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InTech 130 27
o papeL da automação Na gestão da cadeia de suprimeNtos
Ricardo Caruso Vieira ([email protected]),
Departamento de Serviços Especiais da Aquarius Software Ltda.
artigo SUPPLY CHAIN
iNtrodução
Peter Drucker, um dos pensadores mais influente da área de
gestão empresarial do século passado, foi o primeiro a descrever
cada empresa como uma cadeia de elementos cujo objetivo é
gerar valor, seja para seus clientes, empregados, acionistas ou
parceiros. Essa descentralização conceitual das companhias foi
a principal origem das modernas teorias de gestão estratégica
que têm como principal foco o alinhamento das diversas áreas
da empresa com um objetivo comum.
Dentro desse contexto, a automação tem sido vista como
uma área estratégica cada vez mais importante dentro do
negócio. Além das responsabilidades tradicionais como
gestão e manutenção das malhas e sistemas de controle,
ela tem passado a ser a responsável pelos sistemas de
informação de chão-de- fábrica e muitas vezes chamada
de TA, tecnologia de automação, em contraposição a TI,
tecnologia de informação, responsável pela gestão dos
sistemas corporativos.
Dessa forma a automação é um dos grandes pilares para
a estratégia de gestão integrada de processos como os de
qualidade, manutenção, produção e cadeia de suprimentos,
ou Supply Chain.
Com a convergência de tecnologias entre as áreas de TI e
automação, a contribuição do chão de fábrica à gestão da
cadeia de suprimentos vem sendo estudada sobre a ótica de
integração de sistemas, com o levantamento das informações
a serem compartilhadas entra as camadas de software.
cadeia de suprimeNtos
Ao investigarmos a disciplina de gestão da cadeia de
suprimentos, logo encontramos uma semelhança muito
grande com um conceito bem mais antigo, de origem
militar, que é o de logística. As diferenças e semelhanças
entre os dois deram origem a tantas discussões nos meios
especialistas, que Halldorsson e Larson, em 2004, lideraram
uma vasta pesquisa internacional com os maiores nomes do
tema sobre as diferenças entre as duas abordagens.
Eles conseguiram identificar quatro correntes diferentes:
os que defendem que a gestão de cadeia de suprimentos
é parte da logística (que chamou de tradicionalist), os
que consideram a logística parte da gestão da cadeia de
suprimentos (unicionist), os que definem gestão de cadeia
de suprimentos como o novo nome da logística (re-labelist) e
os que consideram duas disciplinas diferentes, com algumas
sobreposições (intersectionist).
Apesar dessas correntes, podemos considerar que ambos
tratam da gestão da rede de materiais e serviços industriais
desde sua origem até o seu consumo. Na definição da
APICS (Advancing Productivity, Innovation, and Competitive
Success) para o termo SCM (Supply Chain Management),
ele é o design, planejamento, execução controle e
monitoramento das atividades da cadeia de suprimentos
com o objetivo de criar uma rede de valor, construindo
uma infraestrutura competitiva, alavancando uma logística
internacional, sincronizando o fornecimento com demanda e
medindo o desempenho globalmente.
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artigo SUPPLY CHAIN
A metodologia de gestão da cadeia de suprimentos mais
comumente adotada é a SCOR (Supply Chain Operation
Reference Model), desenvolvida pela SCC (Supply Chain
Council). A SCC é uma associação fundada em 1996 pela
AMR Research, instituição independente de pesquisa
adquirida pela Gartner em 2009, pela empresa de consultoria
Pittiglio Rabin Todd & McGrath e 54 grandes indústrias.
A proposta da metodologia é simplificar o estudo
da gestão da cadeia de suprimentos por meio da
padronização da terminologia, padronização dos passos de
melhoria e padronização dos processos.
Esse modelo propõe que os processos sejam organizados
em níveis, do mais genérico ao mais específico para as
particularidades de cada organização. Conforme a Figura 1,
o primeiro nível é formado pelos processos de planejamento,
abastecimento, produção, distribuição e devolução.
O segundo nível é o que descreve a configuração da cadeia
de suprimentos. Intimamente ligado à atividade produtiva,
é onde o processo é classificado. Por exemplo, em make-
to-stock, empresas que produzem com o objetivo de
atingir metas de níveis de estoque, ou make-to-order, que
produzem com base em pedidos.
O nível três é o que possui o detalhamento da cadeia
e os indicadores de desempenho. Entre os principais
indicadores, estão grau de flexibilidade, tempo de
resposta, eficiência na gestão de recursos e custos.
Figura 1 – Modelo SCOR.
Tendo em vista esses indicadores, a gestão da produção
assume um papel bastante central para o desempenho
global da cadeia. Dessa forma a AMR Research propôs um
modelo de integração de sistemas de chão de fábrica com
sistemas corporativos aderentes ao SCOR, composto por
três níveis: planejamento, execução e controle. Em termos
de sistemas, temos o ERP (Enterprise Resource Planning),
responsável pela gestão corporativa e planejamento,
o MES (Manufacturing Execution System), gerindo a
produção industrial e o sistema de controle, composto
pelos sistemas de chão de fábrica.
Com essa integração, o planejamento realizado pelo ERP
passa a ter acesso aos dados mais precisos de desempenho
e disponibilidade de recursos fornecidos pela automação
e o chão de fábrica às necessidades e alterações de
planejamento da área de negócio.
Com isso, temos um impacto direto sobre as atividades de
planejamento de produção e gestão da produção.
coNtroLe e pLaNejameNto de produção
A área de controle e planejamento de produção, ou PCP,
é responsável por garantir que o processo de fabricação
seja realizado de forma a atender os prazos acordados
com as próximas fases da cadeia logística. As principais
ferramentas utilizadas para isso são a otimização de rotas
de chão de fábrica, sequenciamento adequado de ordens
de produção e alocação ótima de recursos.
Para que esse planejamento seja bem sucedido, é
importante que os dados de recursos disponíveis, como
operadores e equipamentos, e desempenho das células
produtivas sejam os mais acurados possíveis. A melhor
fonte de informações sobre velocidade real de produção
e disponibilidade de equipamentos são os próprios
sistemas de automação.
Para apoiar a atividade do PCP, e permitir a troca de
dados entre automação e sistemas de planejamento,
foram desenvolvidos os sistemas de planejamento de
produção para chão de fábrica (Plant Floor Scheduler).
Esses sistemas trabalham com um modelo do chão
de fábrica capaz de prever tempos e rotas para uma
sequência de ordens de produção, e coleta dados do
chão de fábrica, via sistemas de automação ou de
gestão da produção, para garantir que os equipamentos
estão apresentando o desempenho previsto ou estão
disponíveis dentro da agenda desejada.
InTech 130 29
SUPPLY CHAIN artigo
1 – Modelo de chão de fábrica
A modelagem do chão de fábrica é feita pela
parametrização de quatro elementos: recursos,
operações, rotas e calendários. Os recursos são os
equipamentos envolvidos no processo produtivo.
As operações são os passos necessários para uma
determinada fabricação. As rotas são as sequências
de recursos que podem ser usadas para uma sequencia
de operações. Os calendários são os períodos de
disponibilidade dos recursos.
Para processos de manufatura fortemente dependentes
de ação humana, o calendário é bastante próximo da
agenda de turnos. Essa informação é usada pelo sistema
para a previsão de data de término das ordens de
produção. Um exemplo de configuração de turnos pode
ser visto na Figura 2.
Figura 2 – Configuração de Calendários.
No modelo de equipamentos ficam as informações de
capacidade produtiva e eficiência de cada recurso.
Essa é a fonte mais comum de erros no processo
de planejamento. Sistemas estáticos de apoio ao
PCP, que não possuem conexão com os sistemas de
automação, mantêm valores estáticos para desempenho
e disponibilidade. Nesses casos, quando ocorre
uma parada de equipamento ou degradação de seu
desempenho, são necessários ajustes manuais que,
em ambientes produtivos complexos, são bastante
complicados. A configuração vista na Figura 3 mostra a
parametrização de um recurso com suas características
de desempenho e capacidade.
Figura 3 – Configuração de Recursos.
A configuração de operações e rotas, por
f im, conecta as atividades necessárias para a
manufatura aos equipamentos. A separação da
configuração de operação da de equipamentos
é fundamental em processos onde existem
alternativas de localização para execução de uma
determinada atividade. Uma atividade de corte,
por exemplo, que normalmente é executada em
um determinado equipamento pode ser alocada
para outro com a mesma capacidade visando à
otimização do uso dos recursos disponíveis.
2 – Planejamento
Com o modelo de chão de fábrica configurado, a
atividade de planejamento se concentra em ordenar de
forma otimizada as ordens de produção nas diversas
rotas. Sistemas de planejamento para chão de fábrica
normalmente apresentam recursos para auxiliar a
ordenação das ordens de produção, tipicamente
recebidas do sistema ERP.
Esses recursos variam bastante entre as ferramentas
de mercado, mas normalmente são baseados na
teoria das restrições observando datas de entrega de
materiais, data prevista para finalização da produção
e melhor ocupação dos equipamentos. Alguns,
ainda, disponibilizam heurísticas de otimização que
sugerem uma alocação ótima para um determinado
período de tempo.
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artigo SUPPLY CHAIN
Figura 4 – Interface de Planejamento.
A Figura 4 mostra uma interface típica de planejamento,
com as atividades alocadas por equipamentos e prazos
para término das ordens de fabricação.
sistemas de gestão da produção
Os sistemas de gestão da produção são sistemas da
camada MES responsáveis pelo acompanhamento da
execução das ordens de produção no chão de fábrica. Por
meio de acesso aos sistemas de automação, interação com
os operadores e leitura de identificadores, como códigos
de barra e tags RFID, eles são capazes de monitorar as
atividades de movimentação, consumo e genealogia
rastreando cada produto através das células produtivas.
Quando presente na indústria, ele se torna a principal
fonte de dados para a atualização das informações de
desempenho dos sistemas de controle e planejamento de
produção, e também o principal responsável por reportar
detalhes da execução da ordem de produção para sistemas
corporativos como o ERP.
1 – Modelo de Equipamentos
A base para a configuração do sistema de gestão da
produção é o modelo de equipamentos. Ele que vai
representar os recursos físicos do chão de fábrica, e
mapear as variáveis dos sistemas de automação a serem
monitoradas. De acordo com a norma S95 da ISA,
norma que trata sobre a troca de dados entre sistemas
corporativos e de chão de fábrica, os equipamentos devem
estar organizados de forma hierárquica, respondendo aos
seguintes níveis: enterprise, site, area, production line (ou
process cell) e unit.
Cada unit, que representa um equipamento ou unidade de
armazenamento da linha de produção, mantém a lógica
de interpretação das variáveis de automação, tipicamente
coletadas via OPC. Um tanque de armazenamento de
insumo, por exemplo, pode guardar referência do tag
de medição de nível, responsável por indicar eventos de
consumo e capacidade atual da unidade de estoque.
Figura 5 – Modelo de Equipamentos
2 – Modelos de Eventos
A modelagem dos eventos de produção está intimamente
ligada à decisão das unidades a serem rastreadas. Cada
segmento industrial possui um ou mais tipos de unidades,
podendo ser lotes, bateladas, rolos, chapas e muitos outros.
Essa modelagem deve estar alinhada às políticas gerais de
gestão da cadeia de suprimentos e cada item deve ter um
identificador único para os sistemas MES e corporativo.
Como o evento é disparado pela unidade produtiva,
ele deve também respeitar ser relacionado a um
status. Eventos de paradas de equipamentos e
testes de qualidade podem afetar esse status, e
consequentemente a sua rota. Um exemplo seria uma
batelada de um processo farmacêutico que não recebe
a aprovação da área de qualidade. Ao invés de seguir
a rota natural para a área de embalagem, ela passa
por um processo de rejeito. Os status normalmente
relacionados aos eventos são completos, em progresso,
congelado, em inventário, processando, consumido,
rejeitado em inventário, e rejeitado.
Um modelo de evento que merece atenção especial
é o modelo de genealogia. Ele é o responsável por
monitorar a relação entre produtos e subprodutos
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SUPPLY CHAIN artigo
no decorrer das linhas de produção. Para isso,
ele acompanha o fluxo de materiais integrando
os indicadores dos insumos, responsáveis pela
rastreabilidade de fornecedores, até os indicadores de
produtos acabados integrando a cadeia logística externa
à interna da fábrica.
Figura 6 – Exemplo de Modelo de Genealogia para
Carregamento de Silo.
coNcLusÕes
A pressão pelo alinhamento das atividades de todas
as áreas da corporação tem levado seus gestores
a se aventurarem cada vez mais por assuntos
interdisciplinares. Aliar conhecimentos de áreas
diferentes, como engenharia e negócio, ou TI e
automação, tem se mostrado em inúmeros exemplos
uma estratégia bastante bem sucedida.
A adição das informações coletadas do chão de
fábrica aos sistemas tradicionais de monitoramento e
otimização de cadeias de suprimento ajuda a eliminar
alguns dos diversos pontos cegos encontrados pelos
gestores de negócios ao preverem prazos para as
atividades da cadeia logística.
Os novos desafios, porém, estão na integração de equipes
com formações e culturas diferentes para conduzirem,
citando Drucker, a cadeia de valor da empresa.
bibLiografia
1. DRUCKER, Peter F.
The Essencial Drucker, Elsevier, USA, 2001.
2. HALLDORSSON, A., Larson, P.
Logistics versus supply chain management:
an international survey,
International Journal of Logistics, 2004.
3. UNGER, K.
Manufacturers' needs not changing - but acronyms are,
Industrial Computing Journal , p. 46-48,
The International Society of Automation (ISA),
Outubro 2001.
4. Documentação da Suíte Proficy,
GE Intelligent Platforms
http://www.aquarius.com.br/pdf/proficy_plant_apps_4.4_ds_
gfa1086a.pdf