. É necessário um processo interativo entre eles, de forma a produzir um plano detalhado de materiais e capacidade de produção.
Nível Operacional:
As informações que foram obtidas no nível tático são inseridas nos dois módulos restantes: Controle de Chão de Fábrica (SFC) e Compras. Eles são os responsáveis por garantir que o plano de materiais detalhado, seja cumprido da forma mais fiel possível. O SFC é o responsável pela sequenciação das ordens, em um dado período de planejamento, e pelo controle da produção propriamente dito no nível de chão de fábrica. O módulo de Compras controla as ordens de compras de materiais.
4.1.2 Estrutura do MRP II na Empresa Fantasia Ltda.
A figura 2 abaixo, representa um mapa do estado atual da Empresa Fantasia Ltda.. Observamos que o departamento de Planejamento e Controle da Produção está localizado no centro da figura, atuando como órgão gestor dos fluxos de informações.
Planejamento e Controle da Produção-PCP MRP II
I
Clientes Fornecedor
I Etapa 1 I Etapa 2 I Etapa 3 I Expedição
Programação Semanal
TTP = 28,6 dias TAV = 2,05 dias Linha de Tempo
= Inventário TTP =Tempo Total de Produção TAV= Tempo de Agregação de Valor.
Figura 2: Planejamento e controle da produção da fábrica dentro da filosofia da produção empurrada (Fonte: Adaptação de Rother & Shook, 1999).
A previsão das vendas da Empresa Fantasia Ltda.. é feita anualmente, com ajustes mensais e trimestrais, e enviada para o departamento de planejamento e controle da produção, que informa semanalmente para cada etapa de produção: o que, quanto e quando produzir. Em seguida, o PCP envia informações aos fornecedores sobre as matérias-primas necessárias para atender a programação, de acordo com as necessidades da fábrica. Os pedidos são enviados trimestralmente e revisados semanalmente.
Analisando a estrutura do PCP na empresa, identificamos que a principal vantagem do sistema MRP II é a sua natureza dinâmica, que permite uma rápida reestruturação dos planos de produção, uma vez que a organização encontra-se em um ambiente altamente competitivo e com demandas instáveis. Entretanto, também existem outras vantagens significativas que são as funções de planejamento de longo e médio prazo e a gestão de materiais.
Por outro lado, apresenta como desvantagens a centralização do sistema e a falta de interação entre as etapas do processo produtivo, resultando como conseqüências, a grande quantidade de inventários na linha de produção. Também apresenta limitações no tratamento das decisões de curto prazo, como nos casos de flutuações de demanda dos clientes, onde a correção das metas produtivas nem sempre é feita em tempo hábil para evitar excessos ou falta de itens. Finalmente a função controle de chão de fábrica é limitada devido a burocratização que é imposta pelo sistema MPR II, isto é, realimentações constantes de informações para o sistema são exigidas, em momentos críticos de produção onde decisões rápidas e precisas são necessárias.
4.2 A Empresa Fantasia Ltda. no Estado Futuro 4.2.1 Estrutura do Sistema Híbrido
A figura 3 descreve um Sistema Híbrido para representar a estrutura do PCP na Empresa Fantasia Ltda.. Esse sistema é constituído das lógicas MRP II e JIT. Nesse artigo, as ferramentas utilizadas para implantação da filosofia JIT foram: Sistema Kanban, Nivelamento da Produção e Balanceamento da Produção. Propomos essa estrutura baseados em trabalhos de vários pesquisadores Bose & Rao (1988), Ming-Wei & Shi-Lian (1992) e Pun & Chin (1998).
Plano de Negócios Estratégias
Plano Mestre de Produção - MPS
Planejamento de Necessidade de Maturidade - MRP
Planejamento das Necessidades de Capacidade - CRP Compras
Controle de Chão de Fábrica -SFC Sistema Kanban Nível Estratégico Nível Tático Nível Operacional Nivelamento da Produção Chão de Fábrica Balanceamento da Produção Componentes JIT
Nível Estratégico:
Este nível é responsável pela definição de um plano realístico, que serve como meta a ser alcançada por todas as áreas envolvidas dentro da organização. Ele estabelece um plano de vendas agregado por família de produtos, que em geral abrange um horizonte de 12 meses.
Nível Tático:
Esse nível é caracterizado pela interação entre vários módulos. Aonde a lógica JIT, neste quadro representada pela ferramenta do Nivelamento da Produção (Heijunka), juntamente com o MPS fornecerão um plano de produção otimizado, com quantidades e variedades de produtos nivelados. Ou seja, esse nível permitirá produzir uma maior variedade de produtos diariamente, através do sequenciamento de pedidos, visando atender à demanda. Os resultados dessa interação são: minimização de inventários através da produção em pequenos lotes, a produção de itens diferentes para garantir um fluxo contínuo e a estabilização da utilização dos recursos da produção.
Nível Operacional:
Inicialmente, o MRP juntamente com o CRP fornecerão um plano viável e detalhado de materiais e produção. Em seguida, serão executadas duas funções básicas:
A primeira função é responsável pelas informações referentes ao plano de produção, tais como: execução e controle de chão de fábrica, que serão gerenciadas pelo Sistema Kanban. O Sistema Kanban promove a fabricação de itens em pequenos lotes, através da utilização dos cartões Kanban, o que permite uma redução significativa no tempo total de produção. A outra ferramenta do JIT utilizada é o Balanceamento da Produção, que define o nível mínimo de peças em circulação em cada célula de manufatura, garantindo assim, um fluxo contínuo de produção.
A segunda função, refere-se as informações de compras de materiais e é gerenciada pelo módulo de Compras.
4.2.2 Estrutura do Sistema Híbrido na Empresa Fantasia Ltda.
A figura 4 abaixo, representa um mapa do estado futuro da Empresa Fantasia Ltda.. Ainda se observa que o departamento de Planejamento e Controle da Produção se encontra localizado no centro da figura, atuando como órgão gestor dos fluxos de informações.
Planejamento e Controle da Produção-PPC
MRP II - Just in Time Cliente Fornecedor
Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 Expedição
TTP = 10,3 dias TAV= 2,05 dias Linha de Tempo
= Kanban de Retirada
TTP = Tempo de Agregação de Valor TAV = Tempo de Agregação de Valor.
∃
∃
∃
∃
∃
OXOX
OXOX
= Kanban de Produção = Puxada física
= Estoque tipo supermercado = Seqüência de Produtos
Figura 4: Planejamento e controle da produção da fábrica dentro da filosofia da produção puxada (Fonte: Adaptação de Rother & Shook, 1999).
O fluxo de informação cliente-empresa não foi alterado. Após o recebimento da carteira de pedidos e da previsão de vendas, o departamento de planejamento e controle da produção, através da lógica do MRP II, informa aos fornecedores sobre as matérias-primas necessárias ao atendimento das necessidades da programação da produção. Em seguida, envia uma programação para uma única etapa do processo produtivo (Processo puxador – Expedição) informando: o que, quanto, quando e como produzir.
Uma vez concluída a fase de planejamento, o Sistema Kanban realiza o controle da produção nas demais etapas do sistema produtivo, informando para essas etapas a quantidade e o momento oportuno de produzir. A dinâmica do Sistema Kanban pode ser resumida da seguinte forma: devida a imprevisibilidade da demanda, optou-se por produzir para um supermercado antes da Expedição. A retirada de produtos desse supermercado aciona à Etapa 3 através de um cartão kanban de produção. Em seguida, são desencadeadas ordens de produção e retirada entre os processos antecedentes, entre os quais foram criados supermercados reguladores. Os estoques destes supermercados foram calculados, baseando-se nas demandas e confiabilidades dos equipamentos.
Analisando a nova estrutura do Planejamento e Controle de Produção na Empresa Fantasia Ltda., observamos que a proposta de um Sistema Híbrido promoveu uma redução significativa nos inventários na linha de produção, como pode ser observado na figura (4) através da redução do tempo total de produção. Esse resultado só foi possível, pois o Sistema Híbrido utilizou as potencialidades de ambos as lógicas dentro da estrutura do PCP. No que se refere ao MRP II, foi empregado a função de planejamento de médio e longo prazo e a gestão de materiais. Na lógica JIT, utilizou-se as ferramentas do Sistema Kanban e do Balanceamento da Produção para as funções de execução e controle a nível de chão de fábrica, enquanto o Nivelamento da Produção foi utilizada para elaboração do Plano Mestre de Produção. Dentro dessa arquitetura, há uma forte interação entre as diversas etapas do processo produtivo, resultando na aplicação da filosofia JIT.
O modelo Híbrido apresenta como principal desvantagem a quebra de paradigma na parte inicial da mudança. Isto requer uma reestruturação na forma de gerenciamento da produção para adequação da empresa ao novo sistema produtivo. Essa adequação ocorre de forma lenta e gradual, com a utilização de campanhas de conscientização e treinamentos dos funcionários.
4.3 Indicadores de Desempenho
Em seguida, analisamos o desempenho das estruturas de PCP através das linhas de tempo descritas nos mapas do estado atual e futuro. A figura 5 representa o tempo total de produção e o tempo de agregação de valor para ambos os mapas.
Tempos de Processo 28,6 10,3 2,05 2,05 0 10 20 30 40 Te mp o (d ia s)
tempo total de produção
tempo de agregação de valor
MEA MEF
Figura 5: Tempos de Processo com o MEA e com o MEF.
A partir da figura 5, observamos que no mapa do estado atual (MEA), apenas 7,0% do tempo total de produção realmente agregou valor ao produto final, o restante desse tempo foi gasto com material estocado. Enquanto isso, no mapa do estado futuro (MEF), 20% do tempo total de produção realmente agregou valor ao produto final. Esses
resultados indicam também, que houve uma redução de 64% no tempo total de produção com a implantação do Sistema Híbrido como estrutura para o PCP na Empresa Fantasia Ltda.
5 CONCLUSÕES
A partir dos resultados descritos nesse artigo, concluímos que a proposta de um Sistema Híbrido como estrutura do Planejamento e Controle da Produção, na Empresa Fantasia Ltda., é pertinente. Essa nova arquitetura permitiu uma redução significativa nos níveis de inventários na linha de produção, resultando em uma diminuição no tempo total de produção de aproximadamente 64%, o que permitiu uma redução nos custos de fabricação dos produtos. Além disso, essa estrutura promoveu uma maior flexibilidade no processo de produção, com respostas mais rápidas as variações de demanda, além de fluxos de informações (interno e externo) mais intensos.
O Sistema Híbrido descrito nesse artigo é constituído das lógicas MRP II e JIT e suas respectivas ferramentas, onde nessa estrutura de Planejamento e Controle da Produção cada lógica executa uma função específica. O MRP II foi empregado para as funções de planejamento e gestão de materiais, enquanto a lógica JIT foi utilizado para as funções de execução e controle a nível de chão de fábrica, além do auxílio na elaboração do Plano Mestre de Produção. A implantação desse sistema demanda investimentos em treinamento e campanhas de conscientização do pessoal, mas possibilita retornos a médio e longo prazo oriundos da minimização do custo produtivo e conseqüente aumento da competitividade da organização.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Bose, Gerald J. , Rao, A. “Implementing JIT With MRP Creates Hybrid Manufacturing Environment”, Industrial Engineering, Norcross; vol. 20, pg. 54-59, Sep 1988.
Corrêa, Henrique L., Gianesi G. e Caon, Mauro. Planejamento, Programação e Controle da Produção: MRP II/ERP – Conceitos, Uso e Implantação. São Paulo: Atlas, 1997.
Ming-Wei, J. & Shi-lian, L. “A hybrid system of manufacturing resource planning and just in time manufacturing.” Computers and Industry. Essex, vol. 19, p. 151-155,1992.
Monden, Yasuhiro, Toyota Production System – An Integrated Approach to Just in Time, EMP (Engineering & Management Press), 3a Edition, 1997.
Pun, K. F., Chin K. S., Wong, K. H. ; “Implementing JIT/MRP in a PCB Manufacturer” Production and Inventory Management Journal 39, n0 1 (1998): 10-16.
Rother, M. & Shook, J.; Aprendendo a Enxergar – Mapeando o fluxo de valor para agregar valor e eliminar o desperdício, Lean Institute Brasil, São Paulo, 1999.
Shingo, S.; O Sistema Toyota de Produção - Ponto de Vista da Engenharia de Produção, 2a edição, Bookman, 1996.
Wight, Oliver W., Manufacturing Resource Planning: MRP II – Unlocking America’s Productivity Potential. Oliver Wight Limited Publications, Vermont, 1981.
