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 	  vii	  BIBLIOGRAFIA	  ....................................................................................................
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 	  2	  1.2. Enquadramento	  e	  Objetivos	  O	  objectivo	  deste	  trabalho	  é	  efetuar	  um	  estudo	  aprofundado	  ...
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 	  11	  3.2. Funcionamento	  do	  CONWIP	  O	  CONWIP	  é	  um	  mecanismo	  que	  utiliza	  cartões	  de	  produção	  qu...
 	  12	  Capítulo	  4	  -­‐ Caracterização	  dos	  Mecanismos	  Após	   a	   descrição	   das	   dimensões	   de	   caract...
 	  13	  trabalhos	   em	   curso	   de	   fabrico.	   No	   entanto	   o	   CONWIP	   tem	   uma	   outra	   variante	   ...
 	  14	  5.2. Aplicação	  do	  CONWIP	  a	  diferentes	  ambientes	  de	  produção	  Como	   já	   referimos,	   o	   meca...
 	  15	  	  Figura	  11	  -­‐	  Ciclos	  CONWIP	  aplicados	  numa	  Linha	  de	  Produção	  Numa	   outra	   aplicação	  ...
 	  16	  	  Figura	  13	  -­‐	  Linhas	  CONWIP	  a	  fornecer	  um	  posto	  de	  montagem	  	   	  
 	  17	  Capítulo	  6	  -­‐ Formas	  de	  Implementação	  	  Prática	  6.1. Implementação	  do	  TKS	  Os	  principais	  p...
 	  18	  3. Sistema	   de	   Kanban	   Semi-­‐dual:	   Este	   sistema	   vai	   trocando	   Kanbans	   de	   produção	   ...
 	  19	  A	  remoção	  de	  Kanbans	  do	  sistema	  faz-­‐se	  de	  forma	  similar	  à	  inserção	  de	  Kanbans,	  isto...
 	  20	  Capítulo	  7	  -­‐ Conclusão	  Este	  estudo	  permitiu-­‐nos	  observar	  que	  os	  dois	  mecanismos	  apesar	...
 	  21	  Bibliografia	  AKTURK, M.S.;F. ERHUN. An Overview of Design and Operational Issues of KanbanSystems, Internationa...
 	  22	  HUANG, M.; WANG, D.; IP, W. H.; Simulation study of CONWIP for a cold rollingplant. International Journal of Prod...
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Caracterização e aplicação de mecanismos de controlo da atividade produtiva em ambiente MTS – TKS & ConWIP

  1. 1.    Universidade  do  Minho  Escola  de  Engenharia  Departamento  de  Produção  e  Sistemas                  Caracterização  e  aplicação  de  mecanismos  de  controlo  da  atividade  produtiva  em  ambiente  MTS  –  TKS  &  ConWIP    André  Parra,  João  Mortágua,  Jorge  Lima,  Washington  Peroni                1/Junho/2013
  2. 2.    i  Universidade  do  Minho  Escola  de  Engenharia  Departamento  de  Produção  e  Sistemas          Sistemas  de  Controlo  da  Atividade  Produtiva  (Mestrado  em  Engenharia  de  Sistemas)      Caracterização  e  aplicação  de  mecanismos  de  controlo  da  atividade  produtiva  em  ambiente  MTS  –  TKS  &  ConWIP        Alunos  André  Parra  João  Mortágua  Jorge  Lima  Washington  Peroni    Docente  responsável  e  orientador  Sílvio  do  Carmo  Silva    
  3. 3.    ii      Relatório  de  trabalho  de  grupo  submetido  para  avaliação  no  âmbito  da  unidade  curricular  de  Sistemas  de  Controlo  da  Atividade  Produtiva  do  1º  ano  do  Mestrado  em  Engenharia  de  Sistemas  1/Junho/2013  
  4. 4.    iii  Agradecimentos  Queremos  agradecer  ao  Professor  Doutor  Sílvio  do  Carmo  Silva  pela  paciência  e  apoio  prestado  no  desenvolvimento  deste  trabalho.  Aos  elementos  do  outro  grupo  de  trabalho,  a  Ana  Assunção,  o  António  Cascais,  o  Carlos  Silva  e  o  Joel  Ribeiro  pela  ajuda  em  dúvidas  pontuais,  e  pela  troca  de  conhecimentos.  À  Universidade  do  Minho  pelos  meios  disponibilizados  que  nos  permitiram  trabalhar  em  grupo.  Ao  Conselho  Nacional  de  Desenvolvimento  Científico  e  Tecnológico  -­‐  CNPq  Brasil  -­‐    financiadora  da  Bolsa  do  Aluno  Washington  Luiz  Peroni.    
  5. 5.    iv  Resumo  Este  relatório  descreve  o  trabalho  efetuado  no  âmbito  da  Unidade  Curricular  de  Sistemas  de  Controlo  da  Atividade  Produtiva  do  Mestrado  em  Engenharia  de  Sistemas.  O  trabalho  é  de  carácter  predominantemente  teórico  e  explora  a  teoria  e  prática  industrial  relatada  em  fontes  primárias  e  secundárias,  sobre  assuntos  relacionados.  O  Controlo  da  Atividade  Produtiva  é  uma  função  da  Gestão  da  Produção,  importante  para  o  sucesso   de   uma   empresa.   Este   incide   em   dois   pontos:   o   momento   em   que   é   feito   o   lançamento   dos  trabalhos   para   produção   e   o   controlo   do   fluxo   dos   materiais.   No   entanto,   o   sucesso   desta   atividade   de  controlo  depende  dos  métodos  ou  mecanismos  de  controlo  utilizados  e  do  seu  ajuste  ou  alinhamento  com  as  caraterísticas  da  produção  face  ao  mercado  e  do  sistema  de  produtivo.    Este  trabalho  tem  por  objectivo  fazer   um   estudo   aprofundado   da   caracterização,   funcionamento,   aplicação   e   forma   de   implementação  prática   focado   em   mecanismos   de   controlo   da   atividade   produtiva   em   ambiente   de   produção   para  satisfação  da  procura  (MTS).  Os  mecanismos  estudados  foram:  Toyota  Kanban  System  (TKS)  e  o  Constant  Work   in   Process   (ConWIP).   Estes   são   mecanismos   que   recorrem   ao   uso   de  cartões   que   permitem   dar   a  ordem  de  produção,  sendo  o  TKS  do  tipo  pull  e  o  ConWIP  do  tipo  híbrido.  No  documento  são  definidas  algumas  dimensões  de  caracterização  dos  mecanismos,  através  das  quais  verificámos  que  os  mecanismos  estudados  são  bastante  semelhantes  na  caracterização.  Contudo  estes  têm  obviamente  funcionamentos  e  formas  de  implementação  diferentes,  o  que  nos  faz  perceber  que  há  um  mecanismo  com  aspectos  mais  vantajosos  do  que  o  outro.  O  CONWIP  provou  ganhar  vantagem  em  relação  ao  TKS  pois  é  mais  flexível,  robusto  e  fácil  de  implementar.  Palavras-­‐Chave:   dimensões   de   caracterização,   funcionamento,   toyota   kanban   system,   constant   work   in  process,  formas  de  implementação.        
  6. 6.    v  Abstract  This  report  describes  the  work  done  in  the  context  of  Production  Activity  Control  Systems  Curricular  Unit  of  the  Masters  Degree  in  Systems  Engineering.  The  work  is  mainly  theoretical  and  explores  the  theory  and  industrial  practice  reported  in  primary  and  secondary  sources,  on  related  matters.  The  production  activity  control  is  a  function  of  Production  Management,  important  to  the  success  of  a  company.  This  focuses  on  two  points:  the  release  moment  of  the  work  for  production  and  the  material  flow  control.  However,  the  success  of  this  control  activity  depends  on  the  methods  or  control  mechanisms  used  and  its  adjustment  or  alignment  with  the  characteristics  of  production  in  relation  to  the  market  and  the  production  system.  The  objective  of  this  work  is  to  make  an  in-­‐depth  study  of  the  characterization,  operation,  application  and  form  of   practical   implementation   focused   on   production   and   materials   flow   control   (PMFC)   mechanism   in   a  production   environment   to   demand   satisfaction   (Make   to   Stock   -­‐   MTS).   The   studied   mechanisms   were:  Toyota   Kanban   System   (TKS)   e   o   Constant   Work   in   Process   (CONWIP).   These   mechanisms   use   cards   to  authorize   production,   being   TKS   a   pull   mechanism   and   CONWIP   a   hybrid   mechanism.   In   this   document  some  mechanism  dimensions  of  characterization  are  defined,  witch  allows  us  to  say  that  these  mechanism  are  quite  similar.  However  these  have  obviously  different  operation  and  ways  of  implementing,  this  makes  us   realize   that   there   is   a   mechanism   with   more   benefits   than   the   other.   CONWIP   has   proved   to   gain  advantage  to  TKS,  because  i  tis  more  flexible,  robust  and  easier  to  implement.    Keywords:   dimensions   of   characterization,   operation,   toyota   kanban   system,   constant   work   in   process,  implementation.      
  7. 7.    vi  Índice  AGRADECIMENTOS  ....................................................................................................................  III  RESUMO  ...................................................................................................................................  IV  ABSTRACT  .................................................................................................................................  V  ÍNDICE  DE  TABELAS  ..................................................................................................................  VII  ÍNDICE  DE  FIGURAS  .................................................................................................................  VII  LISTA  DE  SIGLAS  E  ACRÓNIMOS  ..............................................................................................  VIII  CAPÍTULO  1  -­‐   INTRODUÇÃO  ..................................................................................................  1  1.1.   CONTEXTUALIZAÇÃO  .................................................................................................................  1  1.2.   ENQUADRAMENTO  E  OBJETIVOS  .................................................................................................  2  1.3.   ESTRUTURA  DO  RELATÓRIO  ........................................................................................................  2  CAPÍTULO  2  -­‐   DIMENSÕES  DE  CARACTERIZAÇÃO  DOS  MECANISMOS  ....................................  3  2.1.   PARADIGMA  DE  CONTROLO  DE  PRODUÇÃO  ...................................................................................  3  2.2.   AMBIENTE  DE  PRODUÇÃO  PARA  SATISFAÇÃO  DA  PROCURA  ..............................................................  4  2.3.   LAYOUT  DO  SISTEMA  DE  PRODUÇÃO  ............................................................................................  4  2.4.   TAMANHO  DAS  SÉRIES  DE  PRODUÇÃO  ..........................................................................................  5  2.5.   UNIFORMIDADE  DE  FLUXO  DE  PRODUÇÃO  ....................................................................................  5  2.6.   ASPECTOS  SOBRE  O  PRODUTO  ....................................................................................................  5  2.7.   CONTROLO  DAS  EXISTÊNCIAS  ......................................................................................................  6  CAPÍTULO  3  -­‐   FUNCIONAMENTO  DOS  MECANISMOS  ............................................................  7  3.1.   FUNCIONAMENTO  DO  TKS  .........................................................................................................  7  3.2.   FUNCIONAMENTO  DO  CONWIP  ...............................................................................................  11  CAPÍTULO  4  -­‐   CARACTERIZAÇÃO  DOS  MECANISMOS  ...........................................................  12  CAPÍTULO  5  -­‐   APLICAÇÃO  DOS  MECANISMOS  .....................................................................  13  5.1.   APLICAÇÃO  DO  TKS  A  DIFERENTES  AMBIENTES  DE  PRODUÇÃO  ........................................................  13  5.2.   APLICAÇÃO  DO  CONWIP  A  DIFERENTES  AMBIENTES  DE  PRODUÇÃO  ................................................  14  CAPÍTULO  6  -­‐   FORMAS  DE  IMPLEMENTAÇÃO    PRÁTICA  .......................................................  17  6.1.   IMPLEMENTAÇÃO  DO  TKS  ........................................................................................................  17  6.2.   IMPLEMENTAÇÃO  DO  CONWIP  ................................................................................................  19  CAPÍTULO  7  -­‐   CONCLUSÃO  ..................................................................................................  20  
  8. 8.    vii  BIBLIOGRAFIA  ...........................................................................................................................  21    
  9. 9.    vii  Índice  de  Tabelas    TABELA  1  -­‐  TABELA  DE  CARACTERIZAÇÃO  DOS  MECANISMOS  .........................................................................................................  12    Índice  de  Figuras  FIGURA  1  -­‐  PARADIGMA  PUSH  ...................................................................................................................................................  3  FIGURA  2  -­‐  PARADIGMA  PULL  ....................................................................................................................................................  3  FIGURA  3  -­‐  QUANTIDADE  PRODUZIDA  VS.  DIVERSIDADE  DE  PRODUTOS  .............................................................................................  5  FIGURA  4  -­‐  KANBAN  DE  PRODUÇÃO  ............................................................................................................................................  8  FIGURA  5  -­‐  KANBAN  DE  LEVANTAMENTO  .....................................................................................................................................  8  FIGURA  6  -­‐  KANBAN  DE  FORNECIMENTO  ......................................................................................................................................  8  FIGURA  7  -­‐  SISTEMA  DE  KANBAN  ÚNICO  .....................................................................................................................................  10  FIGURA  8  -­‐  SISTEMA  DE  KANBAN  DUAL  ......................................................................................................................................  10  FIGURA  9  -­‐  ESQUEMA  DE  FUNCIONAMENTO  DO  CONWIP  ............................................................................................................  11  FIGURA  10  -­‐  CONWIP  APLICADO  NUMA  LINHA  DE  PRODUÇÃO  ......................................................................................................  14  FIGURA  11  -­‐  CICLOS  CONWIP  APLICADOS  NUMA  LINHA  DE  PRODUÇÃO  ..........................................................................................  15  FIGURA  12  -­‐  CONWIP  APLICADO  EM  DUAS  LINHAS  DE  PRODUÇÃO  COM  UMA  MÁQUINA  PARTILHADA  ...................................................  15  FIGURA  13  -­‐  LINHAS  CONWIP  A  FORNECER  UM  POSTO  DE  MONTAGEM  ..........................................................................................  16        
  10. 10.    viii    Lista  de  Siglas  e  Acrónimos  ATO  –  Assemble  to  Order  CAP  –  Controlo  da  Atividade  Produtiva  CFM  –  Controlo  do  Fluxo  de  Materiais  CONWIP  –  Constant  Work  in  Process  CT  –  Centros  de  Trabalho  CTG  –  Células  de  Tecnologia  de  Grupo  ETO  –  Engineering  to  Order  LP  –  Linha  de  Produção  MTO  –  Make  to  Order  MTS  –  Make  to  Stock  OF  –  Oficina  Funcional  PMFC  –  Production  and  Materials  Flow  Control  TKS  –  Toyota  Kanban  System  WIP  –  Work  in  Process  
  11. 11.    1  Capítulo  1  -­‐ Introdução  1.1. Contextualização  Uma  das  áreas  da  gestão  da  produção  estuda  o  Controlo  da  Atividade  Produtiva  (CAP).  O  objectivo  do  CAP  é   fazer   um   uso   eficiente   dos   recursos   de   produção   na   execução   eficaz   dos   produtos   de   acordo   com   as  necessidades  de  mercado.  Este  tem  a  função  de  controlar  o  abastecimento  de  materiais  e  a  atividade  de  produção  de  uma  empresa,  recaindo  sobre  dois  diferentes  rumos:  o  momento  em  que  é  feito  o  lançamento  dos  trabalhos  para  produção  e  o  controlo  do  fluxo  dos  materiais.    Para  que  uma  empresa  possa  responder  de  forma  rápida  e  eficiente  às  exigências  de  mercado  deve  aplicar  um   mecanismo   de   produção   e   controlo   de   fluxo   dos   materiais   adequado   às   características   deste   e   do  sistema  de  produção.  Na  sua  maior  abrangência,  um  mecanismo  de  CAP  é  um  procedimento  ou  processo  destinado  a  controlar  a  produção  e  o  fluxo  de  materiais,  de  uma  cadeia  de  produção,  desde  a  aquisição  de  matérias-­‐primas   até   à   entrega   de   produtos   finais   aos   clientes.   Um   mecanismo   de   CAP   eficiente   deve  garantir  um  bom  uso  dos  recursos,  ou  seja,  os  recursos  de  fabrico  e  movimentação  de  materiais,  bem  como  tempos  de  entrega  curtos  (FERNANDES  e  SILVA,2006).  É  cada  vez  maior  o  número  de  autores  a  estudarem  aprofundadamente   mecanismos   de   produção,   ou   até   mesmo   a   sugerirem   novos   mecanismos   que   se  adeqúem  às  necessidades  existentes,  tais  como,  ORLICKY  (1975),  GLASSEY  e  RESENDE  (1988),  SPEARMAN  et  al.   (1990),   SURI   (1998),   FERNANDES   e   SILVA   (2006).   Tal   averiguação   só   comprova   a   importância   que   os  mecanismos  têm  no  Controlo  da  Produção.  É  usual  ver  alguns  autores  fazerem  uma  distinção  entre  mecanismos  pull  e  mecanismos  push.  Contudo  ao  fazerem-­‐no  estão  a  classificar  os  mecanismos  apenas  em  relação  à  dimensão  do  paradigma  de  controlo  de  produção  (Ponto  4.1  deste  texto).  Um  mecanismo  de  CAP  é  caracterizado  abrangendo  várias  dimensões,  que  descrevem  as  suas  características  e  propriedades  fundamentais.  Essas  dimensões  serão  abordadas  mais  ao  pormenor  no  Capítulo  4.  Pretende-­‐se  então  neste  texto  apresentar  um  estudo  dos  mecanismos,  recorrendo  a  fontes  bibliográficas  primárias,  i.e.  de  livros,  relatórios  de  trabalhos  pedagógicos  ou  de  investigação  realizada  e  secundárias  e.g.  artigos   sobre   assuntos   relacionados.   Vamos   reunir   conteúdos   de   várias   fontes   com   o   objetivo   de   ver  respondidas  algumas  problemáticas.  Sabemos  que  cada  mecanismo  tem  um  funcionamento  distinto  dos  outros,  mas  será  que  todas  as  características  são  diferentes  de  mecanismo  para  mecanismo?  E  será  que  podem  ser  aplicados  a  qualquer  ambiente  de  produção?  Qual  a  comparação  que  pode  ser  feita  entre  os  dois  mecanismos  estudados?  
  12. 12.    2  1.2. Enquadramento  e  Objetivos  O  objectivo  deste  trabalho  é  efetuar  um  estudo  aprofundado  da  caracterização,  funcionamento,  aplicação  e  forma   de   implementação   prática   de   mecanismos   de   CAP   aplicados   a   um   ambiente   de   produção   para   a  satisfação  da  procura  MTS.  Os  mecanismos  a  abordar  são  o  Toyota  Kanban  System  (TKS)  e  o  Constant  Work  in  Process  (CONWIP).  O  trabalho  tem  uma  índole  inteiramente  didática  e  explora  teoria  e  prática  industrial  relatada   em   fontes   primárias   e/ou   secundárias,   sobre   assuntos   relacionados.   Na   caracterização   vamos  indicar   as   particularidades   de   cada   mecanismo   tendo   em   conta   as   dimensões   de   caracterização   dos  mecanismos.  No  funcionamento  vamos  descrever  o  modo  de  operação  e  como  age  cada  mecanismo  por  fim  a  atingir  os  seus  pressupostos.  Em  aplicação,  iremos  descrever  em  que  ambientes  se  aplicam,  e  qual  a  configuração   que   um   sistema   deve   ter   para   que   o   mecanismo   tenha   desempenhos   esperados.   Por   fim  iremos   descrever   as   formas   de   implementação   prática   para   cada.   Aqui   vamos   por   explicar   quais   os    parâmetros   que   devem   ser   definidos   e   quais   os   procedimentos   para   determinar   quais   os   parâmetros  adequados  a  usar  para  cada  sistema  em  especifico.    1.3. Estrutura  do  Relatório  Este  documento  está  organizado  em  7  capítulos.  Após  este  capitulo  introdutório  o  capitulo  seguinte  serve  para   dar   a   conhecer   ao   leitor   alguns   aspetos   sobre   Dimensões   de   Caracterização   dos   Mecanismos.   No  Capítulo  3  explicamos  o  funcionamento  dos  dois  mecanismos.  Uma  tabela  é  apresentada  no  Capitulo  4  para  ajudar  a  compreender  as  diferenças  que  existem  entre  os  mecanismos  de  CAP.  No  Capítulo  5  apresentamos  ao   leitor   as   possibilidades   de   aplicação   dos   mecanismos.   Uma   descrição   dos   parâmetros   de   cada  mecanismo  de  forma  a  implementar  na  pratica  é  feita  no  Capitulo  6.  Finalmente  no  Capítulo  7  temos  uma  conclusão  onde  pretendemos  fazer  uma  breve  comparação  entre  os  dois  mecanismos.        
  13. 13.    3  Capítulo  2  -­‐ Dimensões  de  Caracterização  dos  Mecanismos  Neste   capítulo   é   feita   uma   descrição   das   dimensões   de   caracterização   dos   mecanismos   de   Controlo   da  Atividade  Produtiva  (CAP).  Através  destas  dimensões  é  possível  observar  as  diferenças  existentes  entre  os  mecanismos   de   CAP   estudados.   Estas   permitem   facilitar   a   escolha   do   mecanismo   adequado,   pois  descrevem  as  características  e  as  propriedades  fundamentais  dos  mecanismos.  2.1. Paradigma  de  Controlo  de  Produção  Quanto   ao   paradigma   de   controlo   de   produção,   Tayur   (1993)   afirma   que   os   mecanismos   podem   ser  designados  de  push  ou  pull.  Nos  mecanismos  que  usam  a  estratégia  push  (Figura  1),  a  produção  é  iniciada  sempre  que  existe  material  para  ser  processado,  independentemente  dos  níveis  de  stock  nos  centros  de  trabalho   (CT)   seguintes.   Nesta   estratégia   ao   concluir-­‐se   um   trabalho,   este   é   empurrado   para   o   próximo  centro   de   trabalho   e   deste   para   os   seguintes,   até   que   sejam   executadas   todas   as   operações.   Já   no  paradigma  pull  (Figura  2),  um  determinado  centro  de  trabalho  é  mantido  parado,  mesmo  se  existir  material  a  processar,  até  que  os  CT  seguintes  deem  autorização  para  esse  trabalho  iniciar  o  processamento.  Além  destes  dois  existe  ainda  um  terceiro  que  classifica  os  mecanismos  que  têm  ao  mesmo  tempo  características  pull  e  push,  esses  são  os  chamados  híbridos.    Figura  1  -­‐  Paradigma  Push    Figura  2  -­‐  Paradigma  Pull    
  14. 14.    4  2.2. Ambiente  de  Produção  para  Satisfação  da  Procura  Um  mecanismo  de  produção  tem  uma  determinada  tipologia  de  produção  para  satisfação  da  procura,  que,  por  sua  vez,  acaba  por  restringir  e  particularizar  o  processo  de  Gestão  da  Produção.  Estas  são  as  seguintes:  Produção   por   Encomenda   (MTO),   Produção   para   Stock   (MTS),   Montagem   por   Encomenda   (ATO)   e  Engenharia  por  Encomenda  (ETO).  Em  ambiente  MTO,  as  quantidades  a  produzir  são  estritamente  aquelas  que   são   encomendadas,   sejam   encomendas   de   produto   de   catálogo   ou   não.   O   projeto   pode   ser  desenvolvido   a   partir   de   contactos   iniciais   com   o   cliente,   mas   a   etapa   de   produção   só   se   inicia   após  recepção   do   pedido.   A   interação   com   o   cliente   costuma   ser   intensa   e   o   produto   está   sujeito   a   algumas  modificações,  mesmo  em  fase  de  produção.  Os  tempos  de  entrega  tendem  a  ser  de  médio  a  longo  prazo  e  as  listas  de  materiais  são  normalmente  únicas  para  cada  produto.    Num   ambiente   MTS,   os   produtos   desenhados   e   concebidos   pelo   fabricante,   são   produzidos   de   forma  repetitiva  baseada  principalmente  em  previsões  da  procura.  Neste  caso,  nenhum  produto  é  personalizado  porque  as  encomendas  são  normalmente  satisfeitas  com  base  no  stock  de  produtos  acabados  existente  que  é   controlado   por   de   forma   a   evitar   roturas,   i.e.   manter   os   níveis   de   serviço   elevados.   Em   MTS,   a  contribuição  dos  clientes  para  o  projeto  dos  produtos  é  muito  pequena  ou  inexistente.  Os  sistemas  MTS  têm  como  principal  vantagem,  a  rapidez  na  entrega  dos  produtos,  mas  os  custos  com  stocks  tendem  a  ser  grandes  e  os  clientes  não  têm  como  expressar  as  suas  necessidades  a  respeito  dos  produtos.  Com  ATO,  a  produção  é  feita  com  base  em  stocks  de  componentes  e/ou  módulos  que  são  montados  após  um   pedido   de   encomenda   do   cliente   contendo   as   especificações   do   produto   final.   Os   clientes   têm   uma  interação  com  o  projeto  algo  limitada,  porém  os  prazos  de  entrega  são  de  curto  a  médio  prazo.  Para  terminar  existe  ainda  o  ambiente  ETO  que  é  praticamente  uma  extensão  do  MTO.  Aqui  o  projeto  do  produto  é  feito  quase  totalmente  baseado  nas  especificações  do  cliente,  ou  seja  os  produtos  são  altamente  customizados  e  o  nível  de  interação  com  o  cliente  é  muito  grande.  2.3. Layout  do  Sistema  de  Produção  A   Layout   do   Sistema   de   Produção,   refere-­‐se   à   forma   como   o   sistema   de   produção   está   fisicamente  configurado.  Configuração  essa  que  envolve  todos  os  elementos  relevantes  para  a  produção,  ou  seja,  os  meios  de  produção.  Temos  então  as  linhas  de  produção  (LP)  em  que  as  máquinas  ou  CT  são  dispostos  em  linha   de   acordo   com   a   sequencia   de   operações   necessária   ao   fabrico   de   uma   família   de   produtos.   Este  layout   é   adequado   a   produzir   grandes   quantidades   de   um   produto   em   específico.   Existem   também   as  oficinas  funcionais  (OF),  em  que  as  máquinas  do  mesmo  tipo  são  agrupadas  em  secções.  Estes  sistemas  são  bastante   flexíveis   pois   podem   produzir   uma   grande   diversidade   de   produtos,   normalmente   em   lotes   de  pequena   dimensão.   De   seguida   temos   as   células   de   tecnologia   de   grupo   (CTG),   que   tentam   reunir   as  vantagens  das  linhas  de  produção  e  das  oficinas  funcionais.  Esta  configuração  é  composta  por  pequenas  
  15. 15.    5  oficinas,   constituídas   por   máquinas   convencionais   e   operários,   e   é   capaz   de   realizar   a   totalidade   das  operações  necessárias  à  produção  de  uma  família  de  produtos.    2.4. Tamanho  das  Séries  de  Produção  Este   critério   permite   classificar   um   sistema   de   produtivo   em   função   da   quantidade   e   da   diversidade   de  produtos  que  fabrica.  Courtois  (1997)  refere  que  a  produção  pode  ser  feita  em  pequenas  séries,  em  médias  séries  e  ainda,  em  grandes  séries  ou  em  massa.  Existem  ainda  outros  autores  que  referem  existir  ainda  a  produção  unitária,  em  que  a  diversidade  de  produtos  é  máxima.  Quando  se  fala  em  produção  em  massa  isso   significa   produção   de   elevadas   quantidades   de   um   único   tipo   de   produto   ou   de   um   reduzidíssimo  número  de  tipos  de  produtos.  No  extremo  oposto  encontra-­‐se  a  produção  unitária  em  que  cada  produto  normalmente  demora  bastante  tempo  até  ficar  concluído  e,  no  limite,  é  sempre  diferente  do  anterior.  Na  Figura  3,  podemos  ver  a  relação  que  existe  entre  a  quantidade  e  a  diversidade.    Figura  3  -­‐  Quantidade  Produzida  Vs.  Diversidade  de  Produtos  2.5. Uniformidade  de  Fluxo  de  Produção  Quanto  a  Uniformidade  de  Fluxo  da  Produção  os  sistemas  podem  ser  classificados  com  sendo  de  Produção  Intermitente   ou   Contínua.   A   Produção   Intermitente   é   entendida   como   sendo   um   processo   em   que   há  interrupção  sucessiva  de  trabalhos  com  a  necessidade  de  fazer  armazenamento  temporário  em  várias  fases  da  produção.  Por  outro  lado,  a  Produção  Continua  consiste  num  processo  em  que  os  trabalhos  são  feitos  sem  haver  interrupção  programada,  esta  é  mais  comum  em  linhas  de  produção.  2.6. Aspectos  sobre  o  Produto  Em  relação  aos  aspectos  do  produto  são  três  os  níveis  a  classificar,  todos  influenciam  a  variedade  que  este  pode   ter.   Assim   um   sistema   pode   ser   classificado   quanto   ao   Nível   de   Customização   do   Produto,   como  Elevada,  Baixa  ou  Nenhuma.  Podemos  ainda  classificar  um  sistema  quanto  à  Interação  do  Cliente  com  o  
  16. 16.    6  Produto  (“Product  Ownership”),    como  sendo  um  Produto  do  Cliente,  ou  um  Produto  do  Fabricante.  Um  Produto   do   Cliente   é   referente   a   produtos   que   são   desenhados   pelo   próprio   cliente,   já   um   produto   do  fabricante   é   totalmente   desenhado   pelo   fabricante   e   o   cliente   pode   apenas   escolher   por   catálogo.  Finalmente  temos  a  Variabilidade  de  Mercado,  que  pode  ser  Elevada,  Média  ou  Baixa.  Como  já  vimos  esta  está  relacionada  com  o  Tamanho  das  Série  de  Produção  (Figura  3).  2.7. Controlo  das  Existências  Para  terminar  temos  a  classificação  quanto  ao  Controlo  das  Existências.  Normalmente  em  mecanismos  de  reposição  de  stock,  este  controlo  pode  ser  efetuado  com  recurso  a  cartões  de  autorização  de  produção,  que  ao  estarem  disponíveis  dão  a  ordem  para  se  iniciar  os  trabalhos.  Por  outro  lado  pode  também  ser  feito  com  o  controlo  dos  níveis  de  Stock,  em  que  ao  se  atingir  um  certo  nível,  dá-­‐se  início  aos  trabalhos  por  forma  a  proceder  à  reposição  desse  stock.  O  Controlo  de  Existências  pode  também  ser  feito  controlando  a  existência  de  produtos  finais  (throughput)  ou  através  do  número  de  trabalhos  em  curso  de  fabrico  (WIP).  Enquanto  que  no  primeiro  a  produção  é  feita   controlando   o   throughput   e   medindo   o   WIP,   na   segunda   é   o   oposto,   i.e.   a   produçãoo   é   feita  controlando  o  WIP  e  medindo  o  throughput.        
  17. 17.    7  Capítulo  3  -­‐ Funcionamento  dos  Mecanismos  3.1. Funcionamento  do  TKS  No   Toyota   Kanban   System   (TKS)   usam-­‐se   cartões   que   contêm   informações   necessárias   para   o   processo  produtivo.  A  estes  cartões  é  dado  o  nome  de  Kanbans,  daí  o  nome  Kanban  na  designação  deste  mecanismo  de  controlo  da  atividade  produtiva.    Este  mecanismo  tem  uma  abordagem  Just  In  Time  (JIT)  para  o  controlo  de  sistemas  de  produção  utilizando  Kanbans.  O  TKS  é  considerado  um  sistema  pull  uma  vez  que  a  produção  do  centro  de  trabalho  atual  depende  da  procura  dos  centros  de  trabalho  seguintes.  Desta  forma  o  TKS  foi  desenhado  de  forma  a  indicar  o  que  é  necessário  produzir  em  cada  centro  de  trabalho,  e  permite  a  comunicação  eficiente  entre  estes.  O  plano  de  produção   da   empresa   apenas   é   fornecido   à   linha   de   produção   final.   Quando   as   peças   ou   materiais   são  retirados  de  um  centro  de  trabalho,  é  indicada  essa  informação  a  todos  os  centros  de  trabalho  anteriores  relevantes,   e   todos   os   centros   de   trabalho   conhecem   automaticamente   quantas   e   onde   será   necessário  produzir  as  peças  requeridas.  Em  cada  centro  de  trabalho  a  informação  relevante  para  a  produção  pode  ser  facilmente  obtida  pelos  Kanbans.  Tendo  em  conta  a  sua  função,  os  Kanbans  podem  ser  classificados  como:  1. Kanban   Primário:   desloca-­‐se   pelos   vários   centros   de   trabalho   no   espaço   de   produção.   Estes  Kanbans  encontram-­‐se  sempre  nos  contentores  com  os  produtos.  Os  Kanbans  primários  podem  ainda  ser  de  dois  tipos:  a. Kanban  de  Levantamento:  que  é  levado  quando  as  peças  se  deslocam  de  um  centro  de  trabalho  para  o  seguinte.  Neste  Kanban  deverá  ter  informação  sobre  o  nome  do  produto,  o   tamanho   do   lote,   o   centro   de   trabalho   origem   e   o   centro   de   trabalho   destino,   o  tamanho  do  contentor,  e  a  quantidade  de  contentores,  como  se  observa  na  figura  4.  b. Kanban   de   Produção:   é   utilizado   para   autorizar   a   produção   dos   produtos   que   foram  levantados  no  centro  de  trabalho  precedente.  Neste  Kanban  é  necessário  ter  informação  sobre  o  nome  do  produto  a  que  está  associado,  o  número  de  peças,  o  número  do  cartão,  o  centro  de  trabalho  origem  e  o  centro  de  trabalho  destino,  que  é  possível  observar  na  figura  3.  2. Kanban   de   Fornecimento:   viaja   com   as   peças   ou   matérias-­‐primas,   desde   a   área   de  armazenamento  até  ao  espaço  de  produção.  No  Kanban  de  fornecimento  deve  conter  informação  sobre   a   data   de   entrega   e   do   fornecedor,   sobre   o   número   do   Kanban,   quantidade,   tipo   e  designação  das  peças  e  ainda  informação  relativa  à  inspeção  a  realizar.  Podemos  observar  esta  informação  na  figura  5.    3. Kanban  de  Aquisição:  viaja  desde  fora  da  empresa  até  à  área  de  recepção.  4. Kanban  de  Subcontrato:  viaja  entre  as  unidades  subcontratadas.  
  18. 18.    8  5. Kanban  Auxiliar:  pode  ser  utilizado  como  Kanban  expresso,  Kanban  de  emergência  ou  Kanban  para  uma  aplicação  específica  (Singh  and  Falkenburg  1994).    Figura  4  -­‐  Kanban  de  Produção    Figura  5  -­‐  Kanban  de  Levantamento    Figura  6  -­‐  Kanban  de  Fornecimento  Relativamente  às  funções  que  os  Kanbans  vão  desempenhar  no  processo  produtivo,  podemos  identificar  as  seguintes:  
  19. 19.    9  1. Função  de  visibilidade:  o  fluxo  de  materiais  e  de  informação  é  combinado  uma  vez  que  os  Kanbans  movem-­‐se  juntamente  com  as  peças  em  processamento.  (WIP)  2. Função  de  controlo  da  produção:  o  Kanban  libertado  no  centro  de  trabalho  precedente  cumpre  uma  função  de  controlo  da  produção  importante  pois  dá  indicação  do  tempo,  quantidade  e  que  tipos  de  produtos  devem  ser  produzidos.  3. Função  de  controlo  de  stock:  o  número  de  Kanbans  acaba  por  dar  uma  indicação  do  número  de  produtos  em  stock.  Portanto,  controlar  o  número  de  Kanbans  permite  ter  controlo  sobre  o  número  de  produtos  em  stock.  E  controlar  o  número  de  Kanbans  é  muito  mais  simples  do  que  controlar  directamente  o  número  de  produtos  em  stock.  Para   o   correto   funcionamento   deste   mecanismo   são   utilizados   os   seguintes   equipamentos   para   a  manipulação  e  controlo  dos  Kanbans:  1. Caixa   de   Kanbans:   caixa   que   é   utilizada   para   recolher   os   Kanbans   após   estes   terem   sido  levantados.  2. Quadro  de  Despacho:  quadro  onde  os  Kanbans  do  próximo  centro  de  trabalho  são  colocados  para  mostrar  a  programação  da  produção.  3. Conta  de  Gestão  de  Kanbans:  conta  utilizada  para  gerir  os  Kanbans.  4. Conta  de  Gestão  do  Abastecimento:  conta  utilizada  para  controlar  o  fornecimento  das  matérias-­‐primas.    Existe  ainda  uma  sequência  de  operações  que  devem  ser  seguidas  por  forma  a  este  mecanismo  funcionar  corretamente.  Assim,  para  o  centro  de  produção  i,  quando  as  peças  são  processadas  e  existe  procura  no  centro  de  produção  seguinte  (  i+1),    o  Kanban  de  produção  é  retirado  do  contentor  e  é  colocado  no  quadro  de   despacho   do   centro   de   produção   i.   O   Kanban   de   levantamento   do   centro   i+1   vai   substituir   então   o  Kanban  de  produção  no  respectivo  contentor.  Este  contentor  com  o  Kanban  de  levantamento  é  enviado  para  o  centro  i+1  para  ser  processado.  Entretanto  no  centro  de  trabalho  i,  a  produção  é  iniciada  quando  um  cartão  de  produção  e  um  contentor  com  um  cartão  de  levantamento  estão  disponíveis.  O  Kanban  de  levantamento  é  então  substituído  pelo  Kanban  de  produção  e  enviado  de  volta  para  o  centro  de  trabalho  i-­‐1.  Isto  forma  uma  cadeia  de  produção  cíclica.  O  Kanban  retira/puxa  (pull)  peças  em  vez  de  as  empurrar  de  um  centro  de  trabalho  para  outro  para  responder   à   procura   em   cada   centro   de   trabalho.   O   Kanban   controla   o   movimento   dos   produtos   e   o  número  de  Kanbans  limita  o  fluxo  de  produtos  (Shingo  1987).  Se  não  é  requisitado  um  levantamento  de  peças  pelo  centro  de  trabalho  seguinte,  então  o  centro  de  trabalho  anterior  não  produzirá  nada,  e  assim  não  são  produzidos  produtos  em  excesso.  Esta  forma  de  funcionamento  do  mecanismo  TKS  utilizando  dois  tipos   de   Kanbans   (Kanban   de   produção   e   Kanban   de   levantamento)   é   normalmente   o   mais   utilizado  designando-­‐se   por   Sistema   de   Kanban   Dual,   e   está   representado   na   Figura   8.   Também   é   possível  implementar  o  mecanismo  TKS  usando  apenas  Kanbans  de  produção  e  que  tem  um  funcionamento  muito  idêntico  ao  do  Sistema  de  Kanban  Dual  e  é  apresentado  na  figura  7.  
  20. 20.    10    Figura  7  -­‐  Sistema  de  Kanban  único    Figura  8  -­‐  Sistema  de  Kanban  dual  O  princípio  Jidoka  também  está  bem  presente  no  TKS.  O  termo  Jidoka  surgiu  na  Toyota  e  significa  fazer  parar  o  equipamento  ou  operação  assim  que  alguma  situação  anormal  ocorra.  Assim,  se  acontecer  algum  imprevisto  com  o  potencial  de  produzir  peças  defeituosas  ou  prejudicar  de  alguma  forma  o  processo  produtivo,  o  equipamento  ou  até  a  linha  inteira  pára,  inclusive  os  funcionários.  
  21. 21.    11  3.2. Funcionamento  do  CONWIP  O  CONWIP  é  um  mecanismo  que  utiliza  cartões  de  produção  que  servem  para  dar  autorização  de  libertação  de  novos  trabalhos.  Podemos  ver  o  CONWIP  como  um  sistema  em  que  os  trabalhos  que  dele  saem  enviam  cartões   CONWIP   para   o   inicio   deste,   estando   esses   cartões   assim   disponíveis   para   darem   inicio   a   novos  trabalhos.  Descrevendo  o  sistema  através  da  Figura  9,  vemos  que  o  trabalho  acabado  é  retirado  do  stock  que  é  alimentado  pelo  centro  de  trabalho  L  (Momento  1).  O  cartão  de  produção  é  enviado  de  volta  para  o  centro  de  trabalho  A  para  autorizar  a  liberação  de  um  novo  trabalho  de  forma  a  repor  stock  (Momento  2).  O  operador  da  estação  A  encontra  o  cartão,  obtém  as  matérias-­‐primas  e  inicia  o  processamento  da  unidade  (Momento  3).  No  CONWIP  os  cartões  são  atribuídos  à  linha  de  produção  e  não  são  específicos  do  número  da  peça.  São  então  feitas  as  seguintes  hipóteses  para  o  CONWIP:  • A  linha  de  produção  consiste  numa  única  rota,  ao  longo  do  qual  os  trabalhos  atravessam;  • O  WIP  pode  ser  medido  em  unidades  (número  de  trabalhos  ou  peças  no  sistema).      Figura  9  -­‐  Esquema  de  funcionamento  do  CONWIP  Aqui  referimos  o  funcionamento  do  CONWIP  num  ambiente  MTS,  para  um  ambiente  MTO  este  tem  um  comportamento  diferente.  Nesse  caso,  apesar  de  continuarem  a  ser  os  cartões  a  dar  a  autorização  para  o  lançamento  de  novos  trabalhos,  existe  ainda  um  backlog  (lista  de  pedidos)  no  início  do  sistema,  que    define  a   sequencia   de   peças   a   ser   introduzida   no   sistema.   Essa   informação   vai   depois   contida   no   cartão   e  acompanha  o  trabalho  até  ao  final  do  sistema.      
  22. 22.    12  Capítulo  4  -­‐ Caracterização  dos  Mecanismos  Após   a   descrição   das   dimensões   de   caracterização   dos   mecanismos   e   da   explicação   do   funcionamento  destes,   estamos   agora   em   condições   de   fazer   a   caracterização   de   cada.   Assim   através   da   Tabela   1,  identificamos  as  características  associadas  ao  TKS  e  ao  CONWIP.  Dimensões  Mecanismos  TKS   CONWIP  Paradigma  de  Controlo  de  Produção  Pull   X    Push      Híbrido    X  Ambiente  de  Produção  para  Satisfação  da  Procura  MTS   X   X  MTO      ATO      ETO      Layout  do  Sistema  de  Produção  LP   X   X  OF      CTG      Tamanho  das  Séries  de  Produção  Pequenas      Médias      Grandes   X   X  Uniformidade  do  Fluxo  Intermitente      Contínuo   X   X  Nível  de  Customização  do  Produto  Nenhuma   X   X  Baixa      Elevada      Product  Ownership  Prod.  Cliente      Prod.  Fabricante   X   X  Variabilidade  de  Mercado  Baixa   X   X  Média      Elevada      Controlo  de  Existências  Controlo  throughput      Controlo  WIP   X   X  Controlo  através  de  cartões  de  autorização  X   X  Controlo  através  dos  níveis  de  stock          Tabela  1  -­‐  Tabela  de  Caracterização  dos  Mecanismos  Verificamos  através  da  Tabela  1  que  o  TKS  e  o  CONWIP  são  mecanismos  bastante  semelhantes.  São  ambos  mecanismos  que  controlam  a  quantidade  de  trabalho  no  sistema.  No  nosso  caso  de  estudo,  e  relativamente  ao  modo  de  satisfação  de  procura,  são  sistemas  de  reposição  de  stock  (MTS),  que  controlam  a  existência  de  
  23. 23.    13  trabalhos   em   curso   de   fabrico.   No   entanto   o   CONWIP   tem   uma   outra   variante   para   um   ambiente   de  satisfação  da  procura  (MTO),  mas  que  não  faz  parte  do  contexto  deste  trabalho.  A  diferença  relevante  esta  no  paradigma  de  controlo  de  produção,  onde  o  CONWIP  implementa  um  paradigma  híbrido,  ou  seja,  é  pull  e  push  ao  mesmo  tempo.  Isto  deve-­‐se  ao  facto  de  ser  pull    quando  é  finalizado  um  produto  e  o  cartão  vai  para  o  inicio  do  sistema  para  iniciar  nova  produção,  e  é  push  porque  quando  inicia  o  processo  de  produção,  o  produto  é  empurrado  até  ao  final  dos  sistema.  Já  o  TKS  é  um  mecanismo  pull  puro.  Para  dar  autorização  de  produção  estes  sistemas  usam  cartões  de  produção  que  contém  informação  especifica.  Na  sua  forma  simples,  o  CONWIP  é  aplicado  em  linhas  de  fabrico,  porém  pode  ter  algumas  variações  em  que  um  sistema  CONWIP   pode   ser   seguido   de   outro   (Tandem   CONWIP   Lines),   mas   mais   à   frente   (Ponto   4.3)  aprofundaremos   esta   questão.   Relativamente   aos   produtos,   estes   sistema   produzem   produtos   do  fabricante  em  que  não  há  nenhuma  customização,  o  que  resulta  numa  variabilidade  de  mercado  baixa.  Capítulo  5  -­‐ Aplicação  dos  mecanismos  5.1. Aplicação  do  TKS  a  diferentes  ambientes  de  produção  O  mecanismo  TKS  tem  tido  sucesso  desde  o  início  da  sua  utilização  na  Toyota  pois  nem  necessita  de  um  sistema  informático  para  ser  aplicado  com  sucesso.  A  aplicação  do  TKS  permite:  1. Redução   do   custo   de   processamento   da   informação:   de   uma   forma   geral   é   muito   dispendioso  implementar  um  sistema  que  forneça  programas  de  produção  para  todos  os  processos  e  para  os  fornecedores,  e  que  permita  fazer  alterações  e  ajustes  em  tempo  real.  2. Aquisição   rápida   e   precisa   de   dados:   usando   o   TKS   permite   aos   gestores   de   produção   tomar  conhecimento   de   forma   contínua   de   dados   como   a   capacidade   produtiva,   taxa   de   produção   e  desempenho  dos  funcionários.  3. Limita   a   produção   em   excesso   de   centros   de   trabalho   antecedentes:   em   processos   produtivos  com  vários  centros  de  trabalho,  se  não  for  efectuado  um  controlo  preciso,  normalmente  a  procura  de   peças   torna-­‐se   cada   vez   mais   errática   à   medida   que   se   vai   avançando   na   cadeia   produtiva,  produzindo-­‐se  assim  peças  em  excesso.    A  aplicação  deste  mecanismo  permite  reduzir  os  stocks  e  os  seus  custos  inerentes,  portanto  o  TKS  controla  a  produção  e  as  quantidades  de  stock  na  empresa.  No   entanto,   normalmente   só   se   obtém   sucesso   com   o   mecanismo   TKS   em   ambientes   de   produção  repetitivos.  Isto  é,  quando  existe  pouca  variabilidade  na  procura  e  de  produtos.  O  programa  de  produção  deve   ser   nivelado   e   estável.     Também   se   verifica   que   este   mecanismo   tem   dificuldades   em   lidar   com  sistemas  de  produção  onde  existem  tempos  de  setup  elevados  (M.  S.  Akturk  and  F.  Erhun,  1999).  
  24. 24.    14  5.2. Aplicação  do  CONWIP  a  diferentes  ambientes  de  produção  Como   já   referimos,   o   mecanismo   CONWIP   foi   originalmente   concebido   para   ambientes   de   produção   do  com  uma  configuração  do  tipo  linha  de  produção.  O  que  quer  dizer  que  este  é  um  mecanismo  normalmente  aplicado  a  sistema  em  que  produtos  são  desenhados  e  concebidos  pelo  fabricante,  sendo  produzidos  de  forma  repetitiva.  Os  produtos  são  normalmente  feitos  em  grandes  séries  e  a  diversidade  de  produtos  é  muito  reduzida.  Contudo,  foram  vários  os  autores  que  investigaram  o  CONWIP  em  ambientes  de  produção  diferentes,  o  que  pode  permitir  que  o  CONWIP  seja  aplicado  em  sistemas  com  características  diferentes  dos  sistemas  a  que  é  normalmente  aplicado.  Assim  foram  feitos  estudos  incluindo  linhas  de  CONWIP  alternadas  (Golany  et  al.  1999),  ambientes  job  shop  (Ryan  et  al.  2000  e  Luh  et  al.  2000)  linhas  CONWIP  independentes  que  partilham  máquinas  (Huang  et  al.  1998)  e  linhas  de  montagem  (Lambrecht  e  Segaert  1990,  Duenyas  e  Keblis  1995,  Ayhan   e   Wortman   1999,   Hazra   et   al.   1999).   Spearman   e   Hopp   (1996),   consideram   várias   aplicações  diferentes  para  o  CONWIP.    Os  autores  começam  por  definir  uma  configuração  básica  em  que  há  apenas  uma  única  linha  de  produção  (Figura  10).  Esta  é  a  configuração  usual  do  CONWIP  e  funciona  como  já  foi  explicado  no  Ponto  3.2.    Figura  10  -­‐  CONWIP  aplicado  numa  Linha  de  Produção  Outra   configuração   apresentada,   é   feita   com   vários   loops   de   CONWIP   em   sequência   (Figura   11),   esta  configuração  pode  ser  aplicada  quando  se  pretende  ter  mais  controlo  sobre  o  sistema  de  produção.  Como  vemos   na   imagem   existem   vários   ciclos   CONWIP,   separados   por   buffers   que   armazenam   trabalho   para  permitir  que  um  ciclo  possa  executar  a  velocidades  diferentes  sem  afetar  o  funcionamento  dos  outros,  i.e.  sem  os  deixar  bloqueados  ou  sem  trabalho.  Nesta  forma  de  aplicação,  os  cartões  são  libertados  apenas  quando  o  trabalho  é  retirado  do  buffer,  excepto  no  buffer  seguinte  ao  ciclo  considerado  o  bottleneck,  onde  os  cartões  são  libertados  quando  saem  do  último  posto  desse  sistema.  Isto  acontece  porque  como  o  ciclo  bottleneck   demora   mais   tempo   que   os   outros,   queremos   que   este   possa   processar   os   trabalhos   o   mais  rápido   que   puder.   Com   esta   política   de   libertação   dos   cartões   evita-­‐se   que   no   caso   de   o   primeiro   ciclo  libertar  trabalhos  mais  rapidamente  o  sistema  como  um  todo  fique  atolado  com  trabalhos  em  progresso,  ao  mesmo  tempo  que  permite  que  o  ciclo  seguinte  ao  bottleneck  não  entre  em  starvation.  
  25. 25.    15    Figura  11  -­‐  Ciclos  CONWIP  aplicados  numa  Linha  de  Produção  Numa   outra   aplicação   temos   duas   linhas   a   produzir   produtos   diferentes   que   implementam   CONWIP   a  partilhar  uma  máquina.  Esta  pode  ser  feita  no  caso  de  ambos  os  produtos  precisarem  de  uma  máquina  bastante   dispendiosa,   e   só   haver   a   possibilidade   de   possuir   uma   única   máquina   desse   tipo   (Figura   12).  Contudo  esta  configuração  não  é  fácil  de  aplicar,  pois  dificulta  o  controlo  do  sistema  devido  a  não  sabermos  qual   o   seguinte   trabalho   a   efetuar.   A   forma   de   resolver   isto   é   através   dos   cartões   CONWIP   que   são  libertados   no   fim   do   sistema,   pois   estes   estão   associados   à   linha   respetiva.   Assim   o   próximo   trabalho   a  entrar  na  máquina  é  sempre  de  acordo  com  a  filosofia  first  in  system  first  out  –  FISFO  (  primeiro  no  sistema  primeiro  a  sair).    Figura  12  -­‐  CONWIP  aplicado  em  duas  linhas  de  produção  com  uma  máquina  partilhada  Por  último,  apresentamos  uma  configuração  com  linhas  de  produção  implementando  o  CONWIP  focadas  para  uma  montagem  final.  Na  Figura  13    apresentamos  um  sistema  em  que  uma  operação  de  montagem,  é  alimentada   por   duas   linhas   com   CONWIP.   O   nível   de   WIP   nas   linhas   deve   ser   fixo,   mas   não   idêntico.   A  libertação  de  trabalhos  nas  duas  linhas  é  dada  sempre  que  uma  operação  de  montagem  é  concluída  (os  cartões  dos  componentes  são  enviados  para  o  inicio  da  linha  respetiva).  
  26. 26.    16    Figura  13  -­‐  Linhas  CONWIP  a  fornecer  um  posto  de  montagem      
  27. 27.    17  Capítulo  6  -­‐ Formas  de  Implementação    Prática  6.1. Implementação  do  TKS  Os  principais  princípios  para  a  implementação  do  TKS  são  (Hall  1983,  Ohno  1988,  Singh  e  Falkenburg  1994):  1. Nivelamento  da  produção  de  forma  a  conseguir  pouca  variabilidade  do  número  de  peças  ao  longo  do  tempo.  2. Evitar  informação  complexa  e  sistemas  de  controlo  hierárquicos  no  espaço  de  produção.  3. Não  levantar  peças  sem  o  respectivo  Kanban.  4. Levantar  apenas  as  peças  necessárias  em  cada  centro  de  trabalho.  5. Não  enviar  peças  defeituosas  para  o  centro  de  trabalho  seguinte.  6. Produzir  a  quantidade  exata  das  peças  que  foram  retiradas  de  stock.  Devido  a  diferentes  tipos  de  sistemas  de  manuseamento  de  materiais  podemos  implementar  o  mecanismo  de  TKS  fazendo  o  controlo  por  três  formas  distintas  (Lu  1982):  1. Sistema  de  Kanban  único:  este  sistema  usa  unicamente  Kanbans  de  produção  para  controlo  de  materiais   baseado   no   tipo   de   produto.   A   produção   é   bloqueada   em   cada   centro   de   trabalho  baseando-­‐se  no  tamanho  total  da  fila  de  espera  (Figura  7).  Neste  sistema  o  tamanho  da  fila  de  produtos  acabados  e  a  mistura  de  produtos  pode  variar.  Múltiplos  contentores  contêm  os  lotes  a  ser   produzidos,   desde   que   o   número   total   de   contentores   na   fila   de   produtos   produzidos   não  exceda   a   sua   capacidade   máxima.   As   seguintes   condições   são   essenciais   para   o   bom  funcionamento  deste  sistema:  a. Uma  distância  curta  entre  os  centros  de  trabalho  contíguos;  b. Um  turnover  rápido  dos  Kanbans;  c. WIP  baixo;  d. Pouco  espaço  de  buffer  e  um  rápido  turnover  de  WIP;  e. Sincronização  entre  a  taxa  de  produção  e  a  velocidade  de  manuseamento  dos  materiais.  2. Sistema  de  Kanban  Dual:  o  sistema  de  Kanban  dual  usa  os  Kanbans  de  produção  e  os  Kanbans  de  levantamento  (Figura  8).  Existe  um  buffer  para  o  WIP  enquanto  as  peças  que  foram  produzidas  no  centro   de   trabalho   são   transportadas   para   o   centro   de   trabalho   seguinte.   Os   Kanbans   de  levantamento  são  enviados  para  a  zona  onde  se  encontram  os  produtos  que  foram  processados  no  centro   de   trabalho   antecedente.   Este   sistema   é   apropriado   para   fabricantes   que   não   estão  preparados  para  adoptar  regras  rígidas  de  controlo  de  stock.  As  condições  seguintes  são  essenciais  para  este  sistema:  a. Distância  moderada  entre  dois  centros  de  trabalho;  b. Turnover  rápido  de  Kanbans;  c. É  necessário  algum  WIP  no  buffer;  d. Buffer  externo  ao  sistema  de  produção;  e. Sincronização  entre  a  taxa  de  produção  e  a  velocidade  do  manuseamento  dos  materiais.  
  28. 28.    18  3. Sistema   de   Kanban   Semi-­‐dual:   Este   sistema   vai   trocando   Kanbans   de   produção   e   Kanbans   de  levantamento  em  estágios  intermédios.  Este  sistema  tem  as  seguintes  características:  a. Grande  distância  entre  centros  de  trabalho;  b. Turnover  lento  dos  Kanbans;  c. É  necessário  um  WIP  elevado  entre  centros  de  trabalho  contíguos;  d. Turnover  lento  do  WIP;  e. Não  é  necessária  sincronização  entre  a  taxa  de  produção  e  a  velocidade  a  que  os  materiais  são  manuseados.    A  determinação  do  número  de  Kanbans  é  um  passo  importante  na  implementação  do  mecanismo  TKS  uma  vez  que  cada  Kanban  representa  uma  certa  quantidade  de  stock  (lote),  e  o  número  de  Kanbans  tem  de  ser  controlado  rigorosamente  e  limitado.  Foram  vários  métodos  desenvolvidos  para  obter  o  número  óptimo  de  Kanbans  no  sistema.  O  número  de  Kanbans  que  o  sistema  vai  ter,  pode  ser  determinado  baseando-­‐se  na  quantidade   de   stock.   Também   se   torna   óbvio   que   o   número   de   centros   de   trabalho   do   sistema   vai  influenciar  directamente  a  quantidade  de  Kanbans  total  no  sistema.    É  importante  ter  um  número  de  Kanbans  preciso  para  minimizar  assim  o  WIP  e  evitar  simultaneamente  rupturas  de  stock.  Assim  pode-­‐se  calcular  o  nº  de  Kanbans  para  o  TKS  pela  seguinte  expressão:  !º  !"#$"#% = !"#$%&#(  !á!. !"#$%&$(  !"#$"#%&(&× !"#$%  !"  !"#$%! + !"#$%  !"  !"#$%&(%)*# + !"#$  !"#$  !"  !"#$%&$"%&(+ !"#$%&  !"  !"#$%&ç! ÷ !º  !"#$ã!  !"  !"ç!"      • !"#$%&#(  !á!. !"#$%&$(  !"#$"#%&(&:   número   máximo   de   produtos  produzidos  de  acordo  com  o  plano  de  produção  diário  • !"#$%  !"  !"#$%&:   tempo   de   espera   na   produção   que   corresponde   ao   intervalo   de  tempo  entre  duas  ordens  de  produção.  • !"#$%  !"  !"#$%&&(%)*#:  intervalo  de  tempo  desde  a  recepção  de  uma  ordem  de  produção  até  ao  momento  em  que  completada  a  produção  do  lote.  • !"#$  !"#$  !"  !"#$%&$"%&(:   intervalo   de   tempo   entre   o   levantamento   de   um  Kanban  do  centro  de  trabalho  precedente  e  a  colocação  de  uma  nova  ordem  de  produção.  • !"#$%&  !"  !"#$%&ç!:  este  factor  é  baseado  na  unidade  de  tempo.  Desta  forma  evita-­‐se  a  interrupção  da  linha  de  produção  devido  a  uma  situação  inesperada.  • !º  !"  !"#$ã!  !"ç!":    Corresponde  a  um  valor  indicado  no  Kanban  que  indica  o  número  padrão  de  peças.    Se  o  número  de  Kanbans  necessário  no  período  de  planeamento  atual  for  superior  ao  número  de  Kanbans  utilizado  no  período  anterior  será  necessário  inserir  mais  Kanbans  no  sistema.  Para  isso  são  introduzidos  Kanbans  adicionais  ao  sistema  imediatamente  após  o  levantamento  dos  Kanbans  de  produção,  colocando-­‐os  no  quadro  de  despacho.    
  29. 29.    19  A  remoção  de  Kanbans  do  sistema  faz-­‐se  de  forma  similar  à  inserção  de  Kanbans,  isto  acontece  quando  o  número  de  Kanbans  necessários  no  período  de  planeamento  corrente  é  menor  que  os  que  foram  usados  no  período  anterior.  Os  Kanbans  adicionais  são  sempre  removidos  imediatamente  após  o  levantamento  dos  cartões  de  produção  e  é  removido  um  número  equivalente  de  Kanbans  do  quadro  de  despacho.  Também  será  necessário  fazer  a  associação  correta  do  tipo  de  produto  a  produzir  ao  respectivo  Kanban.  Portanto  deve-­‐se  associar  cada  Kanban  a  um  lote  contento  um  único  tipo  de  produto  de  forma  a  garantir  o  correto  funcionamento  do  sistema.    6.2. Implementação  do  CONWIP  De  forma  a  implementar  um  sistema  CONWIP  existem  vários  parâmetros  a  determinar.  Spearman  et  al.  (1990)  definem  esses  parâmetros  como  sendo  os  seguintes:     m,  o  número  de  cartões,  que  determina  o  valor  máximo  de  WIP.  q,  a  quota  de  produção,  que  define  a  quantidade  que  se  pretende  produzir  por  um  determinado  período.  n,  a  quantidade  máxima  de  work  ahead,  (trabalho  efetuado  antecipadamente  em  relação  ao  que  está  agendado).  Se  durante  um  período  é  produzido  um  total  de  ! + !,  a  linha  é  interrompida  até  que  se  inicie  o  próximo  período.  r,  um  valor  que  indica  a  falta  de  capacidade  e  que  é  ativado  quando  ! ! < ! − !,  em  que  ! !  representa  o  valor  de  produção  no  tempo  !.    A  otimização  destes  valores  tem  de  ser  feita  através  de  métodos  de  experimentação,  como  a  simulação  por  computador.   No   entanto   existem   autores   que   sugerem   alguns   métodos   analíticos   para   a   obtenção   do  número  de  cartões.    A  decisão  principal  para  implementar  um  sistema  CONWIP  é  determinar  o  número  de  cartões  a  usar  no  sistema.  Para  Framinan  et  al.  (2003),  especificar  o  número  de  cartões  consiste  em  dois  procedimentos,  que  podem  ou  não  ser  abordados  simultaneamente.  Estes  são  a  definição  de  cartões  e  o  controlo  dos  cartões.  Configuração  refere-­‐se  a  encontrar  um  procedimento  que  permita  obter  o  número  de  cartões  que  faça  o  sistema   obter   valores   aceitáveis   para   as   medidas   de   desempenho   medidas.   O   controlo   é   referente   ao  desenvolvimento  de  regras  para  mudar  ou  manter  o  número  de  cartões  do  sistema  a  qualquer  alteração  que  possa  ocorrer.  Em  ambos  o  número  de  cartões  deve  ser,  em  principio,  um  valor  inteiro.  Duenyas  (1994)  observou  que  um  número  de  cartões  k  não  atinge  a  meta  do  throughtput  enquanto  k+1  excederem  essa  meta.    
  30. 30.    20  Capítulo  7  -­‐ Conclusão  Este  estudo  permitiu-­‐nos  observar  que  os  dois  mecanismos  apesar  de  terem  funcionamentos  diferentes  têm  dimensões  de  características  bastante  idênticas,  diferenciando  apenas  no  paradigma  de  controlo  de  produção.   Contudo   e   apesar   destas   semelhanças   percebemos   que   o   CONWIP   apresenta   mais   vantagens  sobre  o  TKS.  O  CONWIP  demonstra  ser  um  sistema  mais  eficiente,  porque  tendo  propriedades  dos  sistemas  pull  e  push,  consegue  atingir  o  mesmo  throughput  que  um  mecanismo  push  ao  mesmo  tempo  que  mantém  níveis  de  WIP  baixos.    Além  de  se  mostrar  mais  eficiente,  é  também  mais  robusto  por  ser  menos  sensível  a  erros    ao  nível  do  WIP,  e  é  mais  adaptável  do  que  o  TKS  pelo  facto  de  ser  possível  usar  o  CONWIP  em  sistemas  onde  o  TKS  não  pode  ser  implementado.  A  exemplo,  um  sistema  CONWIP  pode  ser  facilmente  implementado  num  sistema  não  repetitivo,  enquanto  o  TKS  só  é  aplicável  nos  sistemas  repetitivos.  Além  disso  verificamos  que  o  Kanban   System   é   um   mecanismo   difícil   de   implementar   quando   existem   trabalhos   com   tempos   de  produção  curtos,  tempos  de  setup  significativos  e  variações  grandes  na  procura.      
  31. 31.    21  Bibliografia  AKTURK, M.S.;F. ERHUN. An Overview of Design and Operational Issues of KanbanSystems, International Journal of Production Research, V.37, 1999.AYHAN, H.; WORTMAN, M. A.; An approximation for computing the throughput ofclosed assembly-type queueing networks. European Journal of Operational Research,112, 107– 121, 1999.COURTOIS, A.; PILLET, M.; MARTIN, C. Gestão da Produção, 1997.DUENYAS, I.; A simple release policy for networks of queues with controllable inputs.Operations Research, 42, 1162–1171, 1994.DUENYAS, I.; KEBLIS, M. F.; Release policies for assembly systems. IIE Transactions,27, 507–518, 1995.FERNANDES, N. O.; SILVA S. C. - Generic POLCA – A production and materials flowcontrol mechanism for quick response manufacturing. International Journal ofProduction Economics. Vol. 104: n.1 (2006), p. 74-84.FRAMINAN, J. M.; GONZÁLEZ, P. L.; RUIZ-USANO, R. ; The Conwip productioncontrol System: review and research issues, Production Planning and Control, Vol. 14,No. 3, p.255-265, 2003GLASSEY, C. R.; RESENDE, M. - Closed loop job release control for VLSI circuitmanufacturing. IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing. Vol. 1: n.1(1988), p. 36-46.GOLANY, B.; E.M. DAR-EL; N. ZEEV, Controlling Shop Floor Operations in a Multi-Family Manufacturing Environment through Constant Work-In-Process, IIETransactions, Vol. 31, No. 8, 771-781, 1999.HALL, R. W.; Zero Inventory (Dow-Jones-Irwin, Home- wood, IL), 1983.HAZRA, J.; SCHWEITZER P. J.; SEIDMANN, A.; Analyzing closed Kanban-controlledassembly systems by iterative aggregation-disaggregation. Computers & OperationsResearch, 26, 1015–1039, 1999.
  32. 32.    22  HUANG, M.; WANG, D.; IP, W. H.; Simulation study of CONWIP for a cold rollingplant. International Journal of Productions Economics, 54, 257–266, 1998.LAMBRECHT, M.; SEGAERT; Buffer stock allocation and assembly type productionlines. International Journal of Operations and Productions Management, 10(2), 47–61, 1990.LU, YUAN, Y.; Introduction to Industrial Engineering (Hua- Tai, Taipei, Taiwan),1982.LUH, P. B.; ZHOU, X.; TOMASTIK, R. N.; An effective method to reduce inventory injob shops. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 16(4), 420–424, 2000.OHNO, TAIICHI; Toyota Production System: Beyond Large- scale Production(Productivity Press, Cambridge, MA), 1988.ORLICKY, J. - Materials Requirement Planning. New York: McGraw-Hill, 1975.RYAN, M.; BAYNAT, B.; CHOOBINEH, F.; Determining inventory levels in a CONWIPcontrolled job shop. IIE Transactions, 32, 105–114, 2000.SHINGO, S. - The Saying of Shigeo Shingo: Key Strategies for Plant Improvement(Productivity Press, Cambridge, MA), 1987.SINGH, N.; FALKENBURG, D. R. - Kanban systems. In Handbook of Design,Manufacturing, and Automation, Dorf, R. C. and Kusiak, A. (eds) (John Wiley, NewYork), 1994, pp. 567± 585.SPEARMAN, M. L.; HOPP, W.J.; Factory Physics (Chicago: R. D. Irwin), 1996.SPEARMAN, M. L.; WOODRUFF, D. L.; HOPP, W. J. - Conwip: a pull alternative toKanban. International Journal of Production Research. Vol. 28: no 5 (1990), p. 879-894.SURI, R. - Quick Response Manufacturing: a company-wide approach to lead timereduction, Portland: Productivity Press, 1998.TAYUR, S. R. - Structural properties and a heuristic for kanban-controlled serial lines.Management Science. Vol. 39: no 11 (1993), p. 1347-1368.

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