Planeamento de Produçăo, Capacidade e Material

(1)

Planeamento e Gest ă o de Produç ă o

Planeamento de

Produçăo,

Capacidade e

Material

Alcides Marques

Bruno Martins

Gonçalo Faria

Tiago Correia

(2)

Agenda

1. Introdução

2. Master Production Schedule

3. Material Requirements Planning

4. Outros aspectos de MRP

(3)

1. Introdução

Ciclo de procura-produção

Procura Produção Mercado Fábrica

(4)

1. Introdução

Hierarquia de planeamento

Master Production Plan Agregate Plan Master Production Schedule Material Requirements Plan

(5)

Agenda

1. Introdução

2. Master Production Schedule

3. Material Requirements Planning

4. Outros aspectos de MRP

(6)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

MPS = Quantos produtos finais é que devem ser

produzidos e quando

O MPS pode ser criado a partir de:

• Plano agregado

• Estimativas de procura de produtos finais

MPS entra em consideração com:

• Inventário existente

• Restrições de capacidade • Disponibilidade do material • Tempo de produção

(7)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Ambiente de produto e mercado

• Make-to-Stock (MTS) – (Vulcano)

• Baixo tempo de entrega

• Custos de manutenção do stock

• Poucos produtos finais e standardizados

• Prevê-se uma procura elevada

Produtos finais Módulos

(8)

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o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Ambiente de produto e mercado

(continuação)

Make-to-Order (MTO) – (Ferrari)

• Não existe stock de produtos acabados

• As encomendas ficam em espera

• É acordada a data de entrega

• O produto é altamente configurável

• A “matéria-prima” é usada em vários produtos Produtos finais

Módulos

(9)

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o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Ambiente de produto e mercado

(continuação)

•Assemble-to-Order (ATO) (Auto-Europa)

• Muitos produtos finais, constituídos por um conjunto limitado de subpartes ou módulos

• A previsão da procura é difícil

• Compromisso entre os custo do stock e o tempo de entrega

• O MPS é mais adequado ao nível dos módulos

• Final Assembly Schedule (FAS) – gere a produção produtos finais e é orientado por ordens de compra

(10)

Planeamento e Gest

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o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Ambiente de produto e mercado

(continuação)

•Assemble-to-Order (ATO) (Auto-Europa)

Produtos finais Módulos

(11)

Planeamento e Gest

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o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Planear o MPS

Períodos temporais (semana a semana) Produção em lotes vs lote a lote

Dados

• Previsão (F_t)

• Ordens dos clientes (O_t)

• Inventário no final de cada período (I_t)

• MPS (Q_t)

(12)

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o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Planear o MPS

(continuação)

Algoritmo de cálculo do MPS

• Q_t = 0, calcular I_t = max{0, I_t-1} – max{F_t, O_t}

• Se I_t > 0, então Q_t = 0

• Se I_t <= 0, então Q_t = tamanho do lote

• Recalcula-se I_t da seguinte forma

I_t = I_t-1 + Q_t – max{F_t, O_t}

Equação de equilíbrio de materiais (Make-to-Stock)

(13)

Planeamento e Gest

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o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Planear o MPS

(continuação)

Available-to-promise (ATP) = Quantidade de stock que pode ser comprometido para novas ordens

As previsões não são consideradas

ATP = Q_t – O_t , se Q_t+1 > 0 ATP = Q_t – (O_t + O_t+1) , se Q_t+1 = 0 ATP >= 0

(14)

Planeamento e Gest

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o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Modelizar o MPS

• Make-to-stock

• Sistema multi-produto

• Capacidade de produção limitada

• Entrar em consideração com o custo de montagem e de inventário

(15)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Modelizar o MPS

(continuação)

• Q_it = Quantidade produzida do produto i no período t

• I_it = Inventário do produto i no fim do período t

• D_it= Procura do produto i no período t

• a_i = Horas de produção por uma unidade do produto i

• h_i = Custos de manutenção do stock do produto i num período

• A_i = Custo fixo de montagem para o produto i

• G_t = Horas de produção disponíveis no período t

(16)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Modelizar o MPS

(continuação)

∑ ∑

= =

+

n i T t it i it i

y

h

I

A

Minimize

1 1

)

(

it it it t i

Q

I

D

I

_, ₋₁

+

−

=

t n i it i

Q

G

a

≤

∑

=1

0

1

≤

−

∑

= T k it it it

y

D

Q

1 ,

0 ,

0 ≥

=

≥

_it _it it

I

y

Q

Para todos (i,t)

Para todos t

Para todos (i,t)

(17)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Modelizar o MPS

(Alterado)

Ai = Custo de montagem, por unidade, para o produto i

∑ ∑

+

= = n i T t

A

i

Q

it

h

i

I

it

Minimize

1 1

(

)

it it it t i

Q

I

D

I

_, ₋₁

+

−

=

t n i it i

Q

G

a

≤

∑

=1

0

1

≤

∑

−

= T k it it

D

Q

0 ,

0 ≥

≥

_it it

I

Q

Para todos (i,t)

Para todos t

Para todos (i,t)

(18)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Modelizar o MPS

(continuação)

∑ ∑

= = = =

Π

+

m k L t n j L t jt jt kt k

I

Y

h

Minimize

1 1 1 1 jt n j kj kt t k kt

I

Q

g

Y

I

∑

= −

+

−

=

1 1 , t n j jt j

Y

G

a

≤

∑

=1

1

=

∑

= L t jt

Y

1 ,

0 ,

0

_,

=

≥

_j _t kt

y

I

Para todos (k,t)

Para todos t

Para todos j, k, t

Para todos j

(19)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Planeamento da capacidade

• Os sistemas reais têm capacidade de produção finita

• Capacidade = unidades produzidas, por um recurso, numa

determinada unidade de tempo (medida em horas)

• É muito difícil alterar a capacidade de um recurso

• A capacidade de um recurso é limitada por um gargalo • Avaliação da capacidade em dois níveis

• MPS – Rugh-Cut Capacity Planning (RCCP)

• MRP – Capacity Requirement Planning (CRP)

(20)

Planeamento e Gest

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o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Planeamento da capacidade

(continuação)

M = (1000 * 20 + 900 * 24 + 1500 * 22 + 600 * 25) / 60 Montagem Inspecção 1 2 3 4 Model A 20 2 Model A 1000 Model B 24 2,5 Model B 900 Model C 22 2 Model C 1500 Model D 25 2,4 Model D 600 Capacidade disponivel por 1 2 3 4 semana Montagem 1493,33 1500 Inspecção 144,83 200 Semana

MPS Lista de capacidade (min)

Semana

(21)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Modelizar a Capacidade

• Heurística: baseada na análise de entradas e saídas (Karni) • G = capacidade de equipamento

• R_t = trabalho atribuído no período t

• Q_t = produção no período t

• W_t = trabalho em execução no período t

• U_t = fila no início do período t, antes do trabalho ser atribuído

(22)

Planeamento e Gest

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o de Produç

ă

o

2. Master Production Scheduling

Modelizar a Capacidade

(continuação)

G

W

L

Q

U

R

U

W

Q

R

U

R

U

G

Q

t t t t t t t t t t t t t t

=

+

=

+

=

−

+

=

+

=

− − − 1 1 1

}

,

min{

(23)

Agenda

1. Introdução

2. Master Production Schedule

3. Material Requirements Planning

4. Outros aspectos de MRP

(24)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Objectivo

Gerar requerimentos de tempo e quantidade para os componentes, subcomponentes e matéria-prima (bruta)

São ainda capazes de

Baixar custos de stock

Melhorar a eficiência da produção Reagir a mudanças de mercado

(25)

Planeamento e Gest

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o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Vantagens

Capacidade de disciplinar e prioritizar a produção Capacidade de controlar o stock

(26)

Planeamento e Gest

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o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Entradas

Master Production Schedule (MPS)

Inventory Records = Registos de inventário Bill of Material (BOM) = Estrutura de produtos

(27)

Planeamento e Gest

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o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Master Production Schedule

Semana

1 2 3 4 5 6 7 8

MPS 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000

Exemplo

(28)

Planeamento e Gest

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o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Registos de inventário

Contêm o estado de todos os produtos em stock

Registando todas as transacções feitas ao inventário e

(29)

Planeamento e Gest

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o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Bill of Material (BOM)

(30)

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o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Nível 0 Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 4 Produto Final S/A _PP RM MP PP MP RM PP PP RM S/A S/A 1 2 3 4 8 11 7 6 10 9 13 12 5 1 1 2 1 2 1 2 2 2 4 1 Legenda S/A = Subassembly PP = Purchased Part MP = Manufactered Part RM = Raw Material RM Componente Nº Quantidade 1

(31)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Saída

Ordens de planeamento

Ordens de compra (purchase orders)

• Quantidade de RM e PP a ser adquiridos • Tempo da sua disponibilidade

Ordens de trabalho (workorders)

• Quantidade de MP e S/A a ser produzidos • Tempo de entrega

(32)

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o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Processo MRP

MRP •Explosion •Netting •Offsetting •Lot sizing MPS BOM Inventory Records Net Requirements Produção Compra

(33)

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ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Explosion

Decomposição do componente final nas suas partes constituintes Saber quantos componentes do nível inferior são precisos para criar um do nível superior

Item Req. Grossos Nível 0 (MPS) 1 100 Nível 1 2 100 5 400 6 200 9 400 10 200 12 1600 13 800 Nível 2 Nível 3 Nível 4 Produto Final S/A RM MP PP RM PP S/A 12 13 2 1 10 1 6 4 4 2 ₁ 1 2 2 5 9

(34)

Planeamento e Gest

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o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Netting

Net requirements = Gross requirements – On-hand inventory – Quant. Encom.

Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 MPS 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000 Telefone Hand set 1 1 1 13 11 Base 12 Fio 1 1 Mic. Rec. Tampa 1 1 111 112 113 _Housing 121 Rubber 123 1211 1 Key Pad 1 4 1

(35)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Netting

Net req₂= GR₂ – (IB₁ + E₂) = 600 – (1600 + 700) = -1700

Net req₃= 1000 – (1700 + 200) = -900 Net req₄= 1000 – (900) = 100 (...) Semana Current 1 2 3 4 5 6 7 8 Gross req. 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000 Encom. feitas 400 700 200 0 0 0 0 0 Inv. Balance 1200 1600 Net. Requir. 1700 900 0 0 0 0 0 100 2000 2000 2000 2000

(36)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Offsetting

É calculado o timing de saída das ordens

Lot sizing

(37)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Registo MRP completo

Tamanho do Lote = 3000

Tempo de produção = 2 semanas

Semana Current 1 2 3 4 5 6 7 8 Gross req. 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000 Enc. Feitas 400 700 200 PIB ajustado 1200 1600 1700 900 Net req. 100 2000 2000 2000 2000 Enc. Plan. Saída de ordens 2900 900 1900 2900 900 3000 3000 3000 3000 3000 3000

(38)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Resumo do Processo MRP

Estabelecer gross requirements

Estabelecer os

net requirements encomendas planeadasEstabelecer as Estabelecer a saída

de encomendas Actualizar PIB(stocks)

Usar as encomendas Feitas para estabelecer

(39)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Explosão multinível

Componente Descrição Quantidade

12 Base 1 121 Housing 1 123 Borracha 4 1211 Teclado 1 1 Telefone Hand set2 6 5 11 1 1 13 11 6 Base 12 Fio 1 1 Mic. Rec. Tampa 1 1 111 112 113 Housing Rubber 123 121 1211 1 Key Pad 1 4

(40)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Explosão multinível

Semana Nível Current 1 2 3 4 5 6 7 8 12 Base Gross req. 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000 Enc. Feitas 400 400 400 1 PIB 800 1200 1000 400 2400 400 1400 2400 400 Net req. 600 2000 2000 2000 2000 Enc. Plan. 3000 3000 3000 Saída ordens 3000 3000 3000 121 Housing Gross req. 3000 3000 3000 Enc. Feitas 2 PIB 500 500 500 Net req. 2500 3000 3000 Enc. Plan. 2500 3000 3000 Saída ordens 2500 3000 3000 123 Borracha Gross req. 12000 12000 12000 Enc. Feitas 10000 3 PIB 15000 15000 25000 13000 13000 1000 Net req. 11000 Enc. Plan. 11000 Saída ordens 11000 1211 Teclado Gross req. 2500 3000 3000 Enc. Feitas 1500 4 PIB 1200 2700 200 200 Net req. 28000 3000 Enc. Plan. 28000 3000

(41)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Update Methods

Regeneration Method

• Calcula-se tudo de novo usando as novas previsões, tempos de entrega, etc.

• Cada registo MRP é recalculado

Net change Method

• Calcula apenas os novos dados para os items que mudaram • É feita uma explosão parcial

(42)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Update Methods

Regeneration Method

• Mais difícil de implementar

• Requer muito mais tempo de computação

• Não há propagações de erro (porque é tudo recalculado)

Net change Method

• Fácil de implementar • Rápido a executar

• É feito diariamente ou semanalmente • Erros propagam-se

(43)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Net change Method - exemplo

Produto 5 6 7 8 Modelo A 2000 2000 2000 2000 Modelo B 350 350 Modelo C 1000 1000 1000 Modelo D 300 200 Fevereiro Semana MPS para Fevereiro Produto 5 6 7 8 Modelo A 2000 2000 2300 1900 Modelo B 500 200 150 Modelo C 1000 800 1000 Modelo D 300 200 Fevereiro Semana MPS actualizado Produto 5 6 7 8 Modelo A 300 -100 Modelo B 200 -200 Modelo C -200 Modelo D Fevereiro Semana Net Change

(44)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Additional Netting Procedures

Implosion/Explosion

Mercado Decomposição Unidades

Unidades Composição Envio Text Text Text

(45)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Additional Netting Procedures

Define-se por net change, a diferença entre o MPS actual e o MPS imediatamente anterior.

Assim, os métodos a seguir apresentados servem para prever as quantidades necessárias para cumprir o MPS.

(46)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Additional Netting Procedures

Explosion

A explosão, permite fazer um zoom ao produto conseguindo distinguir até à ínfima peça que constitui esse mesmo produto.

(47)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirement Planning

Additional Netting Procedures

Combining Requirements

É o processo no qual se faz o levantamento das componentes que compõem determinado produto

Requisitos para um mesmo item provenientes de diferentes produtos E os níveis do BOM deverão ser combinados

(48)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Additional Netting Procedures

Pegging

Em relação a linha de montagem, onde e que determinado componente e necessário, e em que quantidades

(49)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Lotes/Encomendas e Tempo

Modelos

Estáticos Dinâmicos

(50)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Lotes/Encomendas e Tempo

Maior o lote, maior o tempo de entrega.

Contudo, quanto menor o lote, e caso a encomenda seja bastante grande vai gerar confusão no processamento, tanto no envio

como na recepção, o que vai levar a uma maior demora no tempo de processamento da encomenda.

(51)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Multi-Echelon

Definição

Sistema de controlo de inventários Controlo multi ponto

Composto por uma hierarquia de pontos de stock

Concretamente...

Fábrica Armazém …

(52)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Multi-Echelon

EOQ- Economic Order Quantity

• Sempre que se efectuam encomendas, ou planeamento de um determinado produto

• Usado para ter a matéria prima Just-In-Time para que a produção seja possível

• Purchase-to-Stock distributors • Make-to-Order manufacturers

(53)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Multi-Echelon

EOQ- Economic Order Quantity

A: Custos adicionais para efectuar uma encomenda D: $ de vendas num ano

H: despesas de encomenda

H

A*

D

*

2

(54)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Multi-Echelon

)

(

)

(

n

₂

s

I

=

Q

+

τ

σ

z

s

=

n: Número de pontos de stock Q: EOQ

S: Stock de segurança

(55)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Safety Stock

Safety Stock e Nível de Reposição de Stock

R R R s

τ

σ

z

s

=

s

D

R

=

+

(56)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Reposição de Stock

R R R s

τ

σ

z

s

=

s

D

R

=

+

(57)

Planeamento e Gest

ă

o de Produç

ă

o

3. Material Requirements Planning

Reposição de Stock

τ

σ

z

s

=

s

D

R

=

+

_σ

_τ

τ

=

τ

σ

D

R

z

=

−

R: Nível de Reposição de Stock

D: tempo médio de recepção encomenda S: stock de segurança

: tempo de entrega

(58)

Agenda

1. Introdução

2. Master Production Schedule

3. Material Requirement Planning

4. Outros aspectos de MRP

5. Conclusão

(59)

4. Outros aspectos de MRP

Shop-Floor Control

Releasing Scheduling Monitoring Updating

(60)

4. Outros aspectos de MRP

Sistemas de Informação

BOM Inventário MPS MRP Relatórios_MRP

(61)

4. Outros aspectos de MRP

Sistemas de Informação

MRP em Ciclo Fechado MRP em sistemas distribuídos

(62)

4. Outros aspectos de MRP

Sistemas de Informação

Vantagens

• Avaliar correctamente os planos de produção • Controlo e redução do inventário

Falhas

• A capacidade de produção infinita • Incerteza

• Tempo de execução da produção e fornecimento fixo • Qualidade de produção