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Engenharia de produção

Controle avançado

Estudo traz inovações para o gerenciamento da produção industrial

ROGÉRIO REIS /PULSARPlanejamento da produção: melhor utilização dos sistemas de engarrafamento de bebidas com menor custo de estoque ROGÉRIO REIS /PULSAR

Reduzir custos, melhorar a qualidade e ser competitivo tornaram-se palavras-chaves no mantra que rege a indústria mundial em busca de espaço nos mercados. As empresas brasileiras, na última década, investiram pesado em sistemas de informação para gerenciar os fluxos de caixa, compras, vendas e estoques e também na automação das tarefas produtivas. A nova fronteira desse processo é a automação dos sistemas de administração da produção, em que há gargalos para os quais os softwares de planejamento e controle da cadeia produtiva ainda não apontam soluções satisfatórias.

Para colaborar na resolução desses problemas, 30 pesquisadores paulistas estudaram nos últimos três anos as ferramentas matemáticas e computacionais que estão à disposição do setor produtivo para ajudar no desenvolvimento de softwares para uso nas indústrias. Eles estudaram, por exemplo, novos enfoques para sistemas de controle da produção com possíveis aplicações em indústrias engarrafadoras de bebidas e de móveis.

O grupo é formado por sete docentes e alunos de mestrado e doutorado ligados a quatro instituições: Laboratório Associado de Computação e Matemática Aplicada do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), Instituto de Ciências Matemáticas de São Carlos da Universidade de São Paulo (USP), Departamento de Engenharia de Produção da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), onde trabalha o coordenador do projeto, o professor Paulo Morelato França.

“O objetivo foi promover o intercâmbio de diferentes experiências e conhecimentos desenvolvidos em cada instituição”, diz França. Apesar de a proposta não envolver a elaboração de sistemas para uso prático e comercial, os pesquisadores foram buscar os objetos de seus estudos nos problemas reais enfrentados por empresas de manufatura.

Números produtivos
O projeto de pesquisa – que gerou 17 dissertações de mestrado, 6 teses de doutorado e a publicação de 32 artigos em periódicos e 86 em congressos – teve como base a constatação de que a maioria dossoftwares comerciais não é capaz de encontrar soluções para os problemas de planejamento e controle da produção que levem em conta aspectos cruciais de custos e capacidades. Segundo França, “o grupo trabalhou com algoritmos matemáticos para alcançar a maior otimização possível dos processos produtivos”.

Os pesquisadores concentraram-se em quatro temas: planejamento e programação da produção, problemas de cortes industriais e de empacotamento. Na área de planejamento, uma das questões pesquisadas foi a do dimensionamento de lotes de produção. Como uma engarrafadora, por exemplo, pode utilizar de forma mais apropriada seu equipamento para diminuir custos, considerando que há vários tipos de embalagens e líquidos a serem envasados ? Outra necessidade importante é obter o maior ganho de escala possível, atendendo adequadamente à demanda, sem comprometer custos com estoques.

O sistema computacional mais utilizado para resolver esse tipo de questão é o MRP, do inglês Material Requirements Planning ou Planejamento das Necessidades de Material. “Esse sistema é bastante criticado por seus usuários, principalmente por aqueles que comandam cadeias produtivas complexas. Em geral, o sistema fornece uma solução única para o plano de produção, ignora restrições de capacidade e tem dificuldades em considerar questões específicas de cada aplicação”, conta França.

Uma das propostas mais originais da equipe para reduzir essas deficiências foi a forma de abordar os problemas de cortes de materiais. Foi analisada a cadeia de produção de uma indústria de móveis. Nesse ambiente, grandes chapas de madeiras são cortadas para se obter itens menores, que serão então processados e montados para compor um produto final. É comum na indústria a separação dos processos de corte e de planejamento da produção.

A equipe procurou soluções que transformassem esses processos em um trabalho conjunto. Com isso, pode-se planejar melhor o dimensionamento dos lotes das peças e executar de forma criteriosa os cortes da chapa, reduzindo o desperdício de material.

Custos antecipados
Na programação da produção, um dos problemas refere-se ao desvio de tempo de término de tarefas de uma máquina em relação à data de entrega. A maior parte dos estudos sobre o assunto considera como medida de desempenho o tempo de atraso médio e as penalidades impostas por esses atrasos. No entanto, com a adoção dos sistemas de produção do tipo just-in-time, em que é valorizada a entrega no tempo certo, as tarefas que terminam antes da data também passaram a ser um problema, porque adicionam aumento de custos ao estoque.

É uma área de pesquisa recente, em que ainda não se produziram métodos capazes de englobar questões como o tempo de preparação da máquina para a realização da tarefa e os tempos ociosos dedicados à manutenção, carga e descarga de matéria-prima. Para o empacotamento, foram estudadas soluções de armazenagem e transporte da produção que reduzem os custos de logística. A organização do empacotamento permite a melhor ocupação dos espaços em contêineres, caminhões e gôndolas de supermercados.

Todas as tarefas desenvolvidas pelo grupo têm como objetivo gerar tecnologia para o gerenciamento das diversas etapas da cadeia produtiva, de forma a possibilitar à indústria produzir da forma mais rápida, barata e eficiente possível. Obter avanços nessa área e saber aplicá-los é o que distingue hoje os vencedores e os perdedores no mercado global.

O projeto
Planejamento e Controle da Produção em Sistemas de Manufatura (nº 97/13930-1); Modalidade Projeto temático; Coordenador Paulo Morelato França – Unicamp; Investimento R$ 88.000,00 e US$ 93.712,00

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