utilizaÇÃo dos conceitos de modelagem e de sistemas …

17
UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS A EVENTOS DISCRETOS EM PROCESSOS LOGÍSTICOS NA INDÚSTRIA DE MÁQUINAS/EQUIPAMENTOS. Julio Henrique Pimentel Medrano (UNITAU) [email protected] Eduardo Hidenori Enari (UNITAU) [email protected] O presente estudo apresenta a reorganização do projeto de trabalho de uma indústria produtora de equipamentos para compressão de GNV, apoiada pelo uso de sistemas a eventos discretos (SED). A empresa em questão, pioneira neste segmento na AAmérica Latina, viveu um súbito aumento na demanda de mercado que expôs fragilidades em seu sistema logístico. Problemas associados ao planejamento e controle de estoque e fluxo de materiais tornaram-se evidentes e deveriam ser resolvidos para que não prejudicassem o fluxo de vendas da empresa. Devido a complexidade existente no projeto produtivo, a simulação foi considerada como a maneira mais segura de planejar alterações nas práticas administrativas e produtivas, sem interferir na rotina da empresa. A modelagem realizada neste trabalho foi feita a partir da construção de uma cadeia de valor para o processo produtivo. Tal abordagem permitiu identificar diversos fatores que contribuíam diretamente à falta de eficiência da empresa tais como a ausência de um sistema logístico estruturado: interligação deficiente entre determinados setores administrativos e a manufatura, formação de estoques paralelos, perda excessiva por manuseio, retrabalho ou uso incorreto de componentes (“hidden factory”). A modelagem e a análise das propriedades dos modelos foram validadas por meio de um sistema de gestão integralizado (ERP) trabalhando com base em dados reais da empresa estudada. O estudo revelou oportunidades de melhoria baseado na reorganização da seqüência de fabricação e de abastecimento de materiais, aumento de produtividade através de realocação da mão-de-obra, organização do local de trabalho e padronização das atividades. As melhorias identificadas no estudo exploratório e na simulação foram consolidadas formando um sistema de gestão customizado para a empresa objeto do estudo. Palavras-chaves: FLUXO DE MATERIAIS; GESTÃO DE MATERIAIS; GESTÃO DE ESTOQUES; SISTEMAS A EVENTOS DISCRETOS 5, 6 e 7 de Agosto de 2010 ISSN 1984-935

Upload: others

Post on 30-Oct-2021

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE

MODELAGEM E DE SISTEMAS A

EVENTOS DISCRETOS EM PROCESSOS

LOGÍSTICOS NA INDÚSTRIA DE

MÁQUINAS/EQUIPAMENTOS.

Julio Henrique Pimentel Medrano (UNITAU)

[email protected]

Eduardo Hidenori Enari (UNITAU)

[email protected]

O presente estudo apresenta a reorganização do projeto de trabalho de

uma indústria produtora de equipamentos para compressão de GNV,

apoiada pelo uso de sistemas a eventos discretos (SED). A empresa em

questão, pioneira neste segmento na AAmérica Latina, viveu um súbito

aumento na demanda de mercado que expôs fragilidades em seu

sistema logístico. Problemas associados ao planejamento e controle de

estoque e fluxo de materiais tornaram-se evidentes e deveriam ser

resolvidos para que não prejudicassem o fluxo de vendas da empresa.

Devido a complexidade existente no projeto produtivo, a simulação foi

considerada como a maneira mais segura de planejar alterações nas

práticas administrativas e produtivas, sem interferir na rotina da

empresa. A modelagem realizada neste trabalho foi feita a partir da

construção de uma cadeia de valor para o processo produtivo. Tal

abordagem permitiu identificar diversos fatores que contribuíam

diretamente à falta de eficiência da empresa tais como a ausência de

um sistema logístico estruturado: interligação deficiente entre

determinados setores administrativos e a manufatura, formação de

estoques paralelos, perda excessiva por manuseio, retrabalho ou uso

incorreto de componentes (“hidden factory”). A modelagem e a análise

das propriedades dos modelos foram validadas por meio de um sistema

de gestão integralizado (ERP) trabalhando com base em dados reais

da empresa estudada. O estudo revelou oportunidades de melhoria

baseado na reorganização da seqüência de fabricação e de

abastecimento de materiais, aumento de produtividade através de

realocação da mão-de-obra, organização do local de trabalho e

padronização das atividades. As melhorias identificadas no estudo

exploratório e na simulação foram consolidadas formando um sistema

de gestão customizado para a empresa objeto do estudo.

Palavras-chaves: FLUXO DE MATERIAIS; GESTÃO DE MATERIAIS;

GESTÃO DE ESTOQUES; SISTEMAS A EVENTOS DISCRETOS

5, 6 e 7 de Agosto de 2010

ISSN 1984-935

Page 2: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

2

I. INTRODUÇÃO

Os sistemas industriais são geralmente compostos de várias estações interconectadas, de

material em processo , material em movimentação, recursos de comunicação, e um

gerenciador de supervisão controlado de maneira automatizada ou manual. O conceito de

manufatura flexível postula que as operações industriais podem ser executadas dentro das

células de trabalho, cada uma delas pode ser responsável pela produção de uma família de

peças (Kiefer, 2000). Embora as células possuam diferentes configurações, estas podem

variar, e geralmente incorporam os seguintes sistemas:

Dispositivos de manipulação , dispositivos de inspeção/teste, armazenamento de peças

em processo e uma supervisão controlada do sistema. O último apresenta três tarefas:

supervisão de controle, comunicação e administração interna. A Supervisão de controle

consiste em: a) monitoração do comportamento da célula de trabalho via realimentação

sensorial; b) controle e avaliação (determinação) de acordo com uma supervisão controladora

e regulamentadora que mapeia o comportamento da célula de trabalho para controles

correspondentes; e c) execução de controle via execução de programas dos dispositivos

apropriados. A comunicação permite realimentação sensorial e controla a execução a ser

apresentada. A manutenção de trabalho é o conjunto de tarefas relatadas a supervisão de

controle e comunicação que são necessárias para sua implementação.

Desenvolver a supervisão e controlar sistemas, técnicas diferentes como engenharia de

conhecimento (Brandin et al, 1994); Redes de Petri (Wessels et al, 1992 e David, 1991) ; e

controles autômatos (Balemi, 1992) , este último será abordado neste trabalho, pode ser

explorado.

I.1 - A Supervisão de Controle de Eventos Discretos no Sistema.

Sistemas de Eventos Discretos (SED) são sistemas dinâmicos que evoluem conforme a

ocorrência abrupta de eventos.

Page 3: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

3

Eles são geralmente assíncronos (não registram o tempo dirigido) e não determinantes

(alguns eventos podem acontecer espontaneamente ). Tais sistemas são encontrados em uma

variedade de campos, por exemplo, no industrial, robótica, computadores e redes de

comunicação, tráfego e logística.

A supervisão de controle de SED conforme comportamentos específicos é uma nova

área de pesquisa que está recebendo reconhecimento crescente. A abordagem é baseada em

realimentação de informações na ocorrência de eventos e controles autômatos. Oferece duas

vantagens importantes acima de outras abordagens: os comportamentos controlados

resultantes não contradizem o comportamento específico e não há nenhum bloqueio de

execuções.

II. SISTEMAS INDUSTRIAIS AUTOMATIZADOS

O ambiente industrial evoluiu da operação manual intensiva para sistemas

automatizados. Um sistema industrial automatizado geralmente consiste em várias estações

interconectadas capazes de processar uma variedade grande de tipos de eventos, tais como um

subsistema de transporte material, um subsistema de comunicação para integrar todos os

aspectos industriais e uma supervisão de controle. Os sistemas industriais automatizados

geralmente exigem um alto grau de automatização, integração, e flexibilidade. Conforme

Pimentel (1990) e Queiroz et. al (2002); isso toma várias formas :

Flexibilidade de volume, isto é, a habilidade de lidar com mudanças no volume de

produção.

Flexibilidade de itinerário, isto é, a habilidade de trocas de rota no sistema .

Flexibilidade de produto, isto é, a habilidade de lidar com pedidos para uma variedade

grande de produtos ou reconfigurar o sistema para lidar com a produção em modos diferentes.

Isso também pode envolver vários equipamentos fora de linha, tais como :

computadores auxiliares de projetos (AUTOCAD), e de planejamento logístico (MRP/ERP),

como também tecnologias on-line como robótica para processo e manipulação de materiais.

Page 4: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

4

II.1- Elementos de Sistemas Industriais Automatizados

OS elementos de sistema podem ser classificados em :

1) Aplicados na maquina em Montagem, e/ou dispositivo do transporte:

Máquinas numericamente controlado por computador

Robôs industriais: são úteis em uma variedade grande de aplicações como pintura , solda,

manipulação, montagem e inspeção.

Sistema de transporte de material (sistemas de transferência): incluem uma variedade de

sistema de veículos guiados automatizados (AGV) e robôs industriais.

2) Dispositivos de Sensores e Comunicação:

Na maioria dos casos, os sensores são uma parte integral das máquinas , mas podem às

vezes apresentar função independentemente . Bloqueios através de leitores de código e

sistemas de visão são dois exemplos. Os sensores desempenham um papel importante na

supervisão e controle , desde que forneçam as informações exigidas para executar e controlar.

Os sistemas de comunicação são usados virtualmente em todo a fabricação automatizada.

Os sistemas de comunicação estão geralmente constituídos no contexto industrial por redes de

computador interconectadas.

3) Armazenamento de dados e Controle do sistema:

O armazenamento de dados e o controle de sistema fornecem, junto com a comunicação

dos sistemas a base para a integração nas seguintes categorias:

Controladores programáveis baseados em microprocessadores, que são dispositivos

especializados e programados para controlar a operação de máquinas ou processos por meio

de armazenamento de programas e realimentação de dispositivo de entrada/saída. Os

controladores são baseados em microprocessadores e também em processadores que podem

estar em qualquer um deles, embutidos nos dispositivos industriais, ou podem trabalhar como

unidades independentes apresentando monitoração e controles de funções. A produção,

planejamento e controle em sistemas automatizados é possível devido a disponibilidade de

tais microcomputadores e microprocessadores.

Page 5: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

5

Sistemas de grande porte (Mainframes) que geralmente costumam apresentar alto nível de

eficiência ao controlar tarefas e administrar os vários bancos de dados para instalações

industriais inteiras e de células de trabalhos .

II.2 - Células de Trabalho

Os sistemas industriais automatizados estão geralmente organizados em células de

trabalho flexível, Kusiak et. al (1987) defende que as operações industriais sejam executadas

dentro das células de trabalho, e cada célula do trabalho seja responsável pela produção de

uma família específica. Embora as configurações de células, podem variar, elas tipicamente

incorporam os seguintes sistemas :

Dispositivos de manipulação de materiais.

Dispositivos de inspeção e teste.

Em processos de armazenamento.

Um sistema de supervisão e controle.

Os sistemas de computadores podem ser configurados em microprocessadores para

computadores sofisticados com sistemas operacionais e linguagens de programação

abrangente. Dependendo dos requisitos de configuração de célula vários tipos de redes de

comunicação podem ser consideradas. O tamanho da célula e complexidade podem variar nas

células de trabalho tendo sistemas de controle muito simples e incorporando só alguns

componentes.

B. Supervisão de Controle

A Supervisão de Controle nos sistemas executa os seguintes trabalhos: supervisão de

controle, comunicação e gerenciamento .

Supervisão de controle consiste na monitoração do comportamento do sistema

realimentação sensorial.

Controle e avaliação de acordo com supervisor e o correspondente supervisor controlador

das normas que mapeiam o trabalho da célula e seu comportamento para controles

correspondentes.

Page 6: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

6

Controle de execução através de “downloading” e execução dos programas de dispositivo

apropriado.

A comunicação permite realimentação sensorial e controla a execução a ser apresentada.

O gerenciamento é o conjunto de tarefas relacionadas à supervisão de controle e

comunicação, que são necessárias para sua implementação.

III. SUPERVISÃO DE CONTROLE NO DESENVOLVIMENTO DO

SISTEMA

A supervisão de controle de SED conforme comportamentos específicos é uma nova

área de pesquisa que está recebendo crescente reconhecimento. A abordagem é baseada em

realimentação de informações na ocorrência de eventos (Fig. 1) e controles rotineiros. Oferece

duas vantagens:

Os supervisores e controles de normas são obtidos corretamente.

Os supervisores e controles de normas são obtidos em comportamento permissivo e as

especificações são consideradas.

Como mostrado na Fig. 2, o desenvolvimento de uma supervisão de controle do

sistema é dividido em quatro passos principais:

5, 6 e 7 de Agosto de 2010

ISSN 1984-935

Page 7: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

7

A disposição da planta de fábrica e as Especificações de comportamento são obrigatórias.

Ambas, disposição física e especificações de comportamento, são traduzidas de forma

automática.

O supervisor e a síntese das normas de controle, pois leva em conta a supervisão que

controla o sistema adotado (por exemplo, centralizado ou modular), o autômato representa o

comportamento físico a ser controlado e as especificações correspondentes que são

alimentadas para um programa de computador que se busca :

a) avaliar se é possível para o sistema comportar-se dentro das especificações, e

b) verificar o supervisor se atende o máximo do comportamento controlado permissivo do

sistema dentro das especificações posteriores, e a lei de controle correspondente rendendo tal

comportamento.

Implementação: O supervisor e as normas de controle correspondentes obtidos são

codificados em uma Lógica Programável Controlada (PLC) ou em um sistema estruturado

operacional que executará o controle na realimentação;

A supervisão controla o sistema que reage em ocorrências de eventos de acordo com o

supervisor e a norma de controle correspondente.

III.1 - Modelagem

A teoria para sistemas de eventos discretos (SED), considerado neste trabalho é baseada em

sistemas controlados de autômatos e seus conceitos. O comportamento de SED É

naturalmente modelado pelo autômato. Um autômato é uma quíntupla que se define em G =

(∑, Q, δ, Qm, qo) em que:

1) Σ – representação de um conjunto finito de transições ou normas de eventos;

2) Q – representa um conjunto finito de estados;

3) δ – representa uma função de transição, descrevendo transições de estados;

4) Qm – representa um conjunto finito de estados de marcações (estados com um significado

particular de uma perspectiva de controle);

5) qo – representa os autômatos no seu estado inicial.

Page 8: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

8

O estado finito autômato está naturalmente descrito por gráficos de transição dirigida.

Com a finalidade da supervisão de controle no desenvolvimento de sistema, os

comportamentos da planta e correspondentes especificações são modelados sob a forma de

gráficos de transição dirigida. Além disso, eventos são subdivididos em controláveis e não

controláveis.

Considere uma máquina simples como mostrado na figura 3. Ela tem três possíveis

estados: Inativo (I), Ligado ou trabalhando (W) e Desligado ou em baixa (D). Seu estado

inicial é Inativo (I), que é um modo de marcação. Quatro eventos podem levar a máquina de

um estado para outro. Por exemplo: o evento Iniciar ou começo (s) tira a máquina do estado

Inativo (I) para Ligado ou trabalhando (W). Tipicamente, a operação iniciar ou começo (s) é

um evento controlável, visto que a falha (b) é um evento incontrolável.

B. Síntese

Utiliza-se a supervisão de controle modular ou centralizada, através da concatenação

das especificações e modelos.

C. Implementação das Normas de Supervisão e Controle

Figura 3: Máquina simples.

Page 9: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

9

No contexto de SED, na prática uma supervisão controla o sistema e deve também

possuir uma arquitetura que permitirá várias estruturas de planta e controlará esquemas para

serem adotados. Deste modo uma supervisão que controla o sistema deve exibir um grande

grau de flexibilidade e ser corrigível para a integração com a planta.

Figura 4: Sistema geral controlado pelo computador

A Figura 4 ilustra a organização geral de um computador de controle do sistema.

Embora quase qualquer computador digital possa ser usado para trabalho em tempo real de

controle e outras operações relacionadas, eles não são todos igualmente fáceis para adaptar-se

para tal trabalho. Um sistema de controle em computadores deve comunicar-se com a planta e

o pessoal: a comunicação deve ser eficiente e efetiva e o processador deve ser capaz de

execução rápida para controlar a ação em tempo real.

V. INSTALAÇÃO EXPERIMENTAL

V.1 - Descrição do Problema

O objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de modelagem e fluxo de materiais das

células de fabricação do sistema de compressão de GNV por meio de aplicação dos conceitos

de SED.

A descrição e os modelos foram desenvolvidos a partir do levantamento de dados

teóricos da bibliografia (Cury et al., 2001 e Ramadge et. al, 2001) e dados práticos coletados

na empresa “X” localizada no Estado do Paraná. A modelagem e a análise das propriedades

Page 10: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

10

dos modelos foram validadas por meio de um sistema de gestão integralizado (Enterprise

Resources Planning - ERP) trabalhando com base em dados reais da empresa estudada .

Há cerca de quatro anos atrás não havia um controle de estoques na empresa. Neste

contexto, não havia controle de fluxo de materiais, bem como o entendimento das células de

fabricação e suas sub-células. Desta forma, havia um descontrole total no setor, como

também, uma falta de conhecimento e entendimento sobre as várias etapas de fabricação e

suas informações. Por sua vez, não existia Planejamento e Controle da Produção (PCP), não

se utilizava nenhum sistema de integração, não se conhecia o que era Material Requirement

Planning (MRP) e ERP, e não era bem definido a estrutura de materiais dos produtos.

Em razão do que foi levantado foi possível elaborar um novo sistema de integração, de

acordo com a estrutura organizacional da empresa, ou seja, criou-se um processo próprio para

a empresa antes de se iniciar o desenvolvimento do trabalho. Nesse sentido foi feita uma

organização em toda a fábrica, que contempla a elaboração de todas as estruturas de produto e

subproduto. Para isso utilizou-se dos conceitos de Corrêa et al. (2001) para se obter as

necessidades líquidas dos itens. Através da sistemática proposta por estes autores, foi

organizada uma tabela de dados das estruturas de produtos e a quantidade a ser programada e

facilitou a programação e o controle de estoques de materiais.

Conseqüentemente, isso gerou um controle de custos dos produtos finais que antes não

existia. Depois de se fazer a estrutura de produtos, foi alterada a seqüência de fabricação, a

seqüência de abastecimento de materiais das linhas e o fluxo de processos. Isto trouxe uma

grande facilidade para os funcionários de montagem e sub-montagem das células, que não

precisavam mais ir até o estoque, ir à sub-células de montagem, evitando o desperdício de

tempo, melhorando os controles de tempo de fabricação, controle do acompanhamento das

etapas de fabricação, permitindo visualizar a localização correta dos materiais a serem

montados ou sub-montados. A aplicação destes conceitos seguiu às normas estabelecidas por

Slack et al. (2002) no que concerne ao projeto em gestão de produção, projetos de produtos e

serviços e ao projeto da rede de operações produtivas. Os referidos autores argumentam a

necessidade da administração da produção em pequenas empresas utilizando-se de estratégias

que permitam às mesmas reagir mais prontamente conforme surgem as oportunidades ou

problemas. Assim, elas podem se utilizar de recursos para mudar o estado ou a condição de

algo e também medir o desempenho de suas atividades.

Page 11: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

11

Contudo, a empresa necessitava ainda da implantação do ERP. Todo o trabalho

preliminar contribuiu para a implantação do mesmo, porém observava-se que a interação de

fluxo de informações e materiais nas células e sub-células da empresa faltava ações de

melhorias. Fruto das observações feitas, o foco de abordagem adotado foi para um sistema de

controle do fluxo de materiais e do estoque, devido a complexidade de mais de 2500 itens ,

baixo nível de controle e baixo volume de produção . Assim sendo, foi adotada a utilização

das ferramentas do SED para o sistema do controle de fluxo de materiais e do estoque.

V.2 - Modelagem

A abordagem de desenvolvimento do sistema de controle ocorre ciclicamente em três

etapas: modelagem, síntese e implementação; até o atendimento da aplicação demandada para

o sistema real, resultando no sistema automatizado e integrado.

Segundo Queiroz e Cury (2002) na etapa inicial de modelagem é viável a obtenção de uma

representação por sistema produto, isto é:

- identificar o conjunto de subsistemas envolvidos no sistema de manufatura;

- construir um autômato Gi de cada subsistema i envolvido, de forma mais sintética

possível;

- modelar para cada especificação isoladamente, considerando apenas os eventos

relevantes.

Conforme Queiroz e Cury (2000) e Ramadge e Wonham (2001) na etapa de síntese

visa-se:

- obter a planta local para cada especificação compondo-se os subsistemas que tenham

eventos em comum com ela ;

- calcular a linguagem de cada planta que satisfaça a especificação, através do produto

síncrono de cada planta local com sua respectiva especificação;

- calcular a máxima linguagem controlável contida em cada especificação local;

- verificar a modularidade local das linguagens resultantes;

- se não forem modulares, procurar resolver o problema de não modularidade por outra

abordagem;

- se forem modulares, implementar um supervisor local para cada linguagem controlável.

Page 12: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

12

A etapa de implementação, contribuirá para a implantação do sistema de ERP na empresa.

A partir da determinação dos produtos finais ou acessórios de cada célula de fabricação,

foi elaborada a padronização das atividades de: (S) – Separar, (M) – Montar e (T) – Terminar.

Assim sendo, temos a descrição do sistema elaborado na empresa, no qual foram utilizadas as

ferramentas formais e síntese de SED, que seguem:

Para identificação da peça existe um etiqueta de identificação na cor verde, quando o

material já aprovado pela qualidade, que está endereçado para depósito de matéria prima,

(MP). As peças somente podem vir do recebimento de materiais, quando devolvidas pelo

cliente ou peças oriundas de fornecedores. Sempre existe somente um único caminho para

peça. Para seguir com a peça, obrigatoriamente, cada atividade encontra-se em um estoque;

ou seja, é como uma identidade. Por Exemplo, a atividade (S) – Separar está no depósito MP

S - Separar = depósito MP. Também para esclarecer, o início de caminho da peça está no

depósito MP logo a separação (atividade – S) está dentro do depósito MP. Porém, depósito é

um estoque e separação das peças no estoque é uma atividade.

Tem-se que o sistema - estudo é composto por sete subsistemas: três atividades e

quatro estoques (armazenagem). (G1) atividade de separar (S), (G2) atividade de montar (M),

(G3) atividade de terminar (T), (G4) armazenagem (MP), (G5) armazenagem em processo,

(G6) armazenagem semi-acabado e (G7) armazenagem acabado. A Figura 5 ilustra o fluxo do

material no qual o material armazenado no depósito MP (G4) depois é separado (G1) . A

seguir é transferido para o depósito de processo da montagem (G5) e conseqüentemente inicia

a atividade de montar (G2). A seguir é transferido para o depósito semi-acabado (G6) e

conseqüentemente inicia a atividade de terminar (G3) e por fim é transferido para

armazenagem acabado (G7). São geradas três especificações de funcionamento dos estoques

em função das atividades (E1, E2 e E3). São gerados sete modelos para os subsistemas (G1,

G2, G3, G4, G5, G6 e G7). Seguindo a teoria do controle supervisório com utilização de

conceitos de sistemas de eventos discretos, segue-se o procedimento na obtenção da planta

local, a especificação local e o supervisor máximo controlável (otimizado). Existem três

especificações, logo teremos três supervisores que estão compostos da seguinte maneira: S1 =

(G1//G4//G2) // E1 ; S2 = (G2//G5//G3)//E2 e S3 = (G3//G6//G7)//E3 . A figura 6 (exemplo

piloto) mostra o resultado obtido no supervisório S1, que gerou doze estados e oito eventos.

Page 13: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

13

B. Sistema de Controle da Supervisão

A supervisão que controla o sistema é convertida em análise estruturada (arquitetura do

modelo desenvolvido) para estar adequada em um sistema operacional de um ERP. Aplica-se

a modelagem desenvolvida na programação estruturada no sistema operacional de um ERP ,

no qual customizando-o e realizando simulações de entradas como: falta de peças, estoque

cheio, falta de operadores e operação normal para caracterização do modelo e adequação do

ERP, conforme figura 7. Esta simulação é feita na base demonstração (base fria) para

monitoramento, avaliação e execução.

VI. RESULTADOS

Após consolidação dos experimentos na base fria (modo demonstração) em uma sub

célula; realizou-se na fase implementação em base quente e observou-se os seguintes

resultados :

- revelou retrabalho intenso ;

Figura 5: Sistema do Fluxo dos materiais – Sub

célula. Fonte: Elaborado para empresa “X”

Figura 6: Controle Supervisório S1 (Modular)

SEPARAR – DEPÓSITO MP – MONTAR.

Fonte: Elaborado para empresa “X”

Page 14: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

14

- mostrou falha na previsão da demanda ;

- revelou falha de treinamento de alguns operadores ;

- revelou estoques intermediários não contabilizados ;

- evidenciou o controle de materiais, estoques , fiscal e de custo das operações;

- A planta controlada no seu comportamento percebeu que o padrão observado não viola as

especificações consideradas, e não sofreu nenhum bloqueio como era garantida pela teoria.

- O trabalho executado inclui os seguintes passos:

A integração do sistema de controle industrial dentro da célula industrial;

Desenvolvimento de argumento de problema;

Modelagem da célula;

Modelagem de especificação;

O supervisor e controle da síntese de norma;

Programação de sistema operacional do ERP;

- O trabalho levou aproximadamente doze meses para que as pessoas não familiarizadas

com a mudança se acostumassem ao trabalho.

- Os resultados atuais mostram que a supervisão controla a abordagem de desenvolvimento

do sistema apresentado e é aplicável para sistemas relativamente complexos, aplicados

principalmente no módulo chão de fábrica do ERP customizado (mais de 300 entradas e

aproximadamente 300 estados).

- Após inventário, em julho/2005; o valor do estoque de matéria prima era de

R$ 25.847.759,21.

- Conforme figura 8; em julho/2006, o valor do estoque de matéria prima era de

R$ 8.723.569,44. Também, mostra a nova gestão de controle de estoques e de materiais.

Page 15: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

15

Figura 7. Aplicação e simulação do conceito de SED em um ERP customizado. Fonte – Elaborada para

empresa “X”.

Figura 8: Gráficos - Evolução dos Estoques. Fonte : Depto. Custos – empresa “X”.

M I

L H

Õ

E S

de

R

E

A I

S

Evolução dos Estoques

18.751

21.739 23.534

27.122

21.560 21.116

21.826

24.344

-

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

dez/05 jan/06 fev/06 mar/06 abr/06 mai/06 jun/06 jul/06

Estoques A. Técnica Produtos Acabados

Mat. Uso Consumo

Produtos em Elaboração Matéria Prima

Page 16: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

16

VII. CONCLUSÃO

O sistema de eventos discretos permite boa visualização e acompanhamento da

dinâmica e dos inter-relacionamentos das atividades produtivas nas células de fabricação da

empresa .

Foi desenvolvida uma proposta estruturada factível de modelagem e síntese de um

sistema de fluxo de materiais e controle dos estoques utilizando os conceitos de sistemas a

eventos discretos (SED). Este sistema foi validado no ERP customizado em base fria

(demonstração) e implementado na base quente (em tempo real).

O sistema de controle apresentado para a empresa foi bem-sucedido e com ele tornou-se

possível controle de materiais e houve uma melhora na performance financeira do estoque.

Comparando o estoque de matéria prima no período de julho de 2005, após inventário, com o

período de julho de 2006, houve um ganho financeiro na ordem de R$ 17 milhões de reais,

considerando o mesmo volume de produção de 4 a 6 equipamentos/mês – figura 8 .

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Balemi, S. Discrete-event systems control of a rapid thermal multiprocessor, in INCOM 92,

Toronto, Canada, pp.53-58, May 1992.

Brandin, B. A. and Wonham, W. M. The supervisory control of timed discrete-event systems,

IEEE Trans. Automat. Control, vol. 39, n° 2, pp. 329-342, Feb. 1994.

Corrêa, H. L.; GIANESI, Irineu G.N.; CAON, M. Planejamento, programação e controle da

produção. São Paulo: Atlas, 2001.

Cury, J. E. R. ; Torrico, C. R. C. ; Cunha, A. E. C. A new approach for supervisory control of

discrete event systems. Proceedings of the European Control Conference, Porto: Portugal,

2001.

Kiefer, F . ; Heterogeneous modelling tools for integrates production systems. International

Journal of Production Research, v.38, no. 17 , p.4149-4157, 2000.

Page 17: UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DE MODELAGEM E DE SISTEMAS …

VI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO Energia, Inovação, Tecnologia e Complexidade para a Gestão Sustentável

Niterói, RJ, Brasil, 5, 6 e 7 de agosto de 2010

17

Kusiak, A. ; Villa, A. Architectures of expert systems for scheduling flexible manufacturing

systems, in 1987 IEEE Int. Conf. Robotics and Automation, Raleigh, NC, pp. 113-117, March

1987.

Pimentel, J. R. Communication Networks for Manufacturing. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-

Hall, 1990

Queiroz, M. H.; Cury, J. E. R. Modular supervisory control of large scale discrete event

systems, Proceedings of the Workshop on Discrete Event Systems (WODS), Ghent –

Belgium, 2002.

Ramadge, P. J. G.; Wonham, W. M. Supervisory control of a classs of discrete event

processes, SIAM Journal of Control and Opmization, p.: 206-230, 2001.

Slack, Nigel; Chambers, Stuart; Johston, Robert Administração da produção. São Paulo:

Atlas, 2002.

Wessels, J.;Van Hee, K. M. Timed coloured Petri nets and their application to logistics,

Technische Universiteit Eindhoven, Eindhoven, Holanda. 1992.