Uma simples ferramenta pode parar a minha fábrica?

Se já é bem complexo realizar um sequenciamento fino da produção somente analisando as disponibilidades das máquinas, imagine considerar as ferramentas e recursos humanos que essas máquinas utilizam para a produção? Essas restrições adicionais são chamadas de Restrições Secundárias nos sistemas APS (Advanced Planning and Scheduling) e podem ser incorporados de diferentes maneiras, conforme o funcionamento do processo produtivo. Considera-se uma restrição secundária recursos que são compartilhados por um ou mais equipamentos ou células produtivas e que são restritivos a programação da produção. A disponibilidade desses recursos pode ser tão crítica a ponto de parar um ou mais setores de uma fábrica por longos períodos. A seguir, vamos exemplificar os casos mais recorrentes e as suas aplicações.

Ferramenta auxiliar ao maquinário

Em diversos processos produtivos, para se realizar uma determinada operação da fabricação de um produto é necessária uma ferramenta específica. Dessa maneira, se possuirmos três recursos produtivos e apenas duas ferramentas, ficaremos com um recurso ocioso por falta de ferramental. Essa é uma das utilizações mais clássicas das restrições secundárias.

Vamos exemplificar: em uma máquina de injeção de plástico, necessitamos de um molde para que o produto saia no formato desejado. Então, as empresas compram ou desenvolvem esses moldes conforme as suas necessidades. Esse molde pode ser utilizado em mais de uma injetora, o que é ótimo pois temos mais flexibilidade na programação. Porém, isso acarreta em uma restrição, visto que que não podemos realizar duas ordens com o mesmo molde ao mesmo tempo. Desta forma, como só temos disponibilidade de um molde, a segunda injetora ficará ociosa ou terá que utilizar outro molde.

A esquerda o cenário sem restrição de molde e a direita o cenário restritivo

Na esquerda o cenário sem restrição de molde e na direita o cenário restritivo.


Ferramenta utilizada para transporte de produtos intermediários

Nem em todas as fábricas a transferência de um processo para o seguinte ocorre em apenas um toque, como é idealizado pelos conceitos Lean. Por isso, durante o processo de sequenciamento, pode ser necessário analisar os equipamentos que movem e/ou armazenam o produto de um processo a outro. Em alguns casos, estes equipamentos podem ser uma restrição para a produção, visto que não podemos produzir um produto se não temos como transportar o mesmo para a operação seguinte. Isto poderia gerar um estoque intermediário desnecessário que acarreta mais custo ao processo produtivo.

Para demostrar isso no mundo real, vamos supor que tenhamos um processo de trefilação, processo que reduz espessura de um fio. Ao final, devemos enrolar o produto em uma bobina, a fim de transportar para o seguinte processo de torção, por exemplo. Ao concluir a primeira operação, esta bobina ficará indisponível para o sequenciamento até o momento que a próxima operação também seja concluída.

Repare que a ordem azul necessita que a segunda operação da ordem em amarelo seja concluída para poder iniciar a sua produção.

Repare que a ordem azul necessita que a segunda operação da ordem em amarelo seja concluída para poder iniciar a sua produção.

 

Restrição de Equipe de Setup

Alguns equipamentos podem necessitar de um operador especializado, um mecânico ou até mesmo uma ferramenta especial para que um setup seja realizado. Esses recursos, necessários para inicializar a operação, são chamados de “Equipes de Setup” e muitas vezes são compartilhados entre diversos equipamentos. Esse pode ser mais um fator a ser considerado no sequenciamento, um bom sincronismo dos setups acarreta em um throughput maior do setor em que essa equipe é responsável.

Podemos imaginar a situação no ambiente têxtil, dentro do setor de tecelagem. Um tear automatizado é uma máquina que não necessita de intervenção humana durante a sua execução, uma das primeiras máquinas a serem autônomas, invenção de um dos pais da Engenharia de Produção Sakichi Toyoda. Porém, para realizar o setup deste equipamento, é necessário um operador com alta capacidade técnica e conhecimento. Alguns setups podem levar horas e o operador não consegue realizar dois setups simultaneamente. No exemplo abaixo, temos 4 teares e só temos um mecânico disponível para realizar os setups, veja a diferença entre os dois cenários considerando ou não essa restrição. Outra analogia, seria na situação em que esses teares não poderiam ser ligados ao mesmo tempo devido ao pico de potência na rede elétrica.

Perceba que no cenário a direita onde restringimos para somente um setup por vez, temos espaços ociosos na produção

Perceba que no cenário a direita onde restringimos para somente um setup por vez, temos espaços ociosos na produção.

 

Mão-de-Obra

Embora estejamos buscando cada vez mais uma indústria mais autônoma e enxuta, muitos processos produtivos ainda necessitam de um controle da capacidade de mão-de-obra. A quantidade de operadores que um setor irá necessitar, ou que poderá contar, é uma visão de curto prazo que o sistema APS pode levar em conta ao realizar um sequenciamento. Com essas informações, o PPCP pode liberar os operadores para outros setores que estejam precisando de mão-de-obra ou realizar atividades não cotidianas como um 5S, por exemplo.

Assim como nos outros exemplos de utilização de restrições secundárias, a quantidade de operadores de uma esteira de montagem, por exemplo, pode ser definida de diversas formas. Podemos atribuir uma quantidade fixa para cada tipo de esteira de montagem, ou podemos ir até um nível mais detalhado que define a quantidade de operadores necessários para um produto em específico em um recurso específico.

Acima temos a quantidade de operadores que serão necessários para a programação da fábrica simulada abaixo.

Acima temos a quantidade de operadores que serão necessários para a programação da fábrica simulada abaixo.

Por hoje é só pessoal!

E então, se enxergou em algum desses cenários e dificuldades, compartilha com a gente! Ou melhor, se encontrou alguma outra restrição, comenta aqui e vamos juntos entender o seu desafio!

Arthur Pontalti
Engenheiro de Produção pela UFRGS e pelo Grenoble INP da França. Admirador das filosofias Lean e Teoria da Restrições, observa os conceitos tanto no dia-a-dia quanto desenvolvendo novas soluções. Já utilizou essa "sina" tanto em organizações públicas como também em startups. Curti um bom futebol e uma boa música, além de conhecer novos lugares ao redor do mundo e suas cervejas.
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  • Carlos Almeida

    ótimo texto, aborda temas realmente existentes no dia-a-dia das mais variadas indústrias.
    as restrições secundárias devem sim ser identificadas, tratadas e consideradas no planejamento fino de produção.