Estudo de mecanismos de controlo da atividade produtiva baseados em cartões na produção por encomenda

Abstract

O Controlo da Atividade Produtiva (CAP) é uma função da Gestão da Produção importante para o sucesso de uma empresa. O sucesso desta atividade de controlo depende do sistema produtivo e do mecanismo de controlo utilizado e o seu ajuste ou alinhamento com as caraterísticas da produção face ao mercado. Alguns mecanismos utilizam cartões para controlar os lançamentos e o fluxo dos materiais no espaço fabril. Estes mecanismos são maioritariamente utilizados por empresas com um ambiente de produção para stock (MTS) onde são bastante eficazes. Contudo em ambiente de produção por encomenda (MTO), elevada variabilidade de produto e elevada variação na procura, os mecanismos baseados no controlo de carga (Workload Control – WLC) são considerados como os mais adequados. Este estudo teve como objetivo principal avaliar o desempenho dos mecanismos baseados em cartões, nomeadamente o CONWIP, o Generic POLCA e o Generic Kanban System, num ambiente de produção por encomenda, comparando-os com mecanismos baseados no controlo de carga (Workload Control). A comparação foi feita usando um modelo de simulação de um sistema produtivo do tipo flow shop com seis estágios produtivos, cada um com uma única máquina, usando o software de simulação Arena®. As principais medidas de desempenho usadas no estudo foram a percentagem de trabalhos atrasados, o desvio padrão dos atrasos e o tempo em curso no espaço fabril. Analisam-se ainda alternativas para refinar os mecanismos baseados em cartões de forma a melhorar o seu desempenho na produção por encomenda. Os resultados obtidos mostram que o mecanismo GKS é o que apresenta melhor desempenho, entre os mecanismos baseados em cartões, no ambiente produtivo considerado. Contudo, o desempenho dos mecanismos baseados no controlo de carga é significativamente melhor que o desempenho destes mecanismos. Os resultados obtidos mostram ainda que os refinamentos propostos aos mecanismos baseados em cartões, nomeadamente ao nível do número de cartões que é atribuído a cada trabalho no momento do seu lançamento em produção, permite melhorar significativamente o desempenho destes, aproximando-os do desempenho dos mecanismos baseados no controlo de carga. De uma forma geral os resultados deste trabalho tem importantes implicações práticas, uma vez explora a possibilidade de utilizar mecanismos simples e de fácil adoção por Pequenas e Médias Empresas (PME’s) na produção por encomenda.

The Production and Materials Flow Control (PMFC) is an important activity contributing for the achievement of the strategic objectives of a company, e.g. fast and reliable delivery of orders to customers. The success of the PMFC activity depends on the production system configuration and the PMFC mechanisms alignment with the production environment to satisfy the different patterns of demand. Probably the most important functions of the PMFC activity are the controlled release of jobs into the system and the authorization to start production in every work center. Some mechanisms release jobs and authorize production, and withdrawal of raw materials, with the help of cards, frequently also referred as kanbans. These mechanisms have been mostly used in make to stock environments, from where consumer orders or materials supply orders are satisfied. However, under make to order, high product variety and demand variability, few practical cases are known of application of card-based mechanisms. Instead, PMFC is mostly carried out using methods based on Workload Control (WLC). Moreover, their relative performance for PMFC in maketo- order (MTO) is not well known. The main objective of this work was to evaluate the performance of CONWIP, Generic POLCA and Generic Kanban System, in MTO, comparing them with two other mechanisms based on WLC, namely the Workload Bounding and Workload Balancing. The comparison was carried out using the Arena® simulation software having as the main production system configuration set a flow shop with six manufacturing stages. The main performance measures considered are the percentage of tardy jobs, the standard deviation of the lateness and the shop floor throughput time. In order to improve the performance behavior of the cardbased mechanisms in MTO some refinements were proposed. The results showed that GKS and GPOLCA perform better than CONWIP with a slight edge for the GKS based on timing performance measures such as tardy orders and standard deviation of the lateness. The refinements had a strong impact on improving performance of the mechanisms. However the two workload based mechanisms achieve better performance with an apparently better performance of the workload balancing mechanism. In spite of this we argue that the best card-based mechanisms can be attractive solutions for PMFC, in small and medium companies, due to its simplicity of use and easiness to implement and manage without requiring any special, sophisticated or complex system for data acquisition, processing and monitoring, as is required by workload based mechanisms that do not use cards.