MINI-MONTADORA DE VEÍCULOS simulação de montagem de veículos rádio- controlados como recurso pedagógico para o ensino de engenharia de produção .pdf

1INSTITUTO SUPERIOR TUPY SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA MESTRADO PROFISSIONAL EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO ÁLVARO PAZ GRAZIANI MINI-MONTADORA DE VEÍCULOS: simulação de montagem de veículos rádio- controlados como recurso pedagógico para o ensino de engenharia de produção Joinville 2012 2 ÁLVARO PAZ GRAZIANI MINI-MONTADORA DE VEÍCULOS (MMV): simulação de montagem de veículos rádio- controlados como recurso pedagógico para o ensino de engenharia de produção Dissertação submetida ao Colegiado do Curso de Mestrado Profissional em Engenharia de Produção em cumprimento parcial para a obtenção do título de Mestre em Engenharia de Produção Orientador: Prof. MSc. Antonio José dos Santos Co-orientador: Prof. Dr. Eduardo Concepción Batiz Joinville 2012 3 INSTITUTO SUPERIOR TUPY SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA MESTRADO PROFISSIONAL EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO ÁLVARO PAZ GRAZIANI MINI-MONTADORA DE VEÍCULOS: simulação de montagem de veículos rádio- controlados como recurso pedagógico para o ensino de engenharia de produção Dissertação submetida ao Colegiado do Curso de Mestrado Profissional em Engenharia de Produção em cumprimento parcial para a obtenção do título de Mestre em Engenharia de Produção DISSERTAÇÃO AVALIADA PELA COMISSÃO EXAMINADORA em 26/11/2012 __________________________ Prof. MSc. Antonio José dos Santos – IST/SOCIESC Orientador ______________________________ Prof. Dr. Eduardo Concepción Batiz – IST/SOCIESC Co-orientador __________________________ Prof. Dr. Silvestre Labiak Júnior - UTFPR (Examinador externo) ______________________________ Prof. Dr. Marcelo Macedo – IST/SOCIESC (Examinador interno) _____________________________ Prof. Dr. Mehran Mesaghi - IST/SOCIESC (Examinador interno) 4 DEDICATÓRIA Á minha esposa Ivonete e aos meus filhos Arthur e Yves por me amarem e me suportarem nos meus momentos de angústia. 5 AGRADECIMENTOS A Deus, pela saúde, fé e perseverança que tem me dado. Aos meus falecidos pais, pelo exemplo dado e pela vida digna que proporcionaram aos seus dois filhos. À minha esposa Ivonete e aos meus filhos Arthur e Yves, pelo amor e apoio incondicional demonstrados, perdoando minha ausência durante essa pesquisa. Aos Profs. Antonio e Eduardo, meus orientadores, pelo tempo disponibilizado, pela paciência e pelas sugestões dadas. À Profª. Elza pelas discussões instrutivas e discussão de ideias Aos meus novos amigos e colegas de curso que compartilharam os momentos difíceis e trabalhosos do curso. 6 RESUMO A pesquisa a que se refere este trabalho descreve os planos para um estudo que propõe avaliar se, no ambiente do ensino superior de engenharia de produção, uma linha de montagem de modelos em escala 1:10 de veículos com motores a combustão, rádio-controlados, pode ser um recurso pedagógico adequado para simular uma série de situações usualmente encontradas nos processos produtivos de bens seriados. Muitos alunos de engenharia de produção têm dificuldade para entender os conceitos relacionados com a gestão industrial e os sistemas de produção, pois o modelo tradicional de ensino de engenharia está apoiado na transmissão de conhecimentos sem a sua necessária contextualização. Nessa pesquisa foram realizados dois experimentos com um grupo selecionado de alunos do curso de engenharia de produção, comparando o aprendizado obtido através de aulas puramente teóricas com uma dinâmica de ensino baseada em jogos didáticos. A simulação em laboratório ao emular uma situação real a partir de um modelo desenvolvido através de um jogo didático pode facilitar a compreensão dos conceitos de manufatura pelos alunos de graduação, pós-graduação e mestrado. Os resultados obtidos nos dois experimentos realizados mostram uma evolução no índice médio de aproveitamento dos alunos superior a 50%. Todas as questões do teste aplicado apresentaram alguma evolução após a realização da dinâmica. O estudo aqui apresentado, também, pretende analisar o uso da Mini -Montadora de Veículos (MMV) como instrumento de divulgação dos objetivos e do emprego da engenharia de produção para atrair alunos que tem dificuldade para entender a abordagem interdisciplinar do curso. . Palavras-chave: Técnicas e Métodos em Simulação; Ensino de Engenharia de Produção; Linha de Montagem. 7 ABSTRACT The research in this paper describes the context and the plans for a study that proposes to assess whether the higher education environment for production engineering, an assembly line of 1:10 scale models of vehicles with combustion engines, radio-controlled, can be a teaching resource suitable for simulating a wide range of situations commonly encountered in the repetitive production processes of goods. Many production engineering students have difficulty for understanding the concepts related to industrial management and production systems. The reason for this is the traditional model of engineering education is supported in the transmission of their knowledge without the necessary contextualization. Two experiments were conducted in this research with a selected group of engineering production students, comparing the learning obtained through purely theoretical lessons with a educational dynamics based on educational games. The laboratory simulation to emulate a real situation from a model developed by an educational game can facilitate understanding of the concepts of manufacturing. The results of both experiments show an evolution in the average rate of student achievement over 50%. All questions of the applied test showed some improvement after the completion of the dynamics. The study presented here also intends to analyze the use of the Mini-Vehicle Assembly Line (MMV) as a tool to disseminate the goals of employment and production engineering to attract students who have difficulty for understanding the interdisciplinary approach of the course. Key words: Simulation Techniques and Methods; Teaching of Production Engineering; Assembly Line. 8 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Diagrama do sistema produtivo 18 Figura 2 Compostos de bens e serviços 21 Figura 3 Tipos de processos 23 Figura 4 Estrutura modular dos sistemas ERP 31 Figura 5 Casa do STP 34 Figura 6 Dispositivos do sistema kanban 43 Figura 7 Produção empurrada 45 Figura 8 Produção puxada 45 Figura 9 Sistema híbrido MRP/ JIT 48 Figura 10 Veículo radio-controlado em escala 1:10 com carroceria azul 63 Figura 11 Bancada com duas estações de montagem 64 Figura 12 Arranjo físico em forma de “U” da MMV 64 Figura 13 Laboratório MMV 65 Figura 14 Vista explodida do veículo 66 Figura 15 Carro X-10 com bloquinhos de montagem LEGO® 70 Figura 16 Carro X-20 com bloquinhos de montagem LEGO® 71 Figura 17 Arranjo físico da sala de aula para realização do experimento 71 Figura 18 Célula de Montagem 01 – “Montagem Chassi” 72 Figura 19 Célula de Expedição – “Produtos Acabados” 73 9 Figura 20 Célula Cliente - "Venda dos Produtos" 73 Figura 21 Célula de Suprimentos - "Matérias-Primas" 74 Figura 22 Ordem de Produção 76 Figura 23 Requisição de Materiais (chassi) 77 Figura 24 Requisição de Materiais (rodas) 77 Figura 25 Requisição de Materiais (motor) 78 Figura 26 Requisição de Materiais (carroceria) 78 Figura 27 Requisição de Materiais (carroceria) 78 Figura 28 Pedido de Venda 79 Figura 29 Acertos por questão - Experimento 01 88 Figura 30 Acertos por questão - Experimento 02 89 10 LISTA DE QUADROS Quadro 01 Diferenças entre bens e serviços 20 Quadro 02 Grau de padronização do produto 22 Quadro 03 Grau de padronização do produto 24 Quadro 04 Descrição dos critérios de desempenho 25 Quadro 05 Aplicações na indústria e benefícios esperados do MRP 29 Quadro 06 Os 14 princípios do Modelo Toyota 35 Quadro 07 As 8 grandes perdas de produção 37 Quadro 08 Os 3 grandes problemas de produção 41 Quadro 09 Mitos X realidade do STP 42 Quadro 10 Regras básicas do sistema kanban 44 Quadro 11 MRP x JIT 46 Quadro 12 Vantagens e desvantagens dos sistemas MRP e JIT 47 Quadro 13 Métodos de ensino 52 Quadro 14 Classificação dos jogos 55 Quadro 15 Alunos de engenharia de produção da SOCIESC 60 Quadro 16 Operações realizadas por estação de trabalho 67 Quadro 17 Fluxograma do processo produtivo do experimento 75 Quadro 18 Resultados dos jogos 86 Quadro 19 Acertos por questão - Experimento 01 87 Quadro 20 Resultados do Experimento 01 88 Quadro 21 Acertos por questão - Experimento 02 89 Quadro 22 Resultados do Experimento 02 90 11 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS BPR Business Process Reengineering ou Reengenharia de Processos de Negócio CRP Capacity Resource Planning ou Planejamento de Recursos de Capacidade ERP Enterprise Resources Planning ou Planejamento de Recursos Empresariais IST Instituto Superior Tupy JIT Just-In-Time MASP Metodologia de Análise e Solução de Problemas MPS Master Production Scheduling ou Programa-Mestre de Produção MRP Material Requirements Planning ou Planejamento das Necessidades Materiais MRP II Manufacturing Resource Planning ou Planejamento dos Recursos de Manufatura MMV Mini-Montadora de Veículos MPT Manutenção Produtiva Total PUR Purchasing ou Compras RCCP Rough-Cut Capacity Planning ou Planejamento da Capacidade Bruta SCM Supply Chain Management ou Gestão da Cadeia de Suprimentos S&OP Sales & Operations Planning ou Planejamento de Operações & Vendas SFC Shop-Floor Control ou Controle do Chão-de-Fábrica SIG Sistemas de Informações Gerenciais SOCIESC Sociedade Educacional de Santa Catarina STP Sistema Toyota de Produção TPS Toyota Production System TRF Troca Rápida de Ferramental TQM Total Quality Management ou Gestão Total da Qualidade 12 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO.................................................................................................13  1.1 Contextualização do tema..........................................................13  1.2 Objetivos.....................................................................................15 1.2.1 Objetivo geral...................................................................15 1.2.2 Objetivos específicos.......................................................15  1.3 Justificativa.................................................................................15  1.4 Aderência às linhas de pesquisa do mestrado profissional em engenharia de produção do IST.............................................................16  1.5 Limitações da pesquisa..............................................................16  1.6 Estrutura do trabalho..................................................................16 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA.......................................................................18  2.1. Os sistemas de produção................................................................18 2.1.1. Classificação dos sistemas de produção............................19 2.1.2. Objetivos de desempenho dos sistemas de produção.......25  2.2. Sistemas de gestão de produção...................................................25 2.2.1. Planejamento das Necessidades Materiais (MRP)............27 2.2.2. Planejamento de Recursos de Manufatura (MRP II) ........27 2.2.3. Planejamento de Recursos Empresariais (ERP)...............30 2.2.4. Instalação e utilização dos sistemas MRP.........................32 2.2.5. Manufatura Enxuta.............................................................34 2.2.6. Eliminação de desperdícios...............................................36 2.2.7. Just In Time (JIT) ..............................................................40 2.2.8. Sistema kanban.................................................................42 2.2.9. Comparação entre os sistemas MRP e JIT.......................45 2.2.10. Sistema híbrido MRP/ JIT................................................47  2.3. O ensino de engenharia.................................................................50  2.4. Simulação e jogos didáticos...........................................................52 13 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS........................................................59  3.1. Caracterização da pesquisa...........................................................59  3.2. População e amostra.....................................................................59  3.3. Técnicas e métodos.......................................................................60  3.4. Fases da pesquisa.........................................................................61 4 MINI-MONTADORA DE VEÍCULOS (MMV) ...................................................63  4.1. Apresentação da MMV...................................................................63  4.2. Desenvolvimento dos jogos didáticos............................................69  4.3. Etapas do processo produtivo........................................................74  4.4. Jogos executados na dinâmica......................................................76 4.4.1. Jogo 01...............................................................................80 4.4.2. Jogo 02...............................................................................81 4.4.3. Jogo 03...............................................................................82 4.4.4. Jogo 04...............................................................................84  4.5. Aplicação da dinâmica...................................................................85 4.5.1. Avaliação do Experimento 01.............................................87 4.5.2. Avaliação do Experimento 02.............................................88 5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES..........................................................91  5.1. Conclusões finais...........................................................................91  5.2. Recomendações para trabalhos futuros........................................93 REFERÊNCIAS..........................................................................................................94 14 1 INTRODUÇÃO 1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO DO TEMA Esta pesquisa descreve os planos para um estudo que propõe avaliar se, no ambiente do ensino superior de engenharia de produção, uma linha de montagem de modelos em escala 1:10 de veículos com motores a combustão, rádio- controlados, pode ser um recurso pedagógico adequado para simular situações usualmente encontradas nos processos produtivos de bens seriados. Os alunos de engenharia de produção podem ter dificuldade para entender os conceitos relacionados com a gestão industrial e os sistemas de produção, pois o modelo tradicional de ensino de engenharia no Brasil está apoiado na transmissão de conhecimentos sem a sua necessária contextualização (BELHOT, FIGUEIREDO E MALAVÉ, 2001). Esses autores afirmam que a aplicação de simulação e modelagem visa dar suporte ao desenvolvimento da visão sistêmica, da prática de pensar estrategicamente, da capacidade de trabalhar em equipe, de compartilhar conhecimentos e de aprender em grupo. A simulação, afirmam Belhot, Figueiredo e Malavé (2001), pode ser definida como um processo de experimentação com um modelo detalhado de um sistema real, que por sua vez corresponde a uma representação simplificada da realidade. A emulação dessa situação real serve para determinar como o sistema responderá a mudanças em sua estrutura, em seu ambiente ou nas condições de contorno. O que se pretende na simulação é proporcionar aos alunos a oportunidade de entenderem na prática como um sistema de produção pode tornar a empresa mais competitiva ao ser capaz de superar a concorrência naqueles aspectos de desempenho que os nichos de mercado visados mais valorizam, conforme definem Corrêa, Gianesi e Caon (2001). A simulação em laboratório, ao emular uma situação real a partir de um modelo, pode facilitar a compreensão dos conceitos de manufatura. O estudo aqui apresentado, também, pretende analisar o uso da Mini -Montadora de Veículos (MMV) como instrumento de divulgação dos objetivos e do emprego da engenharia 15 de produção para atrair alunos que tem dificuldade para entender a abordagem multidisciplinar do curso. As práticas de laboratório a serem desenvolvidas na Mini-Montadora de Veículos (MMV) poderão atender tanto alunos de graduação quanto alunos de especialização e mestrado, fortalecendo as aulas teóricas e criando uma nova dinâmica de ensino por meio de projetos temáticos compartilhados. Projetos de diversas naturezas poderão ser conduzidos e testados nessa linha de montagem, dependendo do objetivo, tempo disponível e complexidade da simulação. Dessa maneira, o Projeto MMV poderá atender diversos objetivos acadêmicos do curso de engenharia de produção e também servir de instrumento de divulgação dos objetivos do curso e do emprego da engenharia de produção como atrativo para futuros alunos que não conseguem visualizar sua abordagem interdisciplinar e que tem dificuldade para entender a finalidade das atividades exercidas pelos engenheiros que atuam nessa área de conhecimento. As características do produto a ser montado na MMV permitem elucidar diversos conceitos e práticas operacionais de forma atrativa e lúdica. Conforme enfatiza Rentes (2008), projetar os processos produtivos e os sistemas de gestão desses processos é uma atividade típica do engenheiro de produção e é uma grande responsabilidade, uma vez que esses sistemas estão entre os principais elementos de diferenciação entre as empresas. Simulações didáticas que exijam dos estudantes a solução de exercícios e tarefas práticas a partir do envolvimento direto com os trabalhos de laboratório podem facilitar a assimilação e compreensão desses conceitos. A simulação em laboratório pode facilitar a contextualização dos conceitos de manufatura e serve de evidência física para o curso de engenharia de produção que, devido à sua forte vocação gerencial, possui disciplinas complexas e de caráter conceitual, como Sistemas de Produção, Planejamento e Controle de Produção, Gestão da Qualidade, entre outras. 16 1.2 OBJETIVOS 1.2.1 Objetivo Geral Avaliar se a simulação de montagem de veículos rádio-controlados é um recurso pedagógico adequado para o ensino de engenharia de produção. 1.2.2 Objetivos Específicos  realizar um diagnóstico da situação atual que justifique a necessidade de empregar uma mini-montadora de veículos rádio-controlados (MMV) para o curso de engenharia de produção;  desenvolver jogos didáticos utilizando recursos da MMV para simular balanceamento de linha de montagem, sequenciamento de produção e produção puxada versus produção empurrada;  testar a metodologia de ensino desenvolvida a partir de jogos didáticos em sala de aula para avaliar os possíveis ganhos de aprendizagem com a MMV, realizando as modificações cabíveis, caso seja necessário. 1.3 JUSTIFICATIVA Orlandeli e Novaes (2004), durante a análise do aproveitamento educacional na utilização de jogos de empresa, constataram que essa é uma ferramenta muito útil no processo de ensino, oferecendo estímulo emocional, fixando mais os conceitos e gerando consequências hipotéticas de decisões efetuadas. Althoff, Colzani e Seibel (2009) relatam que os acadêmicos de engenharia de produção que participam de jogos educacionais reagem de forma evolutiva com o desenrolar de uma dinâmica e encontram alternativas para resolver os problemas apresentados, demonstrando claramente a assimilação dos conceitos ao longo da simulação. De acordo com esses autores, seis das catorze universidades paulistas de administração que conseguiram conceito “A” no Exame Nacional de Cursos, realizado pelo INEP (Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais) em 2002, utilizam com regularidade a metodologia dos jogos de empresas e dinâmicas de ensino em suas grades. Os resultados do estudo indicam que ganhos no processo de aprendizagem e formação profissional dos alunos são propiciados através de simulações que representam de modo simplificado o comportamento do ambiente empresarial. 17 1.4 ADERÊNCIA ÀS LINHAS DE PESQUISA DO MESTRADO PROFISSIONAL EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO DO IST Essa pesquisa é aderente à linha de pesquisa Gestão de Sistemas Produtivos na medida em que busca desenvolver modelos, metodologias e estratégias capazes de contribuir diretamente para a melhoria do ensino de engenharia de produção, bem como avaliar aqueles já existentes em nível empírico sob as óticas da qualidade e da agregação de valor. A análise envolve a pesquisa em sistemas logísticos, manufatura flexível, produção enxuta e limpa, enfatizando a dimensão da melhoria de processo dos sistemas sócio-tecnológicos internos às organizações para um alcance mais eficaz de novas metas e objetivos organizacionais em função de mudanças e tendências observadas no ambiente externo. 1.5 LIMITAÇÕES DA PESQUISA Essa pesquisa possui algumas limitações, conforme segue:  como a MMV ainda não foi construída, as simulações foram realizadas utilizando peças LEGO®;  muitas das conclusões referentes aos ganhos de aprendizado foram inferidas através de testes com alunos em sala de aula após prática de laboratório;  os assuntos a serem simulados foram limitados a: balanceamento de linha de montagem, sequenciamento de produção e produção puxada versus produção empurrada. 1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO A dissertação está dividida em cinco capítulos. A introdução apresenta o tema da pesquisa e seus objetivos, justificativa e limitações. O capítulo 2 apresenta a fundamentação teórica necessária para que sejam compreendidos os conceitos de gestão de sistemas de produção envolvidos na MMV. Após a fundamentação teórica, o capítulo 3 trata do procedimento metodológico, onde a pesquisa é caracterizada, são definidas população e amostra, especificados os métodos e técnicas utilizados, bem como são definidas as fases da pesquisa. O capitulo 4 18 descreve a realização dos experimentos e detalha os procedimentos adotados na realização das simulações. É descrita a Mini-Montadora de Veículos (MMV), são detalhados os jogos utilizados nos experimentos e apresentados seus resultados. O capítulo 5 trata das conclusões e das recomendações para trabalhos futuros. 19 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Nesse capítulo é realizada uma revisão bibliográfica onde são apresentados inicialmente a conceituação, classificação e objetivos de desempenho dos sistemas de produção. Além dos sistemas de produção, são abordados os sistemas de gestão de produção, destacando as duas principais correntes: o planejamento de recursos e a manufatura enxuta. A seguir será apresentada uma análise do ensino de engenharia no Brasil e do emprego de simulação e jogos didáticos no processo de ensino-aprendizagem. 2.1 Os sistemas de produção De acordo com Slack, Chambers e Johnston (2009), um sistema de produção é constituído por um ou mais processos que transformam insumos (entradas) em produtos (saídas). A Figura 1 ilustra de forma simplificada o diagrama de um sistema produtivo. Figura 1: Diagrama do sistema produtivo Fonte: adaptado de Chiavenato (1987, p. 39) As entradas são constituídas pelos recursos a serem transformados, tais como materiais, informações e consumidores, e os recursos de transformação, formados por equipamentos e pessoas. Os produtos são as saídas do sistema de produção e podem abranger tanto a manufatura de bens quanto a prestação de serviços. Um processo é uma ou mais atividades que transformam um ou mais insumos (entradas) em um ou mais resultados (saídas) a seus clientes. Conforme Tubino (2000), deve- se garantir as entradas adequadas e o bom funcionamento do processo de transformação para que se obtenha as saídas pretendidas na forma de bens e serviços. Processamento Retroalimentação Entradas Saídas 20 Corrêa e Corrêa (2004) destacam que os processos devem ser projetados em função dos objetivos de desempenho desejados por uma organização em termos de qualidade (produzir com desempenho de qualidade melhor que a concorrência), custo (produzir a um custo mais baixo que a concorrência), velocidade (produzir mais rápido que a concorrência), confiabilidade (ser mais confiável nos prazos de entrega que a concorrência) e flexibilidade (ser capaz de reagir de forma rápida a eventos repentinos e inesperados). Mas mesmo que as operações sejam similares entre si na forma de transformar recursos de entrada em saída de bens e serviços, Krajewski, Ritzman e Malhotra (2009) afirmam que ao selecionar as técnicas e estratégias apropriadas, os administradores podem projetar processos que dão vantagem competitiva às empresas. 2.1.1 Classificação dos sistemas de produção Os sistemas de produção podem ser configurados de diversas maneiras, de acordo com a natureza e o grau de padronização do produto ou pelo tipo de processos envolvidos em sua transformação. De acordo com Tubino (1999), a classificação dos sistemas produtivos tem por finalidade facilitar o entendimento das características inerentes a cada sistema de produção e sua relação com a complexidade do planejamento e execução das atividades produtivas. Uma empresa pode conviver com mais de um tipo de sistema de produção e um produto pode ser feito em diferentes processos produtivos. Existe uma tendência, afirma Tubino (2007), das funções de planejamento e controle de produção se tornarem mais complexas à medida que a demanda se torna mais diversificada e os lotes, como consequência, diminuem. Em relação à natureza do produto, os sistemas de produção podem estar voltados para a manufatura de bens ou para a prestação de serviços (TUBINO, 1999). O sistema de produção é dito uma manufatura de bens quando o produto fabricado é algo tangível, como um avião, um refrigerador ou uma máquina, podendo ser tocado e visto. O sistema de produção é dito um prestador de serviços quando o produto gerado é intangível, podendo apenas ser sentido, como uma terapia, uma música ou uma consultoria. Conforme ilustra o Quadro 1, diferenciam-se quanto à tangibilidade, 21 estocabilidade, transportabilidade, simultaneidade, contato com o consumidor e qualidade. BENS SERVIÇOS Tangibilidade Geralmente tangíveis Geralmente intangíveis Estocabilidade Estocáveis (pelo menos parcialmente) Não estocáveis Transportabilidade Transportáveis Intransportáveis Simultaneidade Geralmente produzidos antes do consumidor recebê-los Frequentemente produzidos simultaneamente com seu consumo Contato com o consumidor Baixo nível de contato Nível mais alto de contato Qualidade A qualidade da operação é julgada com base nos próprios bens O consumidor, que muitas vezes participa da operação, julga o resultado e aspectos de sua produção Quadro 1: Diferenças entre bens e serviços Fonte: Slack et al (1997) A dicotomia entre prestação de serviços e manufatura de bens, no entanto, pode levar a decisões e encaminhamentos equivocados, se levarmos em consideração que, de acordo com Slack, Chambers e Johnston (2009) e Corrêa e Corrêa (2004), a maioria das empresas oferece um pacote de valor composto de bens e serviços. Alguns negócios, como a produção de petróleo ou a extração de minérios, podem ser considerados 100% manufatura de bens. Outros, no entanto, tais como clinicas de psicoterapia ou consultórios de psicanálise, são considerados 100% prestação de serviço. Entre esses dois extremos situam-se diversas organizações que oferecem produtos compostos de bens e serviços. Conforme ilustra a Figura 2, a parcela do valor referente aos bens e aos serviços varia de acordo com o negócio analisado. 22 Figura 2: Compostos de bens e serviços Fonte: Corrêa e Corrêa (2004) Os sistemas de produção também podem ser classificados em relação ao grau de padronização do produto. De acordo com Tubino (1999), produtos padronizados são aqueles bens ou serviços que apresentam alto grau de uniformidade, enquanto que produtos sob medida são bens ou serviços desenvolvidos para um cliente específico. O grau de padronização do produto está relacionado com o volume de produção demandado pelo mercado. A formação de estoques de matérias-primas e produtos acabados, a existência de ganhos de escala, a padronização de métodos de trabalho, a automação de processos, o tamanho dos tempos de conclusão (lead times), o nível de ociosidade dos recursos, entre outras variáveis, dependem do grau de padronização do produto. As principais características e diferenças relacionadas ao grau de padronização do produto podem ser visualizadas de forma resumida no Quadro 2. Psicanálise Linha aérea Alfaiate Restaurante de luxo Restaurante convencional Restaurante rápido Cozinha modular Supermercado Plásticos especiais Calça jeans Minério de ferro 100% produto 100% serviço 23 Produtos Padronizados Produtos Sob Medida Definição do produto Os produtos são definidos previamente - os clientes esperam encontrá-los a sua disposição no mercado Espera-se a manifestação dos clientes para definir os produtos Estoque Frequentemente são produzidos para estoque Não são produzidos para estoque Escala Produzidos em grande escala Os lotes normalmente são unitários Padronização dos métodos de trabalho Alta Baixa Automação Mais aplicável Menos aplicável Ociosidade Baixa Alta Exemplos Eletrodomésticos, roupas, combustíveis, automóveis, alimentos industrializados, linhas aéreas, serviços bancários, fastfoods, etc. Máquinas-ferramentas, alta costura, construção civil, estaleiros, restaurantes, projetos arquitetônicos, clínicas médicas, táxis, etc. Quadro 2: Grau de padronização do produto Fonte: Tubino (1999) Os sistemas de produção podem ser classificados, segundo seu tipo de operação, em dois grandes grupos (TUBINO, 2007). Os processos contínuos: envolvem a produção de bens ou serviços que não podem ser identificados individualmente. Os processos discretos envolvem a produção de bens ou serviços que podem ser identificados em lotes ou unidades, cada lote ou produto podendo ser identificado individualmente em relação aos demais. Os processos discretos, por sua vez, afirmam Tubino (1999) e Corrêa e Corrêa (2004), se dividem em processos em massa ou linha, processos em lote ou batelada (batch) e processos sob encomenda (divididos em processos de projeto e processos por tarefa). A Figura 3 mostra a classificação dos processos dos sistemas de produção de bens adaptada para um formato de organograma. 24 Figura 3: Tipos de processos Fonte: adaptado de Tubino (1999) e Corrêa e Corrêa (2004) Os processos em massa ou linha são caracterizados, de acordo com Corrêa e Corrêa (2004), pela produção em grande escala de produtos discretos, altamente padronizados, fluindo de maneira sincronizada de estação de trabalho a estação de trabalho numa taxa pré-estabelecida. As linhas de montagem existentes na fabricação de carros e eletrodomésticos são alguns exemplos de processos em massa. De acordo com Tubino (1999), nesse sistema produtivo a variação entre os produtos acabados se dá geralmente apenas no nível de montagem final, sendo seus componentes padronizados de forma a permitir a produção em grande escala. A sincronização e padronização das atividades no arranjo físico linear diminuem o leadtime produtivo, porém tornam o processo relativamente inflexível. Os processos em lotes ou bateladas (batch) se caracterizam pela produção de um volume médio de bens ou serviços padronizados em lotes, sendo que cada lote segue uma série de operações que necessita ser programada à medida que as operações anteriores forem sendo realizadas (TUBINO, 1999). Para atender diferentes pedidos dos clientes e flutuações da demanda, esses processos devem ser relativamente flexíveis e empregar mão-de-obra mais polivalente e, geralmente, agrupar equipamentos pouco especializados em arranjos físicos funcionais ou celulares. Exemplos desses processos são as indústrias de autopeças, embalagem, estamparias, entre outros. Produção de bens Contínuos Discretos Em massa Em lotes Sob encomenda Projetos Tarefa 25 Os processos sob encomenda têm como finalidade o atendimento de necessidades específicas dos clientes, com demandas baixas, tendendo para a unidade (TUBINO, 1999). São compostos pelos processos de projeto e processos por tarefa. Nos processos de projeto, os recursos transformadores são dedicados para cada produto, como acontece, por exemplo, na construção de navios, aviões e outros bens. Nos processos por tarefa (jobbing), os recursos transformadores são compartilhados com diversos produtos. Exemplos são a construção de máquinas especiais, fábricas de móveis por encomenda e ferramentarias. Os produtos são concebidos em estreita ligação com os clientes e possuem datas específicas para serem concluídos previamente negociados com o cliente. O arranjo físico é geralmente do tipo funcional para permitir variados roteiros de fabricação. A dificuldade de gerar supermercados de estoques intermediários aumenta o leadtime produtivo. O Quadro 3 resume as características de cada um dos diferentes tipos de processos. PROCESSO Contínuo Em Massa Em Lotes Sob Encomenda Volume de produção Alto Alto Médio Baixo Variedade de produtos Pequena Média Grande Grande Flexibilidade Baixa Média Alta Alta Qualificação da MOD Baixa Média Alta Alta Arranjo físico Linear Linear Funcional/ Celular Funcional Capacidade ociosa Baixa Baixa Média Alta Lead times Baixo Baixo Médio Alto Fluxo de informações Baixo Médio Alto Alto Produtos Contínuos Em lotes Em lotes Unitário Quadro 3: Grau de padronização do produto Fonte: Tubino (2000) 26 2.1.2. Objetivos de desempenho dos sistemas de produção Os processos devem ser projetados em função dos objetivos de desempenho desejados por uma organização em termos de seis diferentes critérios: custo, qualidade, velocidade, confiabilidade, flexibilidade e ético-social. Mas mesmo que as operações sejam similares entre si na forma de transformar recursos de entrada em saída de bens e serviços, Krajewski, Ritzman e Malhotra (2009) afirmam que ao selecionar as técnicas e estratégias apropriadas, os administradores podem projetar processos que dão vantagem competitiva às empresas. O Quadro 4 apresenta uma breve descrição de cada um dos seis critérios de desempenho. CRITÉRIOS DESCRIÇÃO Custo Produzir bens/ serviços a um custo mais baixo do que a concorrência Qualidade Produzir bens/ serviços com desempenho de qualidade melhor do que a concorrência Velocidade Produzir bens/ serviços mais rápido que a concorrência Confiabilidade Ser mais confiável nos prazos de entrega que a concorrência Flexibilidade Ser capaz de reagir de forma rápida a eventos repentinos e inesperados Ético-social Produzir bens/ serviços respeitando a ética nos negócios e a sociedade em geral Quadro 4: Descrição dos critérios de desempenho Fonte: Tubino (2000) 2.2. Sistemas de gestão de produção Os sistemas de gestão (ou administração) da produção, conforme denominam Corrêa, Gianesi e Caon (2001), são sistemas de informação para apoio à tomada de decisões táticas e operacionais referentes às seguintes questões logísticas básicas para que sejam atingidos os objetivos estratégicos da organização:  o que produzir e comprar; 27  quanto produzir e comprar;  quando produzir e comprar;  com que recursos produzir e comprar. A gestão de processos na manufatura de bens seriados evoluiu rapidamente desde a publicação da obra escrita por Taylor, Princípios da Administração Científica, em 1911. Womack, Jones e Roos (2004) afirmam que a rápida evolução da gestão dos sistemas produtivos na indústria nesses últimos cem anos foi provocada principalmente pela indústria automobilística ao promover duas grandes transformações na forma com que são produzidos bens de consumo: a transformação da produção artesanal em produção em massa, realizada por Henry Ford em 1913, e a criação da produção enxuta, idealizada pela Toyota após a II Guerra Mundial. O fordismo foi forjado a partir do taylorismo e, incrementado pela tecnologia de informação, deu origem aos sistemas integrados de gestão, ou Planejamento de Recursos Empresariais (Enterprise Resources Planning ou ERP), fortemente apoiados na tecnologia de informação (TUBINO, 2007). Por outro lado, o Japão pós- guerra foi o ambiente propício para o desenvolvimento do toyotismo, sistema criado como alternativa aos métodos fordistas. O Sistema Toyota de Produção (STP ou TPS – Toyota Production System) é conhecido no ocidente também como Manufatura Enxuta (Lean Manufacturing) ou Mentalidade Enxuta (Lean Thinking). Estas duas abordagens, de origem e natureza distintas, tratam de formas muitas vezes quase antagônicas do gerenciamento dos processos de manufatura de bens seriados para que sejam cumpridos os objetivos estratégicos da organização. Enquanto os ERP são sistemas hierárquicos com vários níveis de planejamento dependentes de informações acuradas, afirmam Corrêa e Gianesi (1993), a Manufatura Enxuta é um sistema descentralizado que lembra-nos que todas as atividades que não agregam valor ao produto devem, sempre que possível, serem eliminadas. 28 2.2.1 Planejamento das Necessidades Materiais (MRP) Segundo Tubino (2000), os ERP tiveram sua evolução a partir dos sistemas MRP (Material Requirements Planning ou Planejamento das Necessidades Materiais), desenvolvidos na década de 70, e de seu desdobramento posterior nos anos 80, chamado de MRP II (Manufacturing Resource Planning ou Planejamento dos Recursos de Manufatura). Os sistemas MRP calculam o momento e a quantidade de materiais necessários a partir de uma estrutura de produto conhecida e dos tempos de obtenção necessários para satisfazer a necessidade de produção do referido produto no prazo desejado e sem que ocorra a falta ou sobra de algum item. A evolução desses sistemas para o ambiente MRP II surgiu ao ser considerado o cálculo de necessidades de capacidade de outros recursos do processo de manufatura juntamente com o cálculo de necessidades de materiais do MRP. Ou seja, o MRP II diferencia-se do MRP pelo tipo de decisão de planejamento que orienta; enquanto o MRP orienta as decisões de o que, quanto e quando produzir e comprar, o MRP II engloba também as decisões referentes a como produzir, considerando os recursos necessários e disponíveis (CORRÊA e CORRÊA, 2004). 2.2.2 Planejamento de Recursos de Manufatura (MRP II) Morelli, Campos e Simon (2012) afirmam que o MRP II é uma versão ampliada do MRP que, além de considerar as necessidades de materiais, avalia as implicações da demanda futura nas áreas financeira e de engenharia. Um grande diferencial destes sistemas é a possibilidade de funcionar de forma integrada na gestão da cadeia de suprimentos. No entanto, o MRP II é mais do que apenas o MRP com cálculo de capacidade. Segundo Corrêa, Gianesi e Caon (2001), a lógica estruturada de planejamento implícita no uso do MRP II prevê uma sequência hierárquica de cálculos, verificações e decisões que visa chegar a um plano de produção viável tanto em termos de disponibilidade de materiais quanto de capacidade produtiva. Os sistemas MRP não consideram as restrições de capacidade de seus recursos no momento do carregamento e programam as atividades na data mais tarde possível, 29 descontando para trás no tempo a duração das atividades para obter suas datas de início. Ou seja, conforme afirmam Corrêa e Corrêa (2004), o MRP é um sistema de programação para trás infinito. O sistema MRP II é composto de uma série de procedimentos de planejamento agrupados em funções normalmente associadas a módulos de pacotes de softwares comerciais (CORRÊA, GIANESI e CAON, 2001). Além do próprio MRP, geralmente fazem parte dos sistemas MRP II os seguintes módulos: S&OP (Sales & Operations Planning ou Planejamento de Operações & Vendas), MPS (Master Production Scheduling ou Programa-Mestre de Produção), RCCP (Rough-Cut Capacity Planning ou Planejamento da Capacidade Bruta), CRP (Capacity Resource Planning ou Planejamento de Recursos de Capacidade), PUR (Purchasing ou Compras) e SFC (Shop-Floor Control ou Controle do Chão-de- Fábrica). O plano agregado de produção gerado pelo S&OP, afirmam Corrêa e Corrêa (2004), é desagregado no MPS para obtenção do plano-mestre de produção, declaração do que a empresa pretende produzir, produto a produto, período a período, do momento da geração do plano até o final do horizonte de planejamento. O módulo de RCCP antecipa as necessidades de capacidade de recursos para subsidiar as decisões de quanto produzir de cada produto, possibilitando que o plano de produção de produtos finais seja aproximadamente viável. O módulo de MRP, conforme afirmam Chase, Jacobs e Aquilano (2008), é baseado na demanda dependente causada pela demanda por item de nível mais alto na estrutura de produto em um processo de multiplicação direto. Esse módulo explode o MPS em necessidade de materiais, gerando um programa detalhado de produção e compras, por período de planejamento (o que, quanto e quando produzir e comprar). O CRP verifica o programa de materiais em termos da capacidade dos recursos com cálculo de necessidades, enviando mensagens de exceção para os estouros de capacidade por período. Finalmente, entre outras atribuições, os módulos PUR e SFC geram respectivamente as ordens de produção e compra, “empurrando” a produção, desde a compra de matérias-primas e componentes até os estoques de produtos acabados. 30 O MRP é um sistema com grande vocação para o planejamento de nível mais alto, com prazos mais longos e respectivos níveis de agregação de informações, e para o planejamento de materiais. Segundo Corrêa, Gianesi e Caon (2001), o tratamento de capacidade produtiva não atende a necessidades de negócios com problemas mais complexos, como diferentes níveis de produtividade para diferentes combinações de máquinas/ ferramentas/ operadores, split e overlapping de ordens e operações, matriz de set-up, alocação de recursos a ordens, entre outros. Existem também limitações no controle de operações e no tratamento das decisões de curtíssimo prazo. Chase, Jacobs e Aquilano (2008) afirmam que, pelas suas características, os sistemas MRP são mais valiosos para as empresas envolvidas nas operações de montagem e nas indústrias em que se faz uma série de produtos em lotes usando os mesmos equipamentos. Por outro lado, estes sistemas não funcionam muito bem nas empresas que produzem anualmente um número baixo de unidades. O Quadro 5 ilustra o benefício esperado do MRP em diferentes tipos de indústria. Tipo de indústria Exemplos Benefícios esperados Montagem para estoque (assemble-to-stock) Combina as peças múltiplas de componentes em um produto acabado, que é então estocado para satisfazer a demanda do cliente. Ex.: relógios, ferramentas, eletrodomésticos. Altos Fabricação para estoque (fabricate-to-stock) Os itens são manufaturados por máquinas em vez de montado a partir das peças. São itens-padrão do estoque mantidos em antecipação à demanda do cliente. Ex.: anéis de pistão, chaves elétricas. Baixos Montagem por pedido (assemble-to-order) Uma montagem final é feita das opções-padrão que o cliente escolhe. Ex.: caminhões, geradores, motores. Altos Fabricação por pedido (fabricate-to- order) Os itens são manufaturados por máquinas de acordo com os pedidos do cliente. São geralmente pedidos industriais. Ex.: mancais, engrenagens. Baixos Manufatura por pedido (manufacture-to-order) Os itens são fabricados ou montados completamente de acordo com as especificações do cliente. Ex.: geradores de turbina, maquinário pesado. Altos Processo (process) Incluem as indústrias como as fundições, borracha e plásticos, papéis especiais, produtos químicos, tinta, medicamentos, processadores de alimento. Médios Quadro 5: Aplicações na indústria e benefícios esperados do MRP Fonte: Chase, Jacobs e Aquilano (2008) 31 2.2.3 Planejamento de Recursos Empresariais (ERP) A gestão corporativa, no entanto, precisa considerar outros aspectos além dos recursos de manufatura para a produção de bens. Martins e Laugeni (2007) definem o ERP como um software que apresenta uma base de dados que opera em uma única plataforma, consolidando toda a operação do negócio em um único ambiente computacional que integra todas as diferentes funções de uma organização, incluindo manufatura, logística, finanças, recursos humanos, engenharia, entre outras. Por essa razão, apesar de ser oriundo de sistemas que na origem se destinavam basicamente ao gerenciamento das atividades de manufatura, o escopo do ERP é muito maior que o do MRP II, permitindo inclusive que empresas da área de serviços optem por sua implantação apenas para permitir o gerenciamento integrado de diversas atividades das áreas comerciais, administrativas e financeiras. Para tanto, Pereira et al (2010) afirmam que os sistemas ERP contam com módulos, tais como recebimento fiscal, contabilidade, finanças, folha de pagamento, entre outros, com funções integradas e capazes de suportar informações para toda a empresa. Os ERP são, conforme Krajewski, Ritzman e Malhotra (2009), sistemas integrados de gestão que sustentam muitos processos e a necessidade de armazenamento de dados de organizações de diversas áreas, como fabricantes, restaurantes, companhias aéreas, hospitais e hotéis, assim como por empresas que contam amplamente com a conectividade da World Wide Web para interligar seus clientes e fornecedores. Esses sistemas de informações gerenciais (SIG) utilizam uma base de dados abrangente e centralizada que, ao garantir a integridade e a unicidade dos dados, possibilitam integrar as diversas áreas de uma organização. As soluções sistêmicas proporcionadas pelos pacotes ERP permitem aos gestores acesso a uma ampla gama de informações da organização, que possibilitam maior assertividade na tomada de decisões estratégicas, estreitamento na relação com os clientes e melhoria da eficiência dos processos internos. Morelli, Campos e Simon (2012) afirmam que a informação em tempo real, o rastreamento e a visibilidade global em qualquer parte da empresa proporcionada pela integração de sistemas ERP possibilita melhor qualidade nas decisões operacionais. 32 Ao promover a integração entre os processos de negócio da organização, os ERP possibilitam automatizar e integrar a maioria dos processos de negócio, mas a utilização desses sistemas por si só não torna uma empresa verdadeiramente integrada (CORRÊA, GIANESI E CAON, 2001). Além disso, as funcionalidades presentes no sistema, ou mesmo as parametrizações feitas durante a sua implementação, podem não atender completamente as necessidades específicas da organização. A Figura 4 ilustra a estrutura modular dos sistemas ERP. Figura 4: Estrutura modular dos sistemas ERP Fonte: Corrêa, Gianesi e Caon (2001) Os sistemas ERP foram considerados essenciais por Hammer e Champy (1993) para a Reengenharia de Processos de Negócio (Business Process Reengineering ou BPR). Essa abordagem preconiza uma ruptura radical com a organização departamental das empresas para possibilitar a reestruturação dos processos e a criação de uma estrutura com poucos níveis hierárquicos, fortemente apoiada pela tecnologia de informação. De acordo com essa abordagem, os sistemas ERP possibitam eliminar a redundância de operações, a redução do tempo das atividades gerenciais e a incorporação de melhores práticas aos processos internos da organização. O problema, segundo Womack e Jones (1998), é que os adeptos da reengenharia foram longe demais conceitualmente – ainda lidam com processos 33 desconexos e agregados, e não com o fluxo de atividades que criam valor para produtos específicos. Outra crítica é o fato da reengenharia de processos tratar os departamentos e seus funcionários como inimigos, freqüentemente arruinando ambos e fazendo com que a organização regrida após o término do projeto. 2.2.4 Instalação e utilização dos sistemas MRP Corrêa e Corrêa (2004) afirmam o ponto crucial para implantação com sucesso de um sistema MRP não está na lógica nem no aplicativo escolhido. Um software robusto e de qualidade é condição necessária, mas não suficiente, para uma implantação de sucesso. Existem três outras condições essenciais para a suficiência: o comprometimento da alta direção com os objetivos da implantação, o treinamento intensivo e continuado em todos os níveis e o gerenciamento adequado do processo de implantação. Os usuários do MRP precisam continuamente de treinamento conceitual e em ferramentas computacionais para conhecerem bem a lógica do sistema e tornarem eficaz o processo de tomada de decisão. Os parâmetros do MRP como, por exemplo, políticas e tamanhos de lote, lead times e estoques de segurança, precisam ser atualizados constantemente para que o sistema possa modelar a realidade de forma aderente a suas características, sem prejudicar a qualidade das decisões tomadas. Como os sistemas ERP dependem de uma base de dados acurada e atualizada, Corrêa e Gianesi (1993) afirmam que utilizar o MRP II antes de se terem obtido níveis de acuidade de dados da ordem de 98% no mínimo é assumir um risco grande de desacreditar o sistema junto a seus usuários. Em pesquisa realizada por Mesquita e Castro (2008) com 46 fornecedores da cadeia automotiva brasileira, a maioria dos fornecedores pesquisados não alcançou este índice, sugerindo uma baixa precisão dos registros de estoque que exige a revisão frequente dos inventários para atenuar o problema. A formalidade requerida pelo MRP exige aderência estrita a suas regras para que estes sistemas funcionem corretamente. Davis, Chase e Aquilano (2001) afirmam que, frequentemente, usuários desenvolvem sistemas informais sob o 34 argumento de que o MRP é rígido demais ou inadequado para lidar com problemas reais de planejamento e controle de produção. Como estas regras não estão contempladas no sistema formal, dados incorretos são frequentemente reportados, gerando baixa acuracidade na base de dados. 2.2.5 Manufatura Enxuta A Manufatura Enxuta é uma abordagem multi-dimensional desenvolvida originalmente na Toyota Motors que compreende uma ampla variedade de práticas de gerenciamento, incluindo just-in-time, gestão total da qualidade (TQM), equipes polivalentes, manutenção produtiva total (MPT), troca rápida de ferramental (TRF), metodologia de análise e solução de problemas (MASP), arranjo físico celular, gestão da cadeia de suprimentos (SCM) e diversas outras, integradas em um mesmo sistema (SHAH E WARD, 2003). Ela não está apoiada exclusivamente em um programa computacional, mas em uma profunda mudança da cultura organizacional onde a participação das pessoas é o requisito fundamental para o sucesso desse sistema. Dessa maneira, conforme o ponto de vista, a Manufatura Enxuta pode ser percebida como uma estratégia de negócios, uma filosofia de manufatura ou um conjunto de técnicas. A Casa do STP é um diagrama que representa o sistema estrutural da Manufatura Enxuta. As metas de melhor qualidade, menor custo, menor lead time, mais segurança e moral alto formam o telhado. As colunas de sustentação da casa são formadas pelo just-in-time (JIT) e pela autonomação (jidoka). O objetivo do JIT é remover sempre que possível os estoques que protegem as operações de problemas de qualidade, quebras de máquinas, tempos longos de preparação de máquina (set up), entre outros, que afligem a produção. A autonomação separa os operadores das máquinas, não permitindo que essas deixem passar um defeito para a próxima estação de trabalho. Na base da casa estão as condições que estabilizam as operações para que não sejam constantemente interrompidas e permitam um nível mínimo de inventário, como produção nivelada (heijunka), padronização de processos, gestão visual (andon) e a própria filosofia do STP. Cada elemento da casa é crítico e cada um reforça os demais, mas por trás de todas essas ferramentas estão as pessoas. São 35 elas que se encontram no centro da casa, pois somente através da melhoria contínua (kaizen) a operação pode chegar à estabilidade necessária (LIKER, 2005). A Figura 5 ilustra a estrutura da Manufatura Enxuta, mostrando os dois pilares que sustentam essa abordagem, just-in-time (JIT) e jidoka (autonomação), e alguns dos componentes e ferramentas desse sistema. Figura 5: Casa do STP Fonte: Liker (2005) Liker (2005) sumariza o Modelo Toyota em 14 princípios, organizados em quatro categorias amplas:  a filosofia de longo prazo;  o processo certo produzirá os resultados certos;  agregar valor para a organização através do desenvolvimento das pessoas;  a solução contínua da raiz dos problemas estimula a aprendizagem organizacional. O Quadro 6 discrimina como os 14 princípios estão organizados por categorias. Produção Nivelada (Heijunka) Processos estáveis e padronizados Gestão Visual (Andon) Filosofia do Modelo Toyota J ust-In-Time (JIT) Autonomação (J idoka) Peça certa, quantidade certa, tempo certo •Planejamento takt time •Fluxo contínuo •Sistema puxado •Troca rápida •Logística integrada Qualidade no setor, tornar os problemas visíveis •Paradas automáticas •Andon •Separação pessoa- máquina •Verificação de erro •Controle de qualidade no setor •Solução na origem dos problemas (5 porquês) Pessoas e equipe de trabalho •Seleção •Metas comuns •Ringi de decisão •Metas comuns Redução de perdas •Genchi genbutsu •5 porquês •Visão de perdas •Solução de problema Melhoria Contínua (Kaizen) Melhor qualidade – Menor custo – Menor lead time – Mais segurança – Moral alto através da redução do fluxo de produção pela eliminação das perdas 36 CATEGORIA PRINCÍPIO Filosofia de longo prazo 1 Basear as decisões de gestão numa filosofia de longo prazo, mesmo que a custa de resultados financeiros no curto prazo O processo certo produzirá os resultados certos 2 Criar fluxos de processos contínuos para tornar os problemas evidentes 3 Usar o sistema puxado para evitar excessos de produção 4 Nivelar a carga de trabalho (heijunka) 5 Construir uma cultura de interromper os processos para resolver os problemas, obtendo a qualidade logo na primeira tentativa 6 Padronização é a base da melhoria contínua e a capacitação (empowerment) das pessoas 7 Usar controles visuais para que nenhum problema fique oculto 8 Usar apenas tecnologia confiável e já testada para suportar as pessoas e os processos Valorização da organização através do desenvolvimento de seus funcionários e parceiros 9 Desenvolver líderes que verdadeiramente conheçam o trabalho, vivam a filosofia e ensinem os outros 10 Desenvolver pessoas e equipes excepcionais que sigam a filosofia de sua empresa 11 Respeitar e estender sua rede de parceiros (incluindo fornecedores), desafiando-os e apoiando-os a melhorar A solução contínua de problemas na origem estimula a aprendizagem organizacional 12 Ver por si mesmo para verdadeiramente perceber a situação” (genchi genbutsu) 13 Tomar decisões consensuais – considerando todas as opiniões e implementar as decisões rapidamente 14 Fomentar a criação de uma organização aprendiz através da reflexão segura (hansei) e da melhoria contínua (kaizen) Quadro 6: Os 14 princípios do Modelo Toyota Fonte: Liker (2005) Os 14 princípios do Sistema Toyota de Produção enfatizam a importância da cultura organizacional no desenvolvimento de princípios corretos para uma organização com o objetivo de alcançar altos níveis de desempenho e entregar valor para o cliente e para a sociedade. De acordo com Liker (2005), sem uma cultura organizacional fortalecida, a implantação de ferramentas e técnicas enxutas permitirá apenas saltos pontuais nas medidas de desempenho de uma empresa, não sustentáveis no longo prazo. 37 2.2.6 Eliminação de desperdícios A Manufatura Enxuta é uma filosofia de gestão que procura assegurar o melhor valor para o consumidor, por meio do processo de melhoria contínua. A preocupação central, afirmam Womack e Jones (1998), é garantir um fluxo contínuo de produção de acordo com as necessidades do cliente, eliminando total ou parcialmente todos os desperdícios ou perdas existentes no processo. A noção de desperdícios é uma perspectiva da literatura oriental fundamental ao conceito de processos, segundo o qual as perdas são atividades que geram apenas custo, ou seja, retiram e não adicionam qualquer valor ao produto (PAIM et al, 2009). Os processos, de acordo com essa perspectiva, devem ser redesenhados para permitir a realização progressiva de atividades ao longo da cadeia de valor, eliminando-se as atividades que consomem tempo ou recursos, sem, no entanto, agregar valor. Ohno (1997) formulou uma lista de sete perdas ou desperdícios que, embora tenham sido inicialmente empregados apenas para a produção física, podem ser aplicados às atividades básicas de qualquer negócio: desperdícios de superprodução, desperdícios de estoques, desperdícios de espera, desperdícios de processamento, desperdícios de movimento, desperdícios de defeitos e desperdícios de transporte. Posteriormente, Liker (2005) incluiu mais um, o desperdício da criatividade dos funcionários, também conhecido como desperdício intelectual. Entender o significado dessas oito grandes perdas é fundamental para o entendimento de como a Manufatura Enxuta aborda de forma holística a gestão dos sistemas produtivos. A filosofia enxuta enfatiza os problemas causados pela superprodução (origem de praticamente todos os demais desperdícios) e destaca a importância das funções logísticas (transporte e estocagem) para o desempenho das operações bem-sucedidas. O Quadro 7 detalha cada uma das oito grandes perdas ou desperdícios do Modelo Toyota. 38 DESPERDÍCIO DESCRIÇÃO 1 Superprodução Produção (ou antecipação) de itens para ou quais não há demanda, o que gera perda com excesso de pessoal e de estoque e com os custos de transporte devido ao estoque excessivo 2 Espera Ociosidade de operadores ou equipamentos aguardando para finalizar o trabalho ou por uma atividade anterior ou que simplesmente não tem trabalho para fazer devido a uma falta de estoque, atrasos no processamento, interrupção do funcionamento de equipamentos e gargalos de capacidade 3 Transporte Movimento de estoque em processo por longas distâncias, criação de transporte ineficiente ou movimentação de materiais, peças ou produtos acabados para dentro ou fora do estoque ou entre processos 4 Processamento Passos desnecessários para processar as peças, processamento ineficiente devido a uma ferramenta ou ao projeto de baixa qualidade do produto, causando movimentos desnecessários e produzindo defeitos, perdas decorrentes do projeto de produto ou processo com qualidade superior à que é necessária 5 Movimentação Qualquer movimento inútil (incluindo caminhar) que os funcionários tem que fazer durante o trabalho, tais como procurar, pegar ou empilhar peças, ferramentas, etc. 6 Defeitos Produtos fabricados fora das especificações ou dos padrões, consertos, retrabalho, descarte, inspeção e substituição de itens produzidos significam perdas de manuseio, tempo e esforço 7 Estoques Excesso de matéria-prima, estoque em processo ou produtos acabados, causando lead times mais longos, atrasos, obsolescência, itens danificados, custos de transporte e de armazenamento, decorrentes muitas vezes da falta de sincronização ou balanceamento da produção, entregas atrasadas de fornecedores, defeitos, equipamentos em conserto e longos tempos de preparação 8 Intelectual Perda de tempo, idéias, habilidades, melhorias e oportunidades de aprendizagem por não envolver ou ouvir as pessoas Quadro 7: As 8 grandes perdas de produção Fonte: Ohno (1997) e Liker (2005) O conceito de desperdícios é importante para a compreensão do processo produtivo e sua transformação em um sistema de fluxo contínuo onde todos os obstáculos e paralisações são eliminados para encurtar o tempo de atravessamento, ou seja, o tempo necessário para transformar os insumos em produtos (WOMACK E JONES, 1998). A organização da planta em células de manufatura, por exemplo, aproxima diferentes processos fabris, causando a diminuição drástica das necessidades de transporte e do tempo de atravessamento. De acordo com Evans (1993), pesquisas realizadas nos Estados Unidos a respeito da implementação de 39 just-in-time em empresas americanas mostraram que o fator isolado mais importante em implantações bem-sucedidas é o arranjo físico celular. Em um estudo sobre a implementação dos conceitos de Manufatura Enxuta na Divisão de Produtos Automotivos de uma grande empresa americana instalada em São José dos Campos (SP), Ferreira (2004) descreve os benefícios provenientes da redução de desperdício: “economia” de espaço físico (19%), conseqüente da escolha adequada de equipamentos; redução de transporte internos (90%), devido ao estudo de arranjo físico e aquisição de equipamentos individuais; redução de investimento inicial (48%), ocasionado pelo estudo de capacidade necessária; e redução do inventário (83%), decorrente da implantação de fluxos contínuos e um sistema puxado. Melhorias pontuais em atividades específicas devem ser procuradas apenas após a compreensão do processo em sua totalidade. Segundo Santos (2007), o sistema de produção empregado pela Toyota prioriza as melhorias baseadas no entendimento do processo, através de uma rede de operações e processos onde um conjunto de perdas está ligado menos a uma operação individual do que ao processo como um todo. A abordagem da Toyota em relação à gestão da qualidade, por exemplo, enfatiza um melhoramento contínuo dos processos, incluindo as atividades dos gestores e pessoal de escritório. Embora os fabricantes americanos e japoneses sejam igualmente bem-sucedidos em problemas isolados de controle de qualidade, a maior diferença entre essas duas abordagens, afirmam Lee e Schniederjans (1994), é que os gestores japoneses conseguiram um grau maior de integração da qualidade do que seus colegas dos Estados Unidos. Uma qualidade melhor, por sua vez, resulta em uma menor quantidade de materiais desperdiçados, menos horas de retrabalho, resultando em maior produtividade. A complexidade dessa abordagem holística, muitas vezes escondida atrás da simplicidade de aplicação de suas ferramentas, pode dificultar a compreensão de todo o seu escopo e dos resultados potenciais que podem ser alcançados com sua implementação. Esta é uma das razões pelas quais os resultados alcançados pelas 40 empresas na implementação da Manufatura Enxuta são frequentemente abaixo do potencial esperado. Shah e Ward (2003) examinaram os efeitos de três fatores contextuais na implementação de sistemas de manufatura enxuta: nível de sindicalização, tamanho e idade da planta. Nesse estudo, os autores consideraram 22 práticas enxutas combinadas em quatro conjuntos de ferramentas: a) Just in Time (JIT), englobando aquelas práticas relacionadas com fluxo de produção e minimização de estoque em processo: redução de tamanhos de lote, fluxo contínuo de produção, sistema puxado, manufatura celular, redução de tempo de ciclo, produção focalizada, estratégias de manufatura ágil, troca rápida de ferramental, gestão de gargalos e reengenharia de processos de produção; b) Gestão Total da Qualidade (Total Quality Management ou TQM), incluindo as práticas relacionadas com melhoria contínua e garantia da qualidade em produtos e processos: benchmarking competitivo, programas de gerenciamento da qualidade, gestão total da qualidade, medição da capabilidade do processo e programas formais de melhoria contínua; c) Manutenção Produtiva Total (MPT), abrangendo as práticas primariamente empregadas para maximizar o desempenho e disponibilidade dos equipamentos e máquinas: manutenção preventiva/ preditiva, otimização da manutenção, programas de melhoria da segurança, estratégias de planejamento e programação e novas tecnologias ou equipamentos de processo; d) Gestão de Recursos Humanos, englobando diversas ferramentas de apoio, tais como rotação de função (job rotation), descrição de cargos (job design), grupos de solução de problemas, equipes de trabalho e comprometimento dos operadores, agrupados em duas praticas: equipes auto-gerenciáveis e polivalência e flexibilidade da mão-de- obra. Shah e Ward (2003) desenvolveram um questionário abordando o emprego dessas práticas enxutas e enviaram para aproximadamente 28.0000 assinantes da 41 Penton Media Inc., empresa de publicações da área de manufatura. Foram obtidas 1757 respostas, correspondendo a 6,7% do total. Das 22 práticas consideradas, apenas 6 estavam significativamente associadas com o nível de sindicalização e 8 com a idade da planta. Por outro lado, todas as práticas, com exceção de duas, apresentavam um relacionamento significativo com o tamanho da planta. A Mentalidade Enxuta oferece soluções para a gestão de processos de manufatura que precisam estar vinculadas à estratégia corporativa para que as metas da organização sejam atingidas. Embora seja um sistema que estimule a participação dos funcionários, o sucesso de sua implementação depende do apoio da alta direção da organização (CORREA E GIANESI, 1993). Nesse sentido, o Sistema Toyota de Produção se assemelha muito aos sistemas de MRP II. 2.2.7 J ust In Time (JIT) O just-in-time foi concebido inicialmente como um sistema para evitar desperdícios, reduzir inventários e manter a eficiência da produção. Evoluiria posteriormente para uma filosofia de gestão da produção, levada à prática através de um diverso conjunto de técnicas (SLACK ET AL, 1997). A filosofia por trás desta gestão de produção era que os clientes deviam e poderiam ser satisfeitos com a máxima qualidade no tempo mais curto de produção. Ou seja, é uma estratégia de manufatura orientada para o consumidor, que procura responder de forma rápida e flexível às flutuações do mercado. Conforme Chase, Jacobs e Aquilano (2008), o JIT é uma filosofia abrangente que leva em consideração o projeto do produto, o projeto do processo, o projeto dos equipamentos e instalações, coordenação da cadeia de suprimentos, projeto do trabalho e melhoria de produtividade. É muito mais, portanto, do que apenas um sistema de produção puxada a partir da demanda que, em cada estágio, produz somente os itens necessários, nas quantidades necessárias e no momento necessário. Corrêa e Corrêa (2004) afirmam que enquanto os sistemas tradicionais do tipo MRP procuram atacar o problema de coordenação entre demanda e obtenção dos itens, aceitando as incertezas associadas à demanda dos itens a serem 42 fabricados (em termos de quantidades e datas) e ao processo de compra ou produção desses itens, o sistema JIT ataca estas incertezas e, posteriormente, os problemas de coordenação. Corrêa e Gianesi (1993) afirmam que o just-in-time tem como objetivo fundamental a melhoria contínua (kaizen) do processo produtivo através de um mecanismo de redução de estoques de insumos, materiais em processo e produtos acabados. Os estoques são utilizados para evitar descontinuidades no processo produtivo causadas por problemas de qualidade, problemas de quebra de máquina e problemas de preparação de máquina, gerando independência entre os estágios do processo de produção, conforme detalhado no Quadro 8. A redução dos estoques, além de proporcionar uma maior circulação de capital, permite que os problemas sejam visualizados. A medida que os problemas se tornam visíveis, esforços concentrados e priorizados podem ser feitos para eliminá-los e suavizar o fluxo de produção, melhorando continuamente o processo produtivo. PROBLEMA DESCRIÇÃO 1 Problemas de qualidade Quando alguns estágios do processo produtivo geram refugos de maneira incerta, o estoque, colocado entre estes estágios e os posteriores, permite que estes últimos possam trabalhar continuamente. 2 Problemas de quebra de máquina Quando uma máquina pára por problemas de manutenção, os estágios posteriores do processo que são alimentados por esta máquina teriam que parar, caso não houvesse estoque suficiente para continuar o fluxo de produção até que a máquina fosse reparada e entrasse em produção normal novamente. 3 Problemas de preparação de máquina Quando uma máquina processa operações em mais de um componente ou item, é necessário preparar a máquina a cada mudança de componente a ser processado. Quanto maior os custos referentes ao período inoperante do equipamento, à mão- de-obra requerida na operação de preparação e à perda de material no início da operação, maior tenderá a ser o tamanho do lote programado para ser produzido, gerando estoques que serão consumidos em períodos subsequentes (produção antecipada em relação à demanda). Quadro 8: Os 3 grandes problemas de produção Fonte: Correa e Gianesi (1993). Uma empresa pode aumentar a produtividade e, consequentemente, as margens e também a sua competitividade global ao atacar de forma sistêmica as causas da baixa competitividade. Muitas organizações, no entanto, que julgam estar 43 utilizando o conceito de just-in-time acertadamente, não percebem que o JIT deve ser integrado à filosofia da empresa, indo além da implementação de apenas um conjunto de técnicas ou práticas internas. O Quadro 9 enumera uma série de mitos e realidade a respeito do Sistema Toyota da Produção que são particularmente verdadeiros em relação à sua parte considerada mais visível, a filosofia just-in-time . MITO O que o STP não é REALIDADE O que o STP é  uma receita concreta para o sucesso;  um modo coerente de pensar;  um projeto ou programa administrativo;  uma filosofia administrativa global;  um conjunto de ferramentas para implementação;  foco na total satisfação do cliente;  um sistema somente para o setor de fabricação;  um ambiente de trabalho de equipes de melhorias;  implementável a curto ou médio prazo.  uma eterna procura de um modo melhor;  qualidade incluída no processo;  local de trabalho organizado e disciplinado;  evolutivo. Quadro 9: Mitos X realidade do STP Fonte: Liker (2005, p.286). 2.2.8 Sistema Kanban A lógica de programação puxada do JIT é normalmente operacionalizada com o sistema kanban, nome dado aos cartões utilizados para autorizar a produção e a movimentação dos itens ao longo do processo produtivo (CORREA E GIANESI, 1993). O sistema kanban opera baseado na filosofia de que cada processo em um sistema produtivo puxa o tipo e a quantidade de componentes que o processo exige, no momento adequado. A premissa básica é que o material não estará sendo produzido ou não estará sendo movimentado até que um cliente emita o sinal para que isso aconteça. O cliente da peça pode ser um consumidor final de um produto acabado (cliente externo) ou o pessoal da produção na estação de subsequente no ambiente de manufatura (cliente interno). Do mesmo modo, o fornecedor poderia ser a pessoa 44 na estação precedente no ambiente de manufatura (fornecedor interno) ou um fornecedor real de insumos (fornecedor externo). O mecanismo usado para autorizar a produção ou movimentação de um item é baseado geralmente num cartão físico. Em alguns casos, afirma Tubino (2007), sistemas computacionais (kanban informatizado), sinais luminosos e sistemas eletrônicos também podem ser usados. No sistema de cartão físico são empregados quatro dispositivos: cartão kanban, painel ou quadro kanban, contenedor e supermercado. A Figura 6 ilustra os quatro dispositivos, onde as letras K representam os cartões e as letras P os itens produzidos. Figura 6: Dispositivos do sistema kanban Fonte: Tubino (2000) Na programação “puxada” de produção, os almoxarifados de itens em processo são substituídos por pequenos "supermercados" de abastecimento, próximos aos locais de consumo (TUBINO, 2007). À medida que os cartões kanban são trocados por peças nos supermercados, inicia-se sequencialmente sua Posto Fornecedor K Posto Cliente Quadro Porta Kanban K K K P1 P2 P3 Pn K K K Supermercado 45 reposição pelos setores produtivos, utilizando-se contenedores com quantidades padronizadas para armazenar e movimentar os itens de um lote de fabricação. O sistema kanban é empregado para diversas finalidades e funciona como requisição de produção, sistema de emissão de requisições e ordens de produção. Na prática, atua como ferramenta de comunicação visual e como dispositivo de comunicação do ponto de utilização até a operação prévia. Substituem, desse modo, as ordens de compra para os fornecedores e as ordens de produção para os setores operacionais, eliminando a documentação que seria necessária em ambientes tradicionais de manufatura (TUBINO, 2007). Um sistema kanban bem dimensionado segue um conjunto de cinco regras básicas, listadas no Quadro 10. Regra 1 O processo seguinte deve retirar uma quantidade de produtos do processo anterior somente na quantidade necessária e no momento correto Regra 2 O processo precedente deve produzir produtos para o processo subsequente apenas nas quantidades requisitadas por este último Regra 3 Produtos defeituosos não devem passar para os processos seguintes. Portanto, deve-se garantir a qualidade das peças e zelar pelo acondicionamento das pecas produzidas Regra 4 O número de kanbans no sistema deve ser minimizado. É responsabilidade da logística a diminuição do volume em estoque; entretanto, a busca de melhorias deve ser meta da planta Regra 5 O Kanban deve-se adaptar a pequenas flutuações na demanda. Uma das principais vantagens do Sistema Kanban é a adaptabilidade quando há as variações repentinas na demanda; neste caso quem utiliza tal sistema não deve precisar de um programa detalhado para cada máquina Quadro 10: Regras básicas do sistema kanban Fonte: adaptado de Monden (1983). De acordo com Tubino (2007), os kanbans reforçam outros objetivos da manufatura. O ambiente de trabalho deve estar organizado e livre de desordem para assegurar o acesso oportuno aos itens mais usados. Para que as máquinas funcionem de forma eficiente, planos de manutenção autônoma devem ser elaborados para capacitar os operadores na limpeza, manutenção e inspeção dos equipamentos. Além disto, os operadores devem poder realizar múltiplas tarefas e estar ativamente envolvidos na identificação de melhorias contínuas no sistema. 46 2.2.9 Comparação entre os sistemas MRP e JIT O planejamento e controle de produção (PCP) realizado pelo MRP empurra um conjunto de ordens para o sistema produtivo geradas a partir do plano-mestre de produção (módulo MPS). Existe um alto potencial de erro entre o planejado e o que é efetivamente executado devido à diferença de tempo entre a programação do sistema produtivo e a demanda real dos clientes. De acordo com Corrêa e Corrêa, (2004), tanto a superestimação quanto a subestimação das previsões de demanda dos clientes podem conduzir a ineficiências oriundas, respectivamente, do excesso ou falta de estoques. A Figura 7 ilustra o sistema MRP empurrando a produção. Figura 7: Produção empurrada Fonte: elaborado pelo autor (2012) Por outro lado, o PCP no sistema JIT elabora o plano-mestre de produção com o objetivo de dimensionar os estoques (proporcional ao número de kanbans) e calcular os tempos de ciclo que estabelecem os ritmos de trabalho. Conforme os clientes forem confirmando seus pedidos, a produção é puxada através do sistema de kanbans sem a necessidade de contar com grandes estoques de produtos (TUBINO, 1999). A Figura 8 ilustra o processo de produção puxada. Figura 8: Produção puxada Fonte: elaborado pelo autor (2012) Previsão Previsão PCP Cliente Fornecedores N N - 1 N - 2 Processo A Processo B Processo C Previsão Previsão PCP Cliente Fornecedores N N - 1 N - 2 Processo A Processo B Processo C 47 Entretanto, os kanbans não devem ser utilizados quando é requerida a produção de lotes ou estoques de segurança significativos, dadas as dificuldades que o sistema kanban terá para esclarecer estas exigências. O Quadro 11 sumariza as diferenças existentes de filosofia de gestão e forma de administração do fluxo de materiais entre os sistemas de MRP e JIT. FILOSOFIA DE GESTÃO GESTÃO DO FLUXO DE MATERIAIS JIT (geralmente explícita)  assume alta qualidade de conformidade;  assume certa capacidade em excesso;  assume tempos curtos de preparação;  assume alta confiabilidade de equipamentos;  assume participação e trabalho de equipe;  assume que estoques são indesejáveis;  assume um fluxo de materiais definido;  assume linhas balanceadas;  assume estabilidade de programas;  assume lay-out de linha ou célula;  assume certa polivalência. Características: • baseado em controles visuais; • normalmente usa cartões (kanban); • lógica de “puxar” a produção; • decisões de liberação descentralizadas; • mantém alto nível de estoque em processo; • prioridades decididas localmente; • programação baseada em taxas de produção. MRP (geralmente implícita) • assume que baixos estoques e cumprimento de prazos são prioridade; • assume que a variação de ocupação da capacidade não custa (assume certa capacidade em excesso); • assume que os lead times são conhecidos; • assume alta precisão e integridade de todos os dados utilizados. Características: • lógica de “empurrar” a produção; • baseado num software complexo; • decisões são centralizadas; • programação infinita com checagem de capacidade a posteriori; • programação para trás; • todos os recursos são tratados de forma semelhante; • tamanhos de lote são dados de entrada do sistema; • lead-times são entradas do sistema; • lotes de processamento e transporte são iguais (não suporta divisão);  programação baseada em ordens de produção. Quadro 11: MRP x JIT Fonte: Corrêa e Gianesi (1993) 48 O JIT é um sistema ativo, no sentido de que procura continuamente melhorar seus processos produtivos e logísticos para eliminar ou diminuir a presença de incertezas no ambiente fabril e, desta maneira, minimizar as dificuldades de coordenação entre demanda e obtenção dos itens. O MRP, por outro lado, é um sistema passivo que não possui nenhuma sistemática e melhoria de seus parâmetros, tais como tempos de obtenção, níveis de estoque e níveis de refugo (CORREA E GIANESI, 1993). O Quadro 12 sumariza as principais vantagens e desvantagens existentes entre os sistemas de MRP e JIT. VANTAGENS DESVANTAGENS JIT  sistema ativo (melhoria contínua);  menores ciclos de produção (lead times);  maior flexibilidade de resposta do sistema;  simplicidade;  melhoria da qualidade;  mudanças positivas na organização e mão-de-obra;  baixo nível dos estoques;  praticamente não depende de computadores.  limitações vinculadas à variedade de produtos oferecidos ao mercado e a variações de demanda de curto prazo;  existe a necessidade de se estabilizar a demanda e o projeto dos produtos;  necessidades de grandes mudanças na organização e mão-de-obra;  necessidade de desenvolver parcerias com os fornecedores. MRP  sistema que rege bem ás mudanças (natureza dinâmica);  tratamento adequado aos itens de demanda dependente;  ampla base de dados integrada propícia à tecnologia CIM;  aplicável a sistemas produtivos com grandes variações de demandas e mix de produtos;  feedback dos dados e controles on line abrangendo todas as principais atividades do PCP.  uso intenso de computadores com volumes de dados muito grandes;  custo operacional alto;  necessita de alta acuracidade dos dados;  implementação geralmente complexa;  assumir capacidade infinita em todos os centros produtivos;  não enfatiza o envolvimento da mão-de- obra no processo;  sistema passivo (aceita sem questionar seus parâmetros);  privilegia os critérios cumprimento de prazo e redução de estoques muitas vezes à custa de outros critérios. Quadro 12: Vantagens e desvantagens dos sistemas MRP e JIT Fonte: Corrêa e Gianesi (1993) e Caiçara Jr. (2008) 2.2.10 Sistema híbrido MRP/ JIT Como nenhuma abordagem ou sistema específico oferece uma solução perfeita para todos os problemas, Corrêa, Gianesi e Caon (2001) afirmam que 49 muitas organizações constituídas por subunidades com características diferentes optaram por utilizar sistemas híbridos que contemplem duas ou mais abordagens diferentes. O ambiente ERP favorece a estrutura de planejamento de médio e longo prazos, níveis de informações mais agregadas e a administração de materiais, gênese do MRP. Por outro lado, o gerenciamento de fábrica é a principal vocação da Manufatura Enxuta e as ferramentas de programação e controle de produção (kanban ou gestão visual) do sistema just-in-time (JIT) possibilitam a gestão detalhada das atividades através da descentralizando das decisões de curto prazo. O JIT e o MRP podem viver juntos, afirmam Chase, Jacobs e Aquilano (2008), desde que o MRP seja parte do sistema global (simplesmente encontrando uma programação), e não o sistema global (dirigindo a empresa). A Figura 9 ilustra como, a partir do momento que os módulos MPS e RCCP apóiam a decisão de produzir itens finais, o sistema kanban “puxa” a produção dos componentes por meio das diversas etapas de produção para a realização da montagem final. Figura 9: Sistema híbrido MRP/JIT Fonte: Corrêa, Gianesi e Caon (2001) MRP Programa de Montagem Final Lista de Materiais Simplificada Compras Fornecedores Estoque de Componentes CÉLULA 1 CÉLULA 2 CÉLULA 3 MONTAGEM FINAL JUST-IN-TIME RCCP MPS Gestão de Carteira de Pedidos Kanban para controlar o fluxo internamente MRP para controlar compras e o programa de montagem final 50 Corrêa, Gianesi e Caon (2001) afirmam que isso nem sempre é trivial de fazer, pois muitas vezes, as diferentes lógicas que podem ser utilizadas numa solução híbrida possuem aspectos muito diferentes ou até conflitantes. Empresas que trabalham em um ambiente ERP precisam considerar a lógica do sistema (JIT) ao adotarem práticas enxutas no gerenciamento de seus sistemas produtivos. Por exemplo, enquanto o MRP II trabalha com lotes de produção, a lógica do JIT baseia- se na maioria das vezes em taxas de produção. Os sistemas repetitivos que utilizam a programação kanban, muitas vezes não controlam as retiradas de material do armazém pelos alimentadores da linha de montagem para evitar burocratizar o sistema. Os materiais são baixados apenas quando os produtos acabados do qual eles fazem parte entram em estoque através da baixa automática de estoque (backflushing), técnica utilizada para informar ao sistema as retiradas de componentes utilizados na montagem. Corrêa, Gianesi e Caon (2001) afirmam isso tende a causar mais imprecisão nas bases de dados quanto maior for o tempo de atravessamento, pois as “baixas” de materiais não são realizadas enquanto os produtos não ingressarem no estoque. Graziani (2012) afirma que tanto os sistemas de planejamento de recursos de manufatura quanto a filosofia just-in-time pretendem oferecer soluções para resolverem os mesmos problemas básicos de produção: entregar os produtos certos, nas quantidades certas, no momento certo. No entanto, suas diferentes abordagens em relação à maneira de gerenciar os processos de manufatura resultam em diferentes níveis de desempenho. Alves (2001) afirma que essencialmente o MRP II é um mecanismo de cálculo para o planejamento e controle da produção, enquanto a manufatura enxuta trabalha com visão sistêmica e tem objetivos que vão além da atividade de planejamento e controle da produção. As duas abordagens podem coexistir no mesmo sistema produtivo, desde que suas respectivas vantagens sejam preservadas. As organizações correm o risco de adotarem posturas e modelos de gestão não apropriados ao seu negócio ao ignorarem as características de seus sistemas de produção e dos mercados que atendem. É interessante perceber que, apesar de toda a informação contida na literatura, as organizações ainda encontram 51 dificuldades para definirem a maneira pela qual seus recursos e processos serão gerenciados, muitas vezes negligenciando seus clientes e obtendo resultados muito abaixo do esperado. 2.3 O ensino de engenharia O termo engenharia de produção foi aplicado inicialmente à manufatura, mas foi estendido posteriormente à otimização da operação dos sistemas de produção através da aplicação de métodos científicos. Frederick Taylor foi um precursor da engenharia de produção ao publicar, em 1911, a obra Princípios da Administração Científica. De acordo com Fleury (2008), a proposta de Taylor foi colocada em prática, em todas as suas dimensões e nuances, por Henry Ford, ao construir e organizar a planta de River Rouge nos Estados Unidos, na qual por mais de 15 anos produziu o automóvel Ford Modelo T. Embora existissem diversos outros fabricantes de carros naquela época, foi Ford que conseguiu montar automóveis em grande escala e com preços baixos, atendendo as expectativas e recursos dos consumidores, ao criar o processo de produção em massa. Mas, ainda conforme Fleury (2008), a concepção de racionalidade econômica aplicada aos sistemas de produção mudou com o tempo e o engenheiro de produção precisa entender quem ou o que influencia na forma como os sistemas de produção têm que ser projetados, implantados e aperfeiçoados. Os conceitos relacionados com a gestão industrial e os sistemas de produção podem ser complexos e de difícil assimilação. O modelo tradicional de ensino adotado na educação em engenharia, afirmam Belhot, Figueiredo e Malavé (2001), está apoiado na transmissão de conhecimentos sem a sua necessária contextualização, com foco nos aspectos conceituais das diversas teorias. Ainda de acordo com os autores, a reprodução desses conhecimentos é valorizada pela prática repetitiva dos mecanismos e da lógica de funcionamento dos modelos conceituais, por meio do estímulo à memorização e pela aplicação de técnicas e métodos como forma única e otimizante de solução de problemas. O Ministério da Educação (2001), por outro lado, afirma nas Diretrizes Curriculares Nacionais dos Cursos de Engenharia que “o conceito de programa de estudos coerentemente integrado se fundamenta na necessidade de facilitar a 52 compreensão totalizante do conhecimento pelo estudante”. De acordo com essas diretrizes, “o novo engenheiro deve ser capaz de propor soluções que sejam não apenas tecnicamente corretas, ele deve ter a ambição de considerar os problemas em sua totalidade, em sua inserção numa cadeia de causas e efeitos de múltiplas dimensões”. Embora a educação em engenharia no Brasil ainda esteja apoiada na acumulação de conteúdo e na reprodução do conhecimento, esse modelo começa a ser substituído. O Ministério da Educação (2001) pontua nas Diretrizes Curriculares Nacionais dos Cursos de Engenharia: As tendências atuais vêm indicando na direção de cursos de graduação com estruturas flexíveis, permitindo que o futuro profissional a ser formado tenha opções de áreas de conhecimento e atuação, articulação permanente com o campo de atuação do profissional, base filosófica com enfoque na competência, abordagem pedagógica centrada no aluno, ênfase na síntese e na transdisciplinaridade, preocupação com a valorização do ser humano e preservação do meio ambiente, integração social e política do profissional, possibilidade de articulação direta com a pós-graduação e forte vinculação entre teoria e prática. As funções desenvolvidas pelo engenheiro têm cada vez mais interfaces com outras áreas tanto dentro quanto fora da empresa. Esse novo perfil profissional demanda uma melhor capacidade de comunicação, habilidade para trabalhar em equipe, um leque de conhecimentos mais amplos e uma capacidade de análise mais profunda sobre a realidade social, legal, ambiental e econômica. Estudos realizados pelo Instituto Euvaldo Lodi (2006) destacam que o engenheiro tenha em uma nova realidade de rápida evolução tecnológica:  sólido conhecimento nas áreas básicas;  capacidade para apropriar-se de novos conhecimentos de forma autônoma e independente;  espírito de pesquisa para acompanhar e contribuir com o desenvolvimento científico e tecnológico do país;  capacidade para conceber e operar sistemas complexos, com competência para usar modernos equipamentos, principalmente recursos computacionais, estações de trabalho e redes de comunicação;  aptidão para desenvolver soluções originais e criativas para os problemas de projetos, da produção e da administração; 53  pleno domínio sobre conceitos como qualidade total, produtividade, segurança do trabalho e preservação do meio ambiente;  habilidade para trabalhar em equipe, para coordenar grupos multidisciplinares e para conceber, projetar, executar e gerir empreendimentos de engenharia;  conhecimento de aspectos legais e normativos e compreensão dos problemas administrativos, econômicos, políticos e sociais, de forma a compreender e intervir na sociedade como cidadão pleno, principalmente no que se refere às repercussões éticas, ambientais e políticas do seu trabalho;  domínio de línguas estrangeiras, necessário para o acesso direto às informações geradas em países avançados, onde surgem as principais inovações;  percepção de mercado e capacidade de formalizar novos problemas, além de encontrar sua solução. 2.4 Simulação e jogos didáticos Silva e Menezes (2001) afirmam que os diversos métodos de ensino possíveis podem ser empiricamente agrupados em 4 categorias: métodos práticos, métodos comportamentais, métodos conceituais e métodos simulados. O Quadro 13 detalha cada um dos métodos. MÉTODOS DESCRIÇÃO Práticos A preocupação do professor reside em levar o aluno a aprender pela realização das tarefas nas condições da realidade observada Comportamentais A preocupação do professor reside em proporcionar condições para que se conclua como será o comportamento do homem e as alterações que se fazem necessárias quando determinadas situações reais ocorrerem Conceituais A preocupação do professor reside em transmitir uma conceituação teórica, obrigando o aluno a “pensar” para adaptar tal teoria na resolução dos problemas correlatos com a mesma Simulados O professor cria um ambiente o mais próximo possível da realidade para que os alunos resolvam os problemas propostos Quadro 13: Métodos de ensino Fonte: Silva e Menezes (2001) Belhot, Figueiredo e Malavé (2001) definem que a simulação é um processo de experimentação com um modelo detalhado de um sistema real que visa determinar 54 como o sistema responderá a mudanças em sua estrutura, ambiente ou condições de contorno. A simulação pode ser uma técnica útil e poderosa para a solução de problemas se, através de um modelo bem construído, auxiliar a encontrar as respostas às questões importantes. Entretanto, cuidados devem ser tomados para que a simulação não seja aplicada como uma ferramenta isolada. A simplificação do ambiente pode restringir o escopo do problema e limitar o envolvimento das pessoas. Os jogos didáticos podem ser enquadrados no processo de ensino- aprendizagem como um método simulado em que o treinamento é realizado em um determinado ambiente que se aproxime o máximo possível da realidade. Lacruz (2004) afirma que os jogos de empresa, por exemplo, são modelos dinâmicos de simulação que salientam as situações da área de operações e representam uma técnica educacional dinâmica desenvolvida para propiciar aos “jogadores” uma experiência de aprendizado marcante e lúdica. Para tanto, os jogos utilizam técnicas de simulação para retratar condições de laboratório de uma determinada realidade, possibilitando que os participantes possam tomar suas decisões. De acordo com Neuenfeldt Jr. et al (2012), a conversão das informações analisadas em ação é denominada tomada de decisão. Kirby (1995) afirma que no treinamento através de jogos é possível aos participantes aprenderem melhor do que lendo. Segundo este autor, os jogos como atividade estruturada de treinamento apresentam muitas vantagens:  anonimato: os participantes têm um envolvimento ativo por si mesmo, os membros menos extrovertidos de um grupo terão a oportunidade de participar ativamente;  desenvolvimento: os jogos é um meio de desenvolvimento para participantes e para instrutores, um instrutor tem um amplo repertório de jogos e escolher o mais apropriado não são para o grupo, mas que o instrutor desenvolva aptidões; 55  experimental: os jogos são aprendizados baseado na ação, a fonte de aprendizado dos participantes é no que eles fazem e não o que ouve do instrutor;  experimentação: os jogos permitem aos participantes de experimentarem diversas opções sem o risco de conseqüências de fazer no mundo real. os participantes podem colocar em prática suas habilidades num ambiente relativamente seguro;  flexibilidade: o instrutor tem a oportunidade de variar as condições da atividade de acordo com as necessidades do grupo, o que em um treinamento às vezes pode ser difícil;  participação de todos: os jogos exigem a participação de todos os participantes, o envolvimento de todos os participantes é norma nos jogos;  responsabilidade do grupo: o grupo terá que estabelecer seus princípios e maneiras de obedecê-los e o jogo da ao grupo oportunidade de tomar suas próprias decisões. A aplicação de simulação e modelagem, segundo Belhot, Figueiredo e Malavé (2001), visa a dar suporte ao desenvolvimento da visão sistêmica, da prática de pensar estrategicamente, da capacidade de trabalhar em equipe, de compartilhar conhecimentos e de aprender em grupo. Conforme enfatiza Rentes (2008), projetar os processos produtivos e os sistemas de gestão desses processos é uma atividade típica do engenheiro de produção e é uma grande responsabilidade, uma vez que esses sistemas estão entre os principais elementos de diferenciação entre as empresas. Simulações didáticas que exijam dos estudantes a solução de exercícios e tarefas práticas a partir do envolvimento direto com os trabalhos de laboratório podem facilitar a assimilação e compreensão desses conceitos. Orlandeli e Novaes (2004) classificam os jogos, considerando a especificidade do modelo desenvolvido, em jogos sob medida, setoriais, funcionais e gerais. O quadro 14 detalha cada um deles. 56 MÉTODOS DESCRIÇÃO Jogos sob medida  desenvolvidos para uma empresa real e específica a partir da modelação de suas atividades;  muitas empresas dispõem de um ou mais jogos para o treinamento de seus funcionários. Jogos setoriais  simulam empresas de um setor, como por exemplo, o industrial de eletrodomésticos, o bancário, entre outros. Jogos funcionais  neste caso, o modelo privilegia uma função dentro da empresa;  exemplos: produção, qualidade, finanças, etc.;  este tipo de jogo poderá ser orientado para o ensino de uma disciplina. Jogos gerais  o modelo leva em conta as principais funções empresariais sem detalhar nenhuma. QUADRO 14: Classificação dos jogos Fonte: Orlandeli e Novaes (2004). Existem jogos que utilizam simulações computacionais para estudar e discutir as características dos ambientes produtivos. O Laboratório de Simulação de Sistemas de Produção do Departamento de Engenharia de Produção e Sistemas da Universidade Federal de Santa Catarina desenvolveu diversos jogos didáticos (LSSP, 2012). A série de jogos educacionais LSSP PCP (LSSP_PCP1, LSSP_PCP2 e LSSP_PCP3) foi desenvolvida em Access para apoiar a teoria apresentada no livro Planejamento e Controle da Produção: Teoria e Prática. A série Gestão da Produção (GP-1, GP-2 e GP-3) foi desenvolvida em Excel para apoiar a teoria apresentada no livro Manual de Planejamento e Controle da Produção. O software de simulação Arena também é muito utilizado no desenvolvimento de jogos aplicados no ensino de engenharia de produção. Depexe et al (2006) utilizaram jogos com bloquinhos de montagem LEGO® para abordar diversas formas de organização do processo produtivo. As simulações realizadas permitem reduzir o tempo de produção através da avaliação de elementos tais como a distribuição das atividades entre os postos de trabalho, a aplicabilidade de elementos pré-fabricados, a redução de estoque e a redução da área de trabalho. 57 Pinho et al (2005) também utilizaram uma dinâmica de ensino através de bloquinhos de montagem LEGO® para abordar os principais conceitos sobre o Sistema de Toyota de Produção, incluindo just-in-time (JIT), tempo de setup, metodologia 5S e nivelamento de produção (heijunka). A Dinâmica MIB (Montagem Interativa de Bloquinhos) é utilizada em sala de aula facilitar o aprendizado dos alunos de graduação e pós-graduação. As equipes podem tomar diferentes decisões durante as quatro rodadas da dinâmica e acompanhar os resultados de suas decisões. Renó e Diniz (2009) desenvolveram um jogo de negócio capaz de simular os efeitos da aplicação da manufatura enxuta através da montagem de carrinhos de madeira. As diferentes rodadas foram realizadas por funcionários de uma empresa e tornam nítida a diferença de produtividade, qualidade, segurança e custos de fabricação ao compararem-se os principais indicadores possíveis de serem medidos durante a realização da montagem pelos jogadores. Costa e Jungles (2006) apresentaram os resultados do mapeamento do fluxo de valor em uma fábrica simulada de montagem de canetas para focar a redução do lote de produção e do takt time. Inicialmente, as canetas foram montadas num sistema de produção empurrada e geração de estoques para suprir a demanda. Na simulação seguinte foi aplicada a mentalidade enxuta com produção puxada e fluxo contínuo, buscando consistentemente atender aos requisitos do cliente. Após as duas simulações é feita uma análise comparativa dos dois sistemas de produção e feita uma discussão sobre o comportamento da fábrica quando se reduz o lote de produção e o takt time. As simulações realizadas tornaram possível verificar que os conceitos da mentalidade enxuta podem ser assimilados com este tipo de exercício didático, feito num ambiente controlado que possibilita extrapolar os conceitos para um sistema qualquer. O valor educacional de um jogo de gerenciamento pode ser ampliado através do poder analítico de simulação, mas mantendo a simplicidade dos modelos e do ambiente de simulação. Alárcon e Ashley (1999) aplicaram um modelo de simulação em um jogo de dados (Dice Game) para avaliar o impacto e as implicações práticas da incerteza das taxas de produção na programação e custeio de projetos em um ambiente de construção enxuta. 58 Althoff, Colzani e Seibel (2009) apresentam a operacionalização de uma dinâmica que faz uso da simulação de uma linha de montagem de canetas visando demonstrar as diferenças entre a produção em massa e a manufatura enxuta. Uma aplicação desta dinâmica é descrita para demonstrar a diferença percebida pelos alunos de engenharia quanto aos sistemas produtivos em questão. Também é demonstrada a opinião dos participantes da dinâmica quanto às vantagens que essa metodologia traz ao ensino da engenharia de produção em relação aos métodos tradicionais. Gama, Scheer e Santos (2008) apresentaram um sistema com auxílio computacional de apoio ao ensino e à aprendizagem de conceitos matemáticos para cursos de engenharia e áreas afins. O sistema propicia uma análise da integração entre educação matemática, informática e o ensino de engenharia. Foi construído um repositório de objetos educacionais a partir dos conceitos de objetos educacionais. A utilização de uma descrição padrão em metadados é disponibilizada na forma de applets voltados para conteúdo específico da matemática e utiliza métodos numéricos para solucionar problemas de engenharia. Hafner et al (2011) descrevem a utilização do kit LEGO® Mindstorms no ensino de robótica no Programa de Educação Tutorial – Controle (PET-CA) e automação, na montagem e desenvolvimento da rotina aplicada ao robô escorpião, onde visam desenvolver uma metodologia de ensino utilizando o kit. A robótica pedagógica é definida como uma ferramenta que envolve questões multidisciplinares de caráter educacional que estimula os conceitos de “aprender fazendo” e “aprender apreciando”. Giorgetti (2006) afirma que é possível se conseguir uma enorme melhoria na qualidade da aprendizagem nos cursos de engenharia do país, mas para tanto, seria necessário um grande investimento no desenvolvimento de materiais didáticos apropriados, pedagogia apropriada e metodologias apropriadas. 59 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS O capítulo aborda a metodologia aplicada onde consta a caracterização da pesquisa, definição da simulação e método que será aplicado para avaliação, assim como são apresentadas as etapas, técnicas e métodos da pesquisa. 3.1 Caracterização da pesquisa A dissertação tem característica de pesquisa exploratória de caráter experimental, onde há o interesse em avaliar e descrever os resultados obtidos com simulações através de jogos didáticos. A pesquisa experimental utilizada para testar a eficiência deste método de ensino tem uma abordagem quantitativa e qualitativa que considera uma relação dinâmica entre a realidade e objetivo. A pesquisa quantitativa é caracterizada através de questionário (anexo A) com perguntas fechadas, múltiplas escolha e informações produzidas em análise numérica apurando informações do público. A abordagem qualitativa utilizada na pesquisa consistiu em avaliar, discutir e documentar o fenômeno dentro de um contexto com a finalidade de compreender as causas dos resultados obtidos e debater com as referências bibliográficas de caráter científico. 3.2 População e amostra Esta pesquisa foi desenvolvida no campus Boa Vista da SOCIESC, onde funcionam os cursos de graduação e mestrado em engenharia de produção. A SOCIESC, no entanto, também mantém cursos de graduação em engenharia de produção em Curitiba e Florianópolis. Entretanto, a pós-graduação em engenharia de produção, realizado no campus Marques de Olinda da SOCIESC, não foi considerado na pesquisa por tratar-se de uma administração separada (terceirizada). O Quadro 15 detalha a composição da população de alunos de engenharia de produção da SOCIESC. 60 NÍVEL CAMPUS Nº DE ALUNOS Graduação Joinville 328 Graduação Curitiba 95 Graduação Florianópolis 106 Mestrado Joinville 85 TOTAL 514 Quadro 15: Alunos de engenharia de produção da SOCIESC Fonte: SOCIESC (2012). A pesquisa proposta foi aplicada nas duas turmas da disciplina de Sistemas de Produção do Instituto Superior Tupy (IST), Joinville:  turma EGP321 em 29/11/2011 – 21 alunos;  turma EPR321 em 09/05/2012 – 11 alunos. Sistemas de Produção é uma disciplina da segunda fase do curso de engenharia de produção. Foi escolhida por duas razões principais: ambas as turmas são ministradas pelo autor da pesquisa e é a primeira disciplina em que a ementa contempla o ensino das abordagens puxada e empurrada de produção. Os 32 alunos (amostra disponível no momento da pesquisa) correspondem a 9,75% dos estudantes de graduação do IST Joinville (328 alunos), 7,46% do total de estudantes de graduação do IST e 6,22% do total de estudantes do quadro 14. Todos eles efetivamente participaram dos processos de observação e responderam os questionários fornecidos. Não foram considerados aqueles que chegaram tarde ou responderam apenas um dos questionários. 3.3 Técnicas e métodos Foi utilizada a técnica da observação direta intensiva, através da aplicação de uma dinâmica que simula a produção de uma família de carros. A dinâmica é um jogo funcional desenvolvido para comparar os sistemas puxados e empurrados, proporcionando as condições necessárias para que os alunos possam observar, analisar, comparar e diferenciar os conceitos e características desses dois sistemas, bem como avaliar os resultados e impactos da utilização dos mesmos. O jogo utiliza os recursos da MMV para simular balanceamento de linha de montagem, sequenciamento de produção e produção puxada versus produção empurrada. Pode 61 ser orientado para o ensino das disciplinas de Sistemas da Produção e Planejamento e Controle da Produção. Foi realizada a aplicação de um questionário para testar a metodologia de ensino desenvolvida a partir de jogos didáticos em sala de aula. O questionário foi entregue aos alunos participantes antes e após a realização da simulação de produção através de jogos didáticos (Anexo A). O objetivo do questionário elaborado pelo pesquisador foi avaliar e averiguar o resultado do aprendizado obtido com uma dinâmica de ensino baseada em jogos didáticos que utilizem técnicas lúdicas. Para garantir a objetividade da pesquisa, o questionário foi estruturado com dez questões de pergunta fechada, das quais oito são de múltipla escolha e duas são dicotômicas (duas opções que se contrapõem). As respostas obtidas na aplicação do questionário antes e após a realização da simulação foram tabuladas e transformadas em percentuais para permitir uma avaliação quantitativa dos ganhos obtidos no aprendizado com jogos didáticos. As quatro primeiras questões abordam as características e diferenças entre os sistemas puxado e empurrado de produção. A quinta questão trata da influência dos tamanhos de lotes nos níveis médios de estoque para um determinado item. As três questões seguintes são a respeito da filosofia just-in-time e do sequenciamento kanban. As duas últimas questões tratam de gargalos e do sistema de produção puxada. Os resultados obtidos permitiram avaliar os possíveis ganhos de aprendizagem com a MMV e testar a metodologia de ensino desenvolvida a partir de jogos didáticos em sala de aula. O emprego da Mini-Montadora de Veículos rádio- controlados (MMV) para o ensino do curso de Engenharia de Produção foi, dessa maneira, plenamente justificado. 3.4 Fases da pesquisa A presente pesquisa se divide em oito fases: definição da população, definição do tamanho da amostra, desenvolvimento do jogo didático, elaboração do questionário, aplicação da dinâmica, apresentação dos resultados da pesquisa, análise dos resultados e, por último, elaboração das propostas de melhorias e conclusões da pesquisa. 62 A definição da população foi realizada na primeira fase. Foram considerados todos os cursos de graduação e mestrado de todos os campi da SOCIESC. Na segunda fase foram definidas em quais turmas seriam realizados os experimentos, ou seja, o tamanho da amostra. Nessa etapa, foram selecionadas duas turmas da segunda fase ministradas pelo autor da pesquisa. Como os estudantes dessa fase ainda estão no início do curso de engenharia de produção, essa foi a primeira oportunidade que tiveram contato com os assuntos tratados na pesquisa. Em seguida, uma dinâmica baseada em um jogo didático simulando o funcionamento da Mini-Montadora de Veículos (MMV) foi desenvolvida na terceira etapa. O jogo foi desenvolvido tendo em vista abranger os assuntos tratados nessa pesquisa: balanceamento de linha de montagem, sequenciamento de produção e produção puxada versus produção empurrada. A elaboração do questionário para avaliar o aprendizado obtido após a realização da dinâmica foi realizada na quarta fase. As questões do questionário permitem avaliar o conhecimento obtido pelo aluno após a realização da dinâmica em sala de aula. Os experimentos foram realizados na quinta fase. Uma turma foi testada no segundo semestre de 2011 e outra no primeiro semestre de 2012. A sexta fase apresenta os resultados da pesquisa Foram apresentadas as pontuações obtidas antes e depois da realização da dinâmica com jogo educacional. Também foram apresentados os acertos por questão obtidos em cada uma das avaliações realizadas nos dois experimentos conduzidos pelo pesquisador. A análise dos resultados foi realizada na sétima fase. Foram analisadas as razões para a diferença de pontuação entre as duas turmas, bem como quais questões apresentaram maior diferença de pontuação entre as duas avaliações. Na oitava e última fase foram apresentadas as propostas de melhorias e as conclusões da pesquisa. Este capítulo abordou a metodologia aplicada, incluindo a caracterização da pesquisa, definição da simulação e método que será aplicado para avaliação, bem como as etapas, técnicas e métodos da pesquisa. O próximo capítulo apresenta a Mini-Montadora de Veículos (MMV) e trata da dinâmica elaborada para avaliar o potencial didático da MMV na formação de engenheiros de produção. 63 4 MINI-MONTADORA DE VEÍCULOS (MMV) O capítulo apresenta a Mini-Montadora de Veículos (MMV) e a dinâmica elaborada para avaliar o potencial didático da MMV na formação de engenheiros de produção. São apresentados os resultados dos testes realizados por meio de questionários com os alunos que participaram do experimento. 4.1 Apresentação da MMV A contextualização de problemas nas práticas de laboratório pode auxiliar o aluno a melhor compreender a dinâmica dos exercícios simulados e a aplicação dos conhecimentos adquiridos em situações reais. O que se propõe é justificar a construção de uma linha de montagem de mini-veículos como ferramenta de ensino que enfatize a experiência no processo de aprendizagem. A proposta prevê a possibilidade de se montar 60 veículos rádio-controlados com motores a explosão, alimentados com álcool metílico, em escala 1:10, divididos em 3 modelos, diferenciados pela cor da carroceria. A Figura 10 retrata o modelo de carroceria azul. Figura 10: Veículo rádio-controlado em escala 1:10 com carroceria azul Fonte: o autor (2012) A MMV conta com seis estações de montagem, duas estações de transferência e supermercados para estocagem de peças e produtos montados. As bancadas foram projetadas levando-se em consideração medidas ergonômicas, ausência de cantos vivos, uso de materiais leves e pés dobráveis para permitir o transporte. Em caso de surgir algum problema, cada bancada possui um botão de segurança que 64 permite paralisar toda a linha de montagem. A Figura 11 mostra uma bancada constituída por duas estações de trabalho. Figura 11: Bancada com duas estações de montagem Fonte: o autor (2012) O conjunto de estações possui um arranjo físico em forma de “U” para otimizar a utilização do espaço e permitir sua montagem em salas de aula. O projeto prevê duas linhas de montagem trabalhando em paralelo, uma correndo por dentro do “U” e outra correndo por fora, cada uma com seis postos de trabalho. Dessa maneira, doze alunos poderiam participar diretamente da montagem, além de outros seis atuando como abastecedores de linha e mais dois acondicionando os produtos montados em prateleiras. Evidentemente, dependendo do número de alunos matriculados na disciplina, essas quantidades podem variar para cima ou para baixo. A Figura 12 ilustra o arranjo físico em forma de “U” da MMV. Figura 12: Arranjo físico em forma de “U” da MMV Fonte: o autor (2012) 65 O projeto mecânico das estações de montagem e das estações de transferência está finalizado. Encontra-se detalhado em 3D e aguarda o término do projeto de comando e acionamento. Após a finalização completa do projeto e aprovação do orçamento proposto será possível começar a confecção das estações de trabalho e dos supermercados de estocagem. A Figura 13 ilustra a configuração da MMV idealizada para ser montada em sala de aula. Figura 13: Laboratório MMV Fonte: o autor (2012) Os veículos podem ser desmontados em diversas partes e componentes, mas como a linha de montagem possui apenas seis estações de trabalho, foram considerados alguns conjuntos montados, entre os quais: chassi inferior, eixo de tração dianteiro, eixo de tração traseiro, suspensão dianteira, suspensão traseira, motor e tanque de combustível. Para fins didáticos, no entanto, podem-se considerar outras configurações de montagem que permitam que eventuais problemas aflorem e permitam o desenvolvimento de soluções específicas. Uma vista explodida do veículo é mostrada na Figura 14. 66 Figura 14: Vista explodida do veículo Fonte: o autor (2012) 67 Foram consideradas diversas opções de montagem para definição das operações a serem realizadas em cada uma das seis estações de montagem. A melhor opção encontrada está resumida no Quadro 16, onde as seguintes informações são dadas para cada estação de trabalho: o número de operações e o tempo necessário em minutos, os conjuntos e peças montados, as ferramentas necessárias e a quantidade e tipo de fixadores necessários. O tempo de ciclo nessa situação é de 3,30 minutos (2,89 minutos com uma concessão de tempo de aproximadamente 15%). Estação N° de ops. Tempo Conjuntos / peças Ferramentas Fixadores/Quantidade 1º 3 2,76 Chassi inferior (Base) Chave Philip M Parafusos TP 7 Eixo de tração traseiro Pinça Parafusos TP F/H 10 Suspensão traseira Alicate de pico fino Tanque de combustível 2º 8 2,76 Motor Chave Philip G Cola trava 1 Mangueira do tanque Chave Philip M Fita de papel 2 Chave de segurança + encaixe do cabo elétrico Chave Philip P Métrico 3 Servo do acelerador canal 2 Pinça Parafusos TP 6 Servo do acelerador canal 1 Alicate de pico fino Bola Pillow 2 Bateria Receptor 3º 2 2,51 Eixo de tração dianteiro Chave Philip M Parafusos TP 7 Suspensão dianteira/ parafuso pivô Pinça Parafusos TP F/H 8 Alicate de pico fino 4º 1 2,76 Chave Philip M Parafusos TP 11 Pinça Métrico 3 Carcaça superior Alicate de pico fino 5º 3 2,41 Tampa da bateria Chave Philip M Parafusos TP 7 Pará-choque dianteiro Chave Philip P Braço de aceleração Pinça Alicate de pico fino 6º 3 2,89 Santo Antônio Chave de roda 5,5 mm Porca sextavada 4 Escapamento/ mangueira de retorno Chave Philip M Parafusos TP 5 Roda com eixo Pinça Parafusos TP F/H 1 Alicate de pico fino Fitas de nylon 2 Quadro 16: Operações realizadas por estação de trabalho Fonte: o autor (2012) 68 Mais importante que a criação do laboratório em si, no entanto, é o desenvolvimento de situações simuladas relacionadas com a gestão industrial e com os sistemas de produção que colaborem para o aprendizado e absorção de conceitos complexos por meio da contextualização. Para isso, é necessário avaliar as possibilidades que o Projeto MMV oferece no que diz respeito a ganhos no aprendizado dos alunos de engenharia de produção por meio de simulações do ambiente de produção e operação. As simulações devem contemplar a aplicação de conhecimentos teóricos na solução de problemas práticos por meio de exercícios simulados. A mini -montadora de veículos permitirá instrumentalizar o curso de engenharia de produção e oferecer ferramentas e práticas de laboratório que ajudem o aluno a entender de manei ra prática os diversos conceitos e técnicas envolvidos nos sistemas puxados e empurrados. A partir da situação inicial podem-se criar diversos jogos que simulem problemas ou dificuldades para que os alunos desenvolvam suas próprias soluções, acompanhados e supervisionados pelo professor ou facilitador. Também é possível alterar o número de operações ou a quantidade de estações de trabalho, desbalanceando propositalmente a linha de montagem. A contextualização de problemas nas práticas de laboratório pode auxiliar o aluno a melhor compreender a dinâmica dos exercícios simulados e a aplicação dos conhecimentos adquiridos em situações reais. Alguns exemplos de conceitos que poderão ser contextualizados em práticas de laboratório incluem:  autonomação e confecção de dispositivos a prova de erro;  tempo de ciclo x taxa de produção;  planejamento e estudo do trabalho;  balanceamento de linha de montagem;  sequenciamento de produção;  polivalência x “especialização” da mão-de-obra;  lote econômico x lote unitário ou mínimo;  produção puxada x produção empurrada;  estudos de demanda; 69  produção nivelada;  produção em massa x produção em lotes;  logística de armazenagem e distribuição;  ordens de montagem X programação kanban. Um objetivo secundário do Projeto MMV é tornar atrativo e conhecido o curso de engenharia de produção do Instituto Superior Tupy (IST) da Sociedade Educacional de Santa Catarina (SOCIESC). Para isso, é importante considerar o uso da linha de montagem de veículos rádio-controlados para promover eventos que sirvam de chamada para o curso de engenharia de produção. Por ser modular, a MMV poderá ser montada nas semanas acadêmicas da SOCIESC e em feiras, exposições, shopping centres e outros espaços disponíveis para divulgação. O impacto visual da linha de montagem poderá não apenas captar novos alunos para o curso de engenharia de produção, mas também será muito importante na obtenção de bolsas de estudo das empresas da região. 4.2 Desenvolvimento dos jogos didáticos Nessa pesquisa foram realizados experimentos com um grupo selecionado de alunos do curso de engenharia de produção, comparando o aprendizado obtido através de aulas puramente teóricas com uma dinâmica de ensino baseada em jogos didáticos que utilizam técnicas lúdicas para simular o ambiente de produção utilizando bloquinhos de montagem LEGO®. Para tanto, o autor dessa dissertação orientou dois trabalhos de conclusão de curso (TCC) focados no desenvolvimento de jogos a serem utilizados na MMV. Os resultados obtidos devem ser generalizados, considerando a montagem de modelos em escala 1:10 de veículos com motores a combustão da MMV. Alguns exemplos de conceitos que podem ser contextualizados em práticas de laboratório incluem balanceamento de linha de montagem, sequenciamento de produção e produção puxada versus produção empurrada. Nos jogos desenvolvidos por Pacca (2012), ficou delimitado que os carros deveriam ser divididos em 04 conjuntos (chassi, rodas, motor e carroceria), caracterizando e limitando as etapas de montagem dos carros de modo a simular a 70 operação da MMV. Embora existam diversas possibilidades diferentes de montagem, foram escolhidas apenas duas para a realização do experimento, denominadas Lego X-10 e Lego X-20. A Figura 15 apresenta os diferentes conjuntos do carro X-10.  conjunto chassi – bloquinhos vermelhos;  conjunto rodas – bloquinhos verdes nas partes dianteira e traseira do carro;  conjunto motor – bloquinho verde na parte central do carro;  conjunto carroceria – bloquinhos amarelos. Figura 15: Carro X-10 com bloquinhos de montagem LEGO® Fonte: Pacca (2012) A Figura 16 apresenta os diferentes conjuntos do Lego X-20, caracterizando um modelo com carroceria diferente do Lego X-10:  conjunto chassi – bloquinhos vermelhos;  conjunto rodas – bloquinhos verdes nas partes dianteira e traseira do carro;  conjunto motor – bloquinho verde na parte central do carro;  conjunto carroceria – bloquinhos laranja. 71 Figura 16: Carro X-20 com bloquinhos de montagem LEGO® Fonte: Pacca (2012) As mesas e cadeiras da sala de aula formaram um arranjo físico em forma de “U” composto por quatro células de montagem, uma célula de expedição, uma célula cliente e uma célula de suprimentos, compatíveis com a estrutura física da MMV. Figura 7 proporciona uma visão geral desse arranjo físico e a posição de cada um dos doze alunos que participaram da montagem. Figura 17: Arranjo físico da sala de aula para realização do experimento Fonte: Pacca (2012) 72 O programador da produção representa o setor de planejamento e controle da produção no processo produtivo do experimento. Esse aluno é responsável por emitir as ordens de produção e as requisições de materiais. As células de montagem representam as quatro primeiras etapas no processo produtivo propriamente dito do experimento:  montagem do chassi;  montagem das rodas;  montagem do motor;  montagem da carroceria. A montagem do carro inicia na célula de montagem do conjunto chassi. O conjunto chassi montado é enviado para a célula de montagem do conjunto rodas, onde ambos os conjuntos são acoplados. O conjunto chassi com as rodas montadas é enviado para a célula de montagem do conjunto motor, onde um bloquinho representando o motor é acoplado na parte inferior do conjunto chassi. Finalmente, na última célula de montagem, o conjunto carroceria é acoplado na parte superior do conjunto chassi. Cada célula é operada por um aluno (operadores 01 a 04) e é formada por três mesas: a primeira para a matéria-prima, a segunda para a montagem e a terceira servindo de supermercado de itens semi -acabados. A Figura 18 apresenta a configuração da célula de montagem 01 (montagem do chassi). Figura 18: Célula de Montagem 01 – “Montagem Chassi” Fonte: Pacca (2012) A quinta etapa do processo produtivo é realizada na célula de expedição, onde um aluno (operador 05) retira os carros da última etapa do processo de 73 montagem e estoca os produtos acabados na expedição, de onde os produtos são enviados para a célula cliente. A Figura 19 ilustra a célula de expedição. Figura 19: Célula de Expedição – “Produtos Acabados” Fonte: Pacca (2012) A célula cliente é responsável por processar o pedido de venda dos produtos da empresa. Um aluno representa o mercado consumidor e é responsável por realizar a emissão dos pedidos de vendas. Outro aluno (operador 10) é responsável por verificar a disponibilidade de produtos no estoque, validando ou não o pedido de compras (quando não existe produto em estoque a venda é considerada perdida), registrando se a demanda do consumidor foi atendida ou não (coleta de dados). A Figura 20 ilustra a célula cliente. Figura 20: Célula Cliente - "Venda dos Produtos" Fonte: Pacca (2012) A célula de suprimentos realiza a desmontagem dos produtos, separação e estoque das matérias-primas e o subsequente abastecimento dos estoques de 74 matérias-primas das células de montagem. A Figura 21 ilustra a célula de suprimentos. FIGURA 21: Célula de Suprimentos - "Matérias-Primas" Fonte: Pacca (2012) O operador 06 é responsável pela desmontagem dos carros, permitindo que suas peças voltem ao processo produtivo de forma cíclica. O operador 07 separa e classifica os blocos, organizando-os em lotes para que os operadores 08 e 09 possam realizar o suprimento das células de montagem. O operador 08 analisa as solicitações de compras e abastece os estoques de matéria-prima das células de montagem 01 e 02, enquanto o operador 09 atende de forma similar as células de montagem 03 e 04. Os operadores 08 e 09 devem apenas e tão somente realizar o abastecimento de um lote de matéria-prima de cada vez. 4.3 Etapas do processo produtivo De modo geral, o processo produtivo do experimento é caracterizado pela montagem, comercialização e desmontagem dos carros. Essas ações tornam o processo produtivo cíclico e permite que a dinâmica não necessite de materiais didáticos em demasia. O processo produtivo, composto por quatro células para a montagem, duas células para a comercialização e uma célula para a desmontagem, acarreta 33 atividades realizadas por 12 operadores. O Quadro 17 apresenta uma visão geral do fluxograma do processo produtivo do experimento, listando todos os tipos de atividades realizadas e suas respectivas descrições. A Figura 17 permite visualizar quem é responsável por cada um dessas atividades e onde elas são realizadas. 75 DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE 1 EMITIR ORDENS DE PRODUÇÃO 2 RETIRAR MP's 3 MONTAR CHASSI 4 SUBCONJUNTO AGUARDA PROCESSO SUBSEQUENTE 5 RETIRAR MP's 6 MONTAR EIXO TRASEIRO 7 MONTAR EIXO DIANTEIRO 8 RETIRAR SUBCONJUNTO DO PROCESSO ANTERIOR 9 MONTAR RODAS NO SUBCONJUNTO 10 SUBCONJUNTO AGUARDA PROCESSO SUBSEQUENTE 11 RETIRAR MP's 12 MONTAR MOTOR TIPO DE ATIVIDADE 13 RETIRAR SUBCONJUNTO DO PROCESSO ANTERIOR 14 MONTAR MOTOR NO SUBCONJUNTO 15 SUBCONJUNTO AGUARDA PROCESSO SUBSEQUENTE 16 RETIRAR MP's 17 MONTAR CARROCERIA 18 RETIRAR SUBCONJUNTO DO PROCESSO ANTERIOR 19 MONTAR CARROCERIA NO SUBCONJUNTO 20 PRODUTO AGUARDA PROCESSO SUBSEQUENTE 21 TRANSPORTAR PRODUTOS PARA ESTOQUE 22 ESTOQUE DE PRODUTOS ACABADOS 23 ENVIAR PEDIDO DE VENDA 24 VERIFICAR DISPONIBILIDADE 25 TRANSPORTAR PRODUTO PARA O CLIENTE 26 APROVAR PRODUTO 27 COLETAR DADOS 28 TRANSPORTAR PRODUTO PARA DESMONTAGEM 29 DESMONTAR PRODUTO 30 SEPARAR AS PEÇAS 31 ESTOQUE DE MP's 32 EMITIR REQUISIÇÕES DE MATERIAIS Quadro 17: Fluxograma do processo produtivo do experimento Fonte: Pacca (2012) 76 4.4 Jogos executados na dinâmica A dinâmica é composta por quatro jogos, cada jogo simulando características produtivas diferentes para fornecer dois produtos, denominados Lego X-10 e Lego X-20, para o mercado consumidor. Essas características impactam diretamente no processo produtivo e proporcionam diferentes cenários em cada um dos jogos, possibilitando que os alunos possam analisar, comparar e diferenciar os conceitos e características dos sistemas puxado e empurrado de produção, avaliando seus diferentes resultados e desempenho. A seguir serão apresentados os jogos, suas descrições e características. Os jogos iniciam a partir da ação combinada do programador da produção e do consumidor. Em decorrência dessa ação combinada, os demais alunos (operadores 01 a 10) realizam suas atividades. Nos jogos que simulam um sistema empurrado de produção, o programador da produção é responsável por emitir as ordens de produção e as requisições de materiais, permitindo que os operadores 01, 02, 03, 04, 05, 08 e 09 realizem suas ações no jogo. As informações contidas nas ordens de produção (Figura 22) indicam para os operadores quantos carros serão produzidos e qual a sequência de produção. Figura 22: Ordem de Produção Fonte: Pacca (2012) 77 As informações contidas nas requisições de materiais indicam para os operadores 08 e 09 quais materiais precisam ser supridos no processo produtivo. Para tornar o processo de emissão das requisições de materiais mais dinâmico, o lote econômico deve possuir uma quantidade de materiais que permita a montagem de quatro conjuntos de itens semi-acabados. Nas requisições de materiais estão contidas as informações correspondentes aos tipos de peças e as respectivas quantidades de cada lote econômico utilizado na dinâmica. As figuras 23 a 27 ilustram as diferentes requisições de materiais utilizadas nos jogos para realizarem o suprimento de bloquinhos referentes aos conjuntos de chassis, rodas, motores e carrocerias (“hatch” para o modelo Lego X- 10 e “conversível” para o modelo Lego X-20). Figura 23: Requisição de Materiais (chassi) Fonte: Pacca (2012) Figura 24: Requisição de Materiais (rodas) Fonte: Pacca (2012) 78 Figura 25: Requisição de Materiais (motor) Figura 26: Requisição de Materiais (carroceria) Fonte: Pacca (2012) Fonte: Pacca (2012) Figura 27: Requisição de Materiais (carroceria) Fonte: Pacca (2012) Por outro lado, o consumidor ou cliente é responsável por emitir os pedidos de venda que, após ser concretizada, permite que os operadores 05, 06, 07 e 10 executem suas atividades. 79 A emissão do pedido de venda é caracterizada pela escolha aleatória de um dos produtos pelo consumidor ao lançar um dado. O valor obtido no sorteio é correlacionado aos valores constantes no pedido de venda, conforme ilustra a Figura 28. Figura 28: Pedido de Venda Fonte: Pacca (2012) Para que a demanda não ultrapasse a capacidade produtiva do experimento, ficou definido que o consumidor só pode realizar a emissão de um pedido de venda quando ocorrer a chegada de um novo produto no estoque de produtos acabados. Portanto, quando o estoque de produtos acabados atingir o nível inicial do jogo. Também fica definido que sempre que um pedido de venda não seja atendido o jogador consumidor tem direito a realizar um novo pedido. A seguir serão apresentados os quatro jogos que compõem a dinâmica, suas características e estratégias produtivas, além do objetivo geral dos jogos. A divisão da dinâmica em quatro jogos tem por objetivo proporcionar aos alunos um ambiente no qual eles possam observar e analisar o funcionamento do processo produtivo através de diferentes cenários. 80 4.4.1. Jogo 01 Objetivo do Jogo Simular o processo produtivo sem fornecer informações acerca do mercado consumidor ao programador da produção. Cenário Nesse primeiro jogo, não existem informações relacionadas com a previsão da demanda. O planejamento e programação da produção, portanto, acontecem através das suposições e apostas do programador da produção sobre os desejos do mercado consumidor. Esse cenário tende a proporcionar um ambiente de desordem no processo produtivo. Características O Jogo 01 apresenta as seguintes características:  sistema empurrado de produção;  previsão de demanda inexistente, ou seja, não há histórico sobre a demanda do mercado consumidor;  estoque de produtos acabados em níveis medianos, ou seja, deve existir duas unidades de cada produto no estoque no inicio do jogo. Etapas do Jogo  preparação: verificar se o arranjo físico está conforme e abastecer as células de montagem com um lote de suas respectivas matérias-primas para que o jogo inicie e que o processo de montagem funcione sem interrupções;  inicio: o jogo inicia a partir do lançamento do dado pelo consumidor. O sorteio através do dado permite a emissão do pedido de venda que autoriza o programador da produção a realizar o preenchimento e emissão da ordem de produção; 81  término: o jogo termina quando os níveis de estoques estiverem em níveis muito elevados e/ou quando terminar o tempo estimado para o jogo;  observações: orienta-se que sejam realizadas paradas no jogo para que os alunos possam observar o processo produtivo;  análise dos resultados: após o término da produção realizar a análise dos dados coletados pelo OP-10 e discutir com os alunos os percentuais de vendas efetuadas e perdidas. Corolário A falta de informações sobre o mercado consumidor em um sistema empurrado de produção ocasionará o excesso de estoque e/ou o não atendimento da demanda. 4.4.2 Jogo 02 Objetivo do Jogo Simular o processo produtivo utilizando um sistema empurrado de produção com baixos níveis de estoque. Cenário Nesse segundo jogo, apesar do surgimento das informações sobre as previsões de vendas, o jogo inicia com o estoque de produtos acabados em níveis baixos. Esse cenário tende a resultar em altos índices de vendas perdidas. Características O Jogo 02 apresenta as seguintes características:  sistema empurrado de produção;  previsão de demanda existente, indicando um consumo de 50 % de carros Lego X-10 e 50 % de carros Lego X-20;  estoque de produtos acabados em níveis baixos, ou seja, deve existir apenas uma unidade de cada produto no estoque no inicio do jogo. 82 Etapas do Jogo  preparação: verificar se o arranjo físico está conforme e abastecer as células de montagem com um lote de suas respectivas matérias-primas para que o jogo inicie e que o processo de montagem funcione sem interrupções.  inicio: o jogo inicia a partir do lançamento do dado pelo consumidor. O sorteio através do dado permite a emissão do pedido de venda que autoriza o programador da produção a realizar o preenchimento e emissão da ordem de produção.  término: o jogo termina quando os níveis de estoques estiverem em níveis muito elevados e/ou quando terminar o tempo estimado para o jogo;  observações: orienta-se que sejam realizadas paradas no jogo para que os alunos possam observar o processo produtivo;  análise dos resultados: a análise e discussão dos dados coletados pelo OP-10 referentes aos percentuais de vendas efetuadas e perdidas é realizada após o término da produção. Corolário Quando um sistema empurrado de produção adota a estratégia de baixos níveis de estoques em seu processo produtivo, as diferenças entre a previsão de vendas e a quantidade efetivamente demandada ocasionam a formação de estoques e/ou o não atendimento da demanda. Isso ocorre porque o sistema produtivo não consegue absorver as oscilações do mercado consumidor. 4.4.3. Jogo 03 Objetivo do Jogo Simular o processo produtivo utilizando um sistema empurrado de produção com altos níveis de estoque. 83 Cenário Nesse terceiro jogo, as informações sobre as previsões de vendas continuam as mesmas do Jogo 02, porém o jogo inicia com um nível alto de estoque de produtos acabados. Esse cenário tende a resultar em baixos níveis de vendas perdidas. Características O Jogo 03 apresenta as seguintes características:  sistema empurrado de produção;  previsão de demanda existente, indicando um consumo de 50 % de carros Lego X-10 e 50 % de carros Lego X-20;  estoque de produtos acabados em níveis altos, ou seja, devem existir três unidades de cada produto no estoque no inicio do jogo. Etapas do Jogo  preparação: verificar se o arranjo físico está conforme e abastecer as células de montagem com um lote de suas respectivas matérias-primas para que o jogo inicie e que o processo de montagem funcione sem interrupções.  inicio: o jogo inicia a partir do lançamento do dado pelo consumidor. O sorteio através do dado permite a emissão do pedido de venda que autoriza o programador da produção a realizar o preenchimento e emissão da ordem de produção.  término: o jogo termina quando os níveis de estoques estiverem em níveis muito elevados e/ou quando terminar o tempo estimado para o jogo;  observações: orienta-se que sejam realizadas paradas no jogo para que os alunos possam observar o processo produtivo;  análise dos resultados: a análise e discussão dos dados coletados pelo OP- 10 referentes aos percentuais de vendas efetuadas e perdidas é realizada após o término da produção. 84 Corolário Quando um sistema empurrado de produção adota a estratégia de altos níveis de estoques em seu processo produtivo, as oscilações do mercado consumidor, na maioria das vezes, são absorvidas pelo estoque. Entretanto, esses altos níveis de estoques geram custos elevados de produção, podendo resultar em perda de competitividade. 4.4.4. Jogo 04 Objetivo do Jogo Simular o processo produtivo utilizando um sistema puxado de produção. Cenário Nesse quarto jogo, adota-se o sistema puxado de produção com programação kanban. O sistema kanban proporciona maior autonomia aos jogadores na realização de suas tarefas e facilidade no gerenciamento dos estoques. Esse cenário tende a resultar no cumprimento de todos os pedidos de vendas realizados pelo consumidor. Características O Jogo 04 apresenta as seguintes características:  sistema puxado de produção;  programação kanban;  previsão de demanda existente, indicando um consumo de 50 % de carros Lego X-10 e 50 % de carros Lego X-20;  programador da produção ficará responsável apenas por acompanhar o funcionamento do sistema kanban;  estoque de produtos acabados em níveis equilibrados e controlados - apenas uma unidade de cada produto no estoque no inicio do jogo. 85 Etapas do Jogo  preparação: verificar se o arranjo físico está conforme e abastecer as células de montagem com um lote de suas respectivas matérias-primas para que o jogo inicie e que o processo de montagem funcione sem interrupções;  inicio: o jogo inicia a partir do lançamento do dado pelo consumidor. O sorteio através do dado permite a emissão do pedido de venda e, a partir disso, os demais jogadores realizam suas ações de forma autônoma, por meio do acompanhamento e observação no sistema kanban;  término: o jogo termina quando atingir o tempo estimado para o jogo;  observações: orienta-se que sejam realizadas paradas no jogo para que os alunos possam observar o processo produtivo;  análise dos resultados: a análise e discussão dos dados coletados pelo OP- 10 referentes aos percentuais de vendas efetuadas e perdidas é realizada após o término da produção. Corolário O sistema puxado de produção possibilita que o sistema produtivo reaja pontualmente às solicitações do mercado consumidor sem a necessidade de altos níveis de estoques. Além disso, não existe o desperdício de esforços na gestão e manutenção dos estoques. 4.5 Aplicação da dinâmica A aplicação da dinâmica foi realizada em dois grupos pertencentes à população com objetivo de validar o modelo proposto. Além da aplicação dos jogos 01 a 04, foram efetuadas duas avaliações com os membros da população envolvidos no experimento para avaliar o nível de aproveitamento conseguido com o modelo proposto. Inicialmente foram apresentados os objetivos dos jogos e um resumo de suas características e funcionalidades. Em seguida foi aplicado o questionário com o objetivo de quantificar o nível de conhecimento dos alunos sobre os assuntos que foram abordados durante os jogos. O Quadro 18 resume os resultados dos diversos jogos aplicados em sala de aula. 86 JOGO Resultados 01  ambiente de desordem no processo produtivo;  não atendimento às necessidades do consumidor;  a falta de previsão de demanda teve um reflexo negativo no ambiente produtivo, causando um aumento excessivo nos níveis do estoque de produtos acabados em relação ao início do jogo;  houve um alto nível de vendas perdidas (em torno de 10%);  o jogo demonstrou aos alunos que a falta de previsões de venda em um sistema empurrado de produção ocasionará o excesso de estoque e/ou o não atendimento da demanda. 02  o ambiente produtivo passou a ficar mais organizado, porém ainda existiram falhas no atendimento às necessidades do consumidor;  a previsão de demanda teve um reflexo positivo no ambiente produtivo, mas os níveis de estoque de produtos acabados novamente aumentaram em relação ao início do jogo;  os níveis de vendas perdidas registrados ainda foram altos e aproximadamente 20% dos pedidos de vendas não puderam ser atendidos;  o jogo demonstrou aos alunos que quando um sistema empurrado de produção adota a estratégia de baixos níveis de estoques em seu processo produtivo, as diferenças entre a previsão de vendas e a quantidade efetivamente demandada ocasionam a formação de estoques e/ou o não atendimento da demanda, pois o sistema produtivo não consegue absorver as oscilações do mercado consumidor. 03  o aumento nos níveis de estoque de produtos acabados resultou em uma melhora no atendimento das necessidades do consumidor;  porém, após algumas rodadas, observou-se que mesmo com altos níveis de estoque de produtos acabados, ainda ocorreram algumas pequenas falhas no atendimento às necessidades do consumidor;  os altos níveis de estoques de produtos acabados impactam na competitividade do sistema produtivo;  os níveis de vendas perdidas registrados foram bem abaixo dos anteriores e aproximadamente 3% dos pedidos de vendas não puderam ser atendidos;  o jogo demonstrou aos alunos que quando um sistema empurrado de produção adota a estratégia de altos níveis de estoques em seu processo produtivo, as oscilações do mercado consumidor, na maioria das vezes, são absorvidas pelo estoque, porém os custos elevados de produção gerados pela elevação do nível de estoque podem resultar em perda de competitividade. 04  a mudança na estratégia de produção proporcionou mais autonomia aos jogadores na realização de suas atividades e facilitou a gestão dos estoques;  a utilização do sistema puxado de produção teve reflexos positivos no funcionamento do sistema de produção;  as características do sistema kanban impactaram na gestão e manutenção dos estoques;  os níveis de vendas perdidas foram zerados, ou seja, o atendimento a demanda ocorreu de forma pontual;  o jogo demonstrou aos alunos que o sistema puxado de produção possibilita ao sistema produtivo reagir pontualmente às solicitações do mercado consumidor sem a necessidade de altos níveis de estoques, facilitando o gerenciamento dos mesmos. Quadro 18: Resultados dos jogos Fonte: adaptado de Pacca (2012) 87 Após a aplicação do questionário, foram selecionados os alunos que participaram ativamente dos jogos. Os jogadores receberam um rápido treinamento sobre as atividades que realizariam e sobre o funcionamento geral do ambiente simulado. O questionário foi aplicado novamente, após a conclusão dos jogos, com o objetivo de quantificar o nível de conhecimento dos alunos depois da realização da dinâmica. A diferença entre os resultados das avaliações aplicadas aos alunos durante a realização dos dois experimentos permite que se possa avaliar o aprendizado resultante das dinâmicas baseadas em jogos didáticos. 4.5.1 Avaliação do Experimento 01 O Experimento 01 foi realizado com 21 alunos da turma EGP 321. O Quadro 19 apresenta os percentuais de acertos por questão obtidos em cada uma das avaliações realizadas no Experimento 01. QUESTÃO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Antes da realização da dinâmica 81 76 43 52 10 38 14 57 24 19 Após a realização da dinâmica 82 82 56 77 50 55 32 73 50 68 Quadro 19: Acertos por questão - Experimento 01 Fonte: adaptado de Pacca (2012) A Figura 29 ilustra de forma gráfica os percentuais de acertos por questão obtidos em cada uma das avaliações realizadas no Experimento 01. O teste de nivelamento se refere àquele realizado antes da realização do experimento. O teste de aproveitamento se refere àquele realizado após a conclusão dos jogos. Em ambos foi aplicado o mesmo questionário. 88 Figura 29: Acertos por questão - Experimento 01 Fonte: Pacca (2012) Embora todas as questões aplicadas nas avaliações apresentarem alguma evolução nos seus níveis de acertos, a amostra apresentou uma evolução muito pequena nas questões 1 e 2. Nas questões 4 e 6 apresentaram níveis de evolução de aproximadamente 50% e nas questões 7 e 9 o grupo apresentou índices de evolução superiores a 200%. Na questão 10 a evolução foi superior a 300%, enquanto a questão 5 apresentou uma evolução de 525%. O Quadro 20 compila os erros, acertos e média das duas avaliações realizadas no Experimento 01. TESTE ACERTOS ERROS MÉDIA DE ACERTOS POR ALUNO Antes da realização da dinâmica 87 123 4,14 Após a realização da dinâmica 137 73 6,52 Quadro 20: Resultados do Experimento 01 Fonte: adaptado de Pacca (2012) As informações apresentadas no Quadro 20 mostram uma evolução na média de acertos por alunos de 4,14 para 6,52. Esta evolução representa um índice médio de aproveitamento de 57,5% após a realização da dinâmica. 4.5.2 Avaliação do Experimento 02 O Experimento 02 foi realizado com 11 alunos da turma EPR 321. O Quadro 21 apresenta os percentuais de acertos por questão obtidos em cada uma das avaliações realizadas no Experimento 01. Durante a aplicação das avaliações do 89 Experimento 02, observou-se uma falha de impressão na questão 10. Por esta razão, a mesma foi desconsiderada na coleta e análises dos dados. QUESTÃO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Antes da realização da dinâmica 82 82 27 27 18 18 27 36 0 0 Após a realização da dinâmica 100 100 36 73 36 36 36 55 18 0 Quadro 21: Acertos por questão - Experimento 02 Fonte: adaptado de Pacca (2012) A Figura 30 ilustra de forma gráfica os percentuais de acertos por questão obtidos em cada uma das avaliações realizadas no Experimento 01. O teste de nivelamento se refere àquele realizado antes do experimento e o teste de aproveitamento se refere àquele realizado após o experimento. Figura 30: Acertos por questão - Experimento 02 Fonte: Pacca (2012) Novamente, todas as questões aplicadas nas avaliações apresentaram alguma evolução nos seus níveis de acertos. Os alunos apresentaram uma evolução de 22% nas questões 1 e 2, atingindo um nível de aproveitamento de 100% na segunda avaliação. Na questão 8 o grupo apresentou um índice de evolução de 50% e nas questões 5 e 6 apresentou índices de evolução de exatamente 200%. A questão 4 apresentou um índice de evolução de 267% neste experimento. O Quadro 22 compila os erros, acertos e média das duas avaliações realizadas no Experimento 02. 90 TESTE ACERTOS ERROS MÉDIA DE ACERTOS POR ALUNO Antes da realização da dinâmica 35 64 3,54 Após a realização da dinâmica 54 45 5,45 Quadro 22: Resultados do Experimento 02 Fonte: adaptado de Pacca (2012) As informações apresentadas no quadro 20 mostram uma evolução na média de acertos por alunos de 3,54 para 5,45. Esta evolução representa um índice médio de aproveitamento de 54,3% após a realização da dinâmica. Mesmo com a realização dos experimentos em momentos distintos do plano de ensino da disciplina, observa-se que, em ambos os casos a aplicação da dinâmica proporcionou evolução nos índices de aproveitamento dos alunos. Este capítulo apresentou a Mini-Montadora de Veículos (MMV) e a dinâmica elaborada para avaliar o potencial didático da MMV na formação de engenheiros de produção. Foram apresentados os resultados dos testes realizados por meio de questionários com os alunos que participaram do experimento. No próximo capítulo são apresentadas as conclusões finais da pesquisa e as recomendações para trabalhos futuros. 91 5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Este capítulo apresenta as conclusões finais da pesquisa e as recomendações consideradas oportunas para trabalhos futuros. 5.1 Conclusões finais Esta pesquisa descreveu um estudo proposto para avaliar se uma linha de montagem de veículos rádio-controlados em escala 1:10 pode ser um recurso pedagógico adequado para simular uma série de situações usualmente encontradas nos sistemas de fabricação de produtos padronizados. As simulações visam facilitar a contextualização dos conceitos de manufatura e atendem os objetivos acadêmicos do curso de engenharia de produção: formar um profissional capaz de lidar com sistemas integrados de produção de bens e serviços, desde o projeto, instalação, melhoria e manutenção, privilegiando conhecimentos básicos de engenharia, processos, gestão da qualidade, estratégias e organizações, ergonomia e segurança do trabalho, logística e tecnologia da informação. Diferentes jogos didáticos podem ser criados a partir da configuração inicial da linha de montagem e, dependendo da criatividade dos participantes, muitas situações podem ser simuladas e utilizadas de forma didática. Os participantes podem fazer comparações e analogias do jogo com situações reais do ambiente de produção e identificar falhas, acertos, facilidades e dificuldades encontradas. Para cumprir com os objetivos propostos nesta pesquisa, foram realizados dois experimentos com jogos educacionais baseados em bloquinhos de montagem LEGO® para simular os ambientes de produção puxada e empurrada. Foram aplicadas avaliações antes e depois da realização de cada dinâmica para mensurar o aprendizado através de jogos educacionais. A diferença de pontuação entre um teste e outro mostra a aquisição de conhecimento obtida com a execução da dinâmica e serve como evidência do aprendizado. A aplicação da dinâmica proporcionou uma evolução no índice médio de aproveitamento dos alunos superior a 50% em ambos os experimentos. O índice foi de 57,5% no Experimento 01 e de 54,3% no Experimento 02. Observa-se que todas as questões apresentaram alguma evolução após a realização da dinâmica. No 92 Experimento 01 foi obtido um índice de aproveitamento de 525% na questão 5. No Experimento 02, os alunos obtiveram um nível de aproveitamento de 100% nas questões 1 e 2 na segunda avaliação. Entretanto, algumas questões não demonstraram uma evolução significativa em ambos os experimentos. É o caso das questões 3 e 8, que apresentaram índices de evolução inferiores a 50% nos dois experimentos. A diferença de resultados entre os dois experimentos pode ser explicada pelo momento em que os testes foram aplicados. O Experimento 01 ocorreu no fim do semestre, período em que os conteúdos abordados na dinâmica já haviam sido ministrados da forma tradicional. Por outro lado, o Experimento 02 aconteceu na metade do semestre, antes que alguns dos conteúdos tenham sido abordados em sala de aula. Enquanto a EGP321 obteve um índice médio de 4,14, a EPR321 atingiu a média de 3,54, um índice de aproveitamento 15% menor. A pesquisa cumpriu cada um dos objetivos específicos:  o diagnóstico obtido justificou a necessidade de empregar uma mini- montadora de veículos rádio-controlados (MMV) para o curso de engenharia de produção;  foi desenvolvida uma dinâmica baseada em jogos didáticos que utilizam os recursos da MMV para simular balanceamento de linha de montagem, sequenciamento de produção e produção puxada versus produção empurrada;  a metodologia de ensino desenvolvida a partir de jogos didáticos em sala de aula foi testada para avaliar os possíveis ganhos de aprendizagem com a MMV. Embora exista a possibilidade de realização de experimentos através de uma dinâmica de ensino baseada na utilização de bloquinhos de montagem LEGO®, o emprego de carros em escala 1:10 possui algumas vantagens potenciais adicionais. A maior complexidade permite uma aproximação maior da realidade, pois os 93 produtos a serem montados emitem sons e cheiros provenientes de seus motores a explosão que despertam a curiosidade e o interesse dos alunos. Por outro lado, nada impede que alguns experimentos mais simples sejam realizados na MMV com bloquinhos de montagem LEGO®. A resistência e durabilidade dessas peças justificam seu emprego em diversas situações como uma forma mais econômica de simulação. 5.1 Recomendações para trabalhos futuros Esta dissertação delineia como recomendações para trabalhos futuros o desenvolvimento de outros jogos didáticos que envolvam o ambiente de produção. Diversos trabalhos podem ser realizados utilizando a MMV como ferramenta de simulação do ambiente de operações, entre os quais, sugere-se:  desenvolver um estudo quanto às diferenças entre os processos produtivos puxados e empurrados;  procurar identificar quais as consequências de cada um destes modelos de gestão sob a ótica da cadeia produtiva, observando e considerando as relações entre fornecedor x empresa x cliente;  desenvolver simulações para testar as diversas possibilidades de balanceamento da linha de montagem;  avaliar o impacto das variações de demanda no ambiente produtivo;  desenvolver jogos que considerem a gestão de qualidade na linha montagem;  procurar identificar outros produtos que podem ser montados na MMV e desenvolver jogos apropriados ao grau de complexidade destes produtos. 94 REFERÊNCIAS ALÁRCON, L. F.; ASHLEY, D. B. Playing games: evaluating the impact of lean production strategies on project cost and schedule. Proc. 7 th Annual Conf. of the Intl. 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RIO DE JANEIRO: Campus, 2004. 99 Anexo A Questionário para avaliação didática 1. Assinale quais dos sistemas produtivos a imagem abaixo representa. A. Produção Puxada B. Produção Empurrada 2. Assinale quais dos sistemas produtivos a imagem abaixo representa. A. Produção Puxada B. Produção Empurrada 3. Assinale a alternativa que descreve corretamente algumas características do sistema empurrado de produção. A. Baixos níveis de estoques no processo produtivo. Baixos níveis de lead time de produção. Lote econômico. Decisões centralizadas. Programação baseada em ordens de produção. Controle Informatizado. B. Altos níveis de estoques no processo produtivo. Altos níveis de lead time de produção. Lote econômico. Decisões centralizadas. Programação baseada em ordens de produção. Controle Informatizado. 100 C. Baixos níveis de estoques no processo produtivo. Altos níveis lead time de produção. Lote econômico. Decisões centralizadas. Programação baseada em taxas de produção. Controle Informatizado. D. Altos níveis de estoques no processo produtivo. Baixos níveis de lead time de produção. Lote unitário. Decisões centralizadas. Programação baseada em ordens de produção. Controle Informatizado. 4. Assinale a alternativa que descreve corretamente algumas características do sistema puxado de produção. A. Níveis controlados de estoques no processo produtivo. Altos níveis de lead time de produção. Lote Econômico. Decisões centralizadas. Programação baseada em taxas de produção. Controle Visual. B. Níveis não controlados de estoques no processo produtivo. Altos níveis de lead time de produção. Lote Unitário. Decisões descentralizadas. Programação baseada em taxas de produção. Controle Visual. C. Níveis controlados de estoques no processo produtivo. Baixos níveis de lead time de produção. Lote Unitário. Decisões descentralizadas. Programação baseada em taxas de produção. Controle Visual. D. Níveis não controlados de estoques no processo produtivo. Baixos níveis de lead time de produção. Lote Unitário. Decisões descentralizadas. Programação baseada em ordens de produção. Controle Visual. 5. Assinale a alternativa que melhor representa a influência dos tamanhos de lotes nos níveis médios de estoque para um determinado item: A. Tamanhos de lotes maiores tendem a diminuir os níveis de estoque médio pelo maior consumo B. Tamanhos de lotes maiores tendem a aumentar os níveis de estoque médio C. Tamanhos de lotes não influenciam os níveis de estoque médio de um determinado item D. Tamanhos de lotes maiores diminuem os níveis de estoque médio devido à menor diferença entre estoque máximo e estoque mínimo 101 6. Assinale a alternativa que melhor representa o objetivo fundamental do sistema Just in Time: A. Resolver o problema de coordenação entre demanda e obtenção dos itens, aceitando as incertezas; B. Empurrar a produção, assumindo como dada uma série de características do processo produtivo; C. Melhoria contínua do processo produtivo através de um mecanismo de redução de estoque; D. Redução dos leadtimes de processamento por meio da automação das linhas de produção. E. Nenhuma das alternativas anteriores. 7. Indique os principais dispositivos do Sistema Kanban: A. Cartão kanban, carrinho, contenedor, supermercado; B. Cartão kanban, painel / quadro, prateleira, supermercado; C. Cartão kanban, painel / quadro, contenedor, expedição; D. Cartão kanban, painel / quadro, contenedor, supermercado. E. Nenhuma das alternativas anteriores. 8. Indique o efeito imediato da redução do número de cartões kanban na fábrica: A. Redução do nível de refugo; B. Aumento do nível de estoque; C. Redução das melhorias kaizen; D. Redução do nível de estoque. E. Nenhuma das alternativas anteriores. 9. Gargalos são: A. As partes do sistema produtivo que operam em sua capacidade mínima; B. Os recursos mais numerosos do sistema; C. As partes do sistema produtivo que operam em sua capacidade máxima; 102 D. Os recursos de maior custo de aquisição do sistema; E. Nenhuma das alternativas anteriores. 10. Avalie as afirmações abaixo: (I) Instrução de produção visual; (II) Geração de ordens produção através de sistema; (III) O processo posterior retira material do processo precedente; (IV) Longos prazos de entrega; (V) Pequena quantidade de inventário em processo; (VI) Prazos de entrega mais curtos. Assinale quais afirmações se referem ao sistema puxado: A. I, II, III e VI; B. I, II, IV e V; C. I, III. V e VI; D. II, III, V e VI; E. II, III, IV e V.