Controlo da carga de produção: quando libertar ordens

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A máquina de corte tem capacidade disponível, por isso entra mais uma ordem em produção. O corte termina a tempo. Depois, as peças juntam-se a uma fila cada vez maior para a maquinagem, ao lado de outras ordens que já deveriam estar a avançar para a montagem.

Começar mais cedo aumentou a atividade na fábrica, mas não antecipou a entrega ao cliente.

O controlo da carga de produção atua sobre este problema antes de mais uma ordem chegar ao chão de fábrica. Em vez de libertar todas as ordens prontas, avalia-se o trabalho que cada uma vai acrescentar ao longo da sua gama operatória. Esta abordagem é especialmente útil na produção por encomenda, onde duas ordens aparentemente semelhantes podem exigir esforços muito diferentes dos recursos partilhados.

Decidir que ordens libertar é apenas metade do trabalho. As ordens aceites ainda precisam de uma sequência coordenada de operações nesses recursos. O SkyPlanner APS integra esse trabalho num único plano de produção, reduzindo o esforço de conciliar a lista de ordens libertadas com as filas de cada máquina e tornando mais claras as consequências para as entregas.

O que é o controlo da carga de produção?

O controlo da carga de produção (WLC) é uma abordagem de planeamento e controlo da produção que regula a entrada de trabalho em produção em função da carga dos recursos. Na libertação de ordens com base na carga, as ordens aguardam numa carteira de ordens por libertar até que uma regra autorize a sua entrada no chão de fábrica. Os limites de carga definidos para os centros de trabalho ajudam a determinar que ordens podem ser libertadas.

O objetivo é controlar a produção em curso (WIP): o trabalho já libertado, mas ainda não concluído. Um centro de trabalho pode ser uma máquina ou um conjunto de recursos que possam substituir-se entre si de forma adequada. A sua carga corresponde ao trabalho que lhe está atribuído, muitas vezes expresso em horas de processamento estimadas. A sua capacidade é a possibilidade de executar esse trabalho. Um limite de carga é um limiar utilizado pela política de libertação, não outra designação para a capacidade disponível.

O WLC é particularmente relevante quando os produtos têm gamas operatórias e tempos de processamento diferentes, como na maquinagem por encomenda, no fabrico de estruturas e noutros ambientes job shop com elevada variedade de produtos. Contar apenas as ordens pouco diz sobre essa diversidade. Uma ordem pode exigir uma passagem breve pelo corte e muitas horas de maquinagem; outra pode nem sequer passar pela maquinagem.

Num âmbito mais alargado, o WLC também pode apoiar a gestão de consultas de clientes e as decisões sobre prazos de entrega. Aqui, o foco é a decisão diária de libertação: quais das ordens em espera devem entrar agora em produção?

Olhe para além da fila na primeira máquina

A fila visível de uma máquina não mostra todo o trabalho que lhe vai chegar. As ordens já libertadas podem ainda estar a montante, à espera de operações anteriores ou a passar por elas. Mais tarde, vão disputar a mesma capacidade a jusante.

Para controlar a libertação de ordens, distinga:

• Carga direta: trabalho que já se encontra no centro de trabalho, em espera ou em processamento.
• Carga indireta: trabalho de ordens já libertadas que ainda está a montante, mas que passará por esse centro de trabalho.
• Carga da carteira de ordens por libertar: trabalho de ordens ainda não libertadas. Ao avaliar a libertação de uma ordem, considera-se o acréscimo de carga que esta representaria.

Imagine que a maquinagem parece ter pouco trabalho esta manhã, mas que amanhã vão chegar várias ordens de fabrico já libertadas. Encher a área de fabrico com mais trabalho destinado à maquinagem é ignorar essa carga que se aproxima. Pelo contrário, uma ordem em espera que não passe pela maquinagem pode ser uma boa candidata à libertação.

É esta a vantagem do controlo baseado na gama operatória: distingue as ordens que agravam uma fila em crescimento das que seguem outro percurso. A lógica deixa de ser «há espaço para começar» e passa a ser «os centros de trabalho controlados por onde esta ordem vai passar têm margem para receber a sua carga».

Defina o cálculo da carga antes de estabelecer o limite

O WLC abrange várias abordagens, não uma fórmula universal. Os métodos de libertação diferem na forma como contabilizam o trabalho a jusante, no momento em que reavaliam as ordens por libertar e na resposta à falta de trabalho num centro.

Um dos métodos documentados utiliza a carga agregada corrigida. Cada operação contribui com o seu tempo de processamento estimado dividido pela posição que ocupa na gama operatória original da ordem. A primeira operação contribui com o tempo total, a segunda com metade e a terceira com um terço. Essa contribuição mantém-se na carga do respetivo centro de trabalho até a operação estar concluída.

A correção distingue o trabalho que já se encontra num recurso daquele que, após a libertação, ainda passará algum tempo a montante. Trata-se de uma convenção de contabilização da carga, não de uma redução do tempo de processamento que a máquina terá efetivamente de disponibilizar.

Não misture as convenções. Neste método, uma segunda operação com duração de seis horas contribui com três horas de carga corrigida, mas continua a precisar de seis horas de processamento no plano de produção. Um limite calibrado para a carga corrigida não pode ser simplesmente reutilizado num registo que contabilize a duração total de todas as operações a jusante.

Antes de aplicar um limite de libertação, registe a unidade de carga, as operações que contribuem para ela, a forma de calcular essas contribuições e o evento de conclusão que retira cada contribuição do registo. Estas definições permitem que diferentes planeadores e turnos tomem a decisão de forma consistente.

Decidir a libertação com base na carga, passo a passo

Imagine uma ordem à espera de libertação com a seguinte gama operatória: duas horas de corte, seis horas de maquinagem e três horas de montagem. Pela convenção de carga agregada corrigida descrita acima, as suas contribuições são, respetivamente, duas horas, três horas e uma hora de carga.

Considere o seguinte registo de carga atual e os limites definidos localmente. Estes valores servem para ilustrar a decisão; não são limites recomendados.

Centro de trabalho controlado	Carga corrigida atual	Contribuição da ordem candidata	Carga após libertação	Limite de carga
Corte	5	2	7	8
Maquinagem	8	3	11	10
Montagem	4	1	5	6

O corte e a montagem mantêm-se dentro dos respetivos limites. A maquinagem não. Se a regra exigir que todos os centros de trabalho controlados da gama operatória se mantenham dentro do seu limite, a ordem permanece na carteira de ordens por libertar. Ter a máquina de corte livre não permite ignorar o limite da maquinagem.

Na avaliação seguinte, suponha que a conclusão de trabalho de maquinagem retirou duas horas de carga corrigida do registo. Sem outras alterações, a carga atual da maquinagem passa a ser de seis horas; somando as três da ordem candidata, obtêm-se nove. A ordem cumpre agora as três verificações.

Na prática, um procedimento de autorização periódica de entrada em produção segue esta lógica:

1. Atualize a carga atual. Retire as contribuições atribuídas às operações concluídas e acerte o registo para refletir as alterações ao trabalho já autorizado a entrar em produção.

2. Ordene por prioridade as ordens elegíveis que aguardam autorização. Depois de verificar se estão prontas, aplique uma regra acordada, como a data de entrega ou a data prevista de autorização de entrada em produção.

3. Teste a gama operatória da ordem seguinte. Some as contribuições propostas às cargas atuais do registo e compare os totais com os limites de carga aplicáveis.

4. Registe apenas as entradas em produção aprovadas. Acrescente as respetivas contribuições ao registo de cargas. Se a ordem não passar na verificação, mantenha-a em espera, sem deixar no registo a carga proposta.

5. Prossiga com as restantes ordens candidatas. Cada nova verificação utiliza o registo de cargas já atualizado com as entradas em produção anteriormente aprovadas.

Este último pormenor é importante. Duas ordens podem, individualmente, respeitar os limites face à carga registada no início da manhã, mas ultrapassar um limite se entrarem ambas em produção. A rejeição de uma ordem também não tem de impedir todas as outras entradas: uma ordem com outra gama operatória pode cumprir os limites, consoante a regra escolhida para selecionar as ordens em espera.

Quando uma operação terminar, retire a contribuição que lhe foi atribuída à carga desse centro de trabalho. Não retire a carga de toda a ordem dos centros seguintes só porque a primeira operação foi concluída.

Escolha um ritmo de entrada em produção que preserve o fluxo

Na autorização periódica de entrada em produção, as ordens candidatas são analisadas a intervalos definidos. Na autorização contínua, a decisão responde a condições de carga definidas, à medida que estas se verificam. Alguns métodos de WLC combinam as duas abordagens: uma decisão periódica equilibra as cargas, enquanto uma regra complementar responde à falta de trabalho num centro de trabalho.

Uma fila vazia deve, por isso, desencadear a aplicação da política acordada, e não uma instrução informal para deixar entrar em produção o que estiver disponível. Uma regra para evitar a falta de trabalho deve especificar que tarefa pode entrar e como se regista a respetiva carga. Caso contrário, as exceções podem enfraquecer gradualmente o controlo.

A mesma disciplina aplica-se às ordens urgentes. Mantenha visíveis o tempo de espera das ordens ainda não autorizadas e o risco de incumprimento da entrega. Se uma ordem com entrega prevista não cumprir repetidamente um limite de carga, decida se deve alterar a capacidade, a gama operatória, a prioridade ou o compromisso de entrega. Classificá-la simplesmente como urgente não cria tempo de processamento.

Um limite de carga também não resolve uma sobrecarga persistente. Se a procura aceite continuar a exceder o que um recurso essencial consegue produzir, manter mais ordens fora da produção apenas muda o local onde esperam. A capacidade e os compromissos com os clientes continuam a exigir atenção.

Ajuste os limites de carga em função do lead time total, não apenas para aliviar o chão de fábrica

Um limite de carga muito permissivo facilita a entrada de trabalho, mas deixa crescer as filas. Um limite muito restritivo pode reduzir o tempo que as tarefas passam no chão de fábrica, mas deixá-las demasiado tempo à espera de autorização. As tarefas de maior dimensão podem tornar-se especialmente difíceis de autorizar.

Para uma ordem que passa a aguardar autorização de entrada em produção, avalie o tempo até à conclusão como a soma de duas parcelas interligadas:

Tempo de espera pela autorização + tempo entre a autorização de entrada em produção e a conclusão.

Transferir uma semana de espera do chão de fábrica para a espera pela autorização não significa, por si só, poupar uma semana ao cliente.

Comece por garantir a fiabilidade do registo de cargas e da informação sobre a conclusão das operações. Introduza ou aperte os limites gradualmente e, depois, verifique se a taxa de produção, o cumprimento dos prazos de entrega e o lead time total das ordens melhoram em conjunto. Acompanhe as ordens que aguardam autorização há mais tempo, além das médias, e investigue os casos em que os centros de trabalho ficam sem trabalho para executar, em vez de se congratular apenas com a redução da produção em curso no chão de fábrica.

Não existe um número universalmente «correto» de horas de carga. A combinação de gamas operatórias, a capacidade, a qualidade das estimativas e o método de contabilização escolhido influenciam o nível adequado. Reavalie-o quando essas condições mudarem.

WLC, BOA, CONWIP e POLCA: diferentes questões de controlo

Todos estes métodos abordam o fluxo de produção, mas os sinais que utilizam não são intercambiáveis.

Abordagem	Foco do controlo
Autorização de entrada em produção baseada na carga, no âmbito do WLC	Verifica se as contribuições de uma ordem candidata respeitam os limites de carga dos centros de trabalho controlados ao longo da sua gama operatória.
BOA	A abordagem alemã belastungsorientierte Auftragsfreigabe: autoriza a entrada de ordens de fabrico em produção em função da carga sobre a capacidade disponível e de um limite de carga definido.
CONWIP	A autorização é regida por um limite total de produção em curso (WIP) dentro de um perímetro de produção definido.
POLCA	Autorização de capacidade através de circuitos de cartões sobrepostos, atribuídos a pares de células, em paralelo com a autorização da tarefa.

O BOA clássico e os diferentes métodos de autorização de entrada em produção no âmbito do WLC não devem ser tratados como um único algoritmo. Em particular, não aplique uma percentagem de carga do BOA a um exemplo de carga corrigida sem definir como esse método mede a carga e estabelece o respetivo limite.

Escolha em função da decisão que precisa de controlar. Um teto de produção em curso limita a quantidade de trabalho dentro de um perímetro; os limites por centro de trabalho permitem distinguir em que centros incidirá a carga das diferentes gamas operatórias. Nenhuma destas abordagens, por si só, define a máquina e a hora de início de cada operação.

Transforme o trabalho autorizado num plano de produção coordenado com o SkyPlanner

Passar numa verificação de carga significa que uma ordem pode entrar em produção segundo a política de autorização escolhida. Não significa que a operação seguinte possa começar imediatamente nem que a data de entrega esteja assegurada. As máquinas têm turnos, os materiais têm datas de disponibilidade e as operações dependem do trabalho anterior.

O SkyPlanner APS conjuga estas restrições para todo o trabalho aceite. A sua inteligência artificial de programação da produção, Arcturus, atribui as etapas do processo aos postos de trabalho elegíveis, com base na capacidade, nos turnos, nas dependências e nas prioridades configurados. Quando a programação que considera os materiais está ativada, a disponibilidade dos materiais também entra no cálculo. A vista de Gantt mostra o plano resultante para os vários recursos.

Voltando ao exemplo: o limite de carga da maquinagem já permite a entrada da ordem, mas a operação de seis horas ainda precisa de ser encaixada entre as tarefas existentes. O SkyPlanner calcula esse encaixe em conjunto com o corte, a montagem e as outras ordens. Pode ver a conclusão prevista e o efeito das alterações de prioridade sem refazer manualmente a fila de cada máquina.

Orienta o plano através de prioridades, regras e bloqueios; o Arcturus faz os cálculos de programação. É esta a razão prática para utilizar o SkyPlanner em conjunto com uma política de autorização de entrada em produção baseada na carga: menos acertos manuais e uma visão mais clara do impacto do trabalho aceite nas entregas.

Quando a regra de data de elegibilidade está ativada, a data de elegibilidade para início de uma ordem permite estabelecer na programação que essa ordem não pode começar antes da data acordada. Essa data é uma restrição de programação, não uma prova de que a ordem cumpre os limites atuais de WLC. Ao definir o fluxo de trabalho, mantenha explícitos tanto a decisão de autorizar a entrada em produção como o registo de cargas.

O relatório de tarefas e o relatório de itens de encomenda do SkyPlanner também ajudam a analisar o trabalho registado e as diferenças de duração. Fornecem uma base para melhorar as estimativas de tempo utilizadas no planeamento; a política de autorização de entrada em produção continua a precisar de regras definidas para comunicar a conclusão das operações e contabilizar as cargas.

O que mudou na Mamec ao iniciar o trabalho no momento certo

A Mamec, fabricante de equipamentos industriais de mistura e de produtos de alta tecnologia em regime de subcontratação, refere uma redução clara do esforço dedicado ao planeamento da produção após adotar o SkyPlanner. O seu testemunho descreve também lead times mais adequados e menos fundo de maneio desnecessariamente imobilizado em produção em curso, porque as tarefas começam no momento certo.

É este o resultado de programação que vale a pena procurar em conjunto com o controlo da entrada em produção: o trabalho começar quando pode avançar, em vez de simplesmente passar para outra fila. Para um planeador que trabalha com limites de carga para autorizar entradas, a mesma distinção é importante: um início controlado deve dar lugar a um plano coordenado, não a mais uma ronda de acertos nas filas de trabalho.

Comece por uma decisão de autorização de entrada em produção e acompanhe o trabalho até à entrega

Numa primeira implementação, escolha um conjunto relevante de centros de trabalho a controlar e gamas operatórias representativas das encomendas. Confirme que as máquinas agrupadas podem realmente partilhar o trabalho, defina como será comunicada a conclusão das operações e acorde como tratar uma tarefa que não consiga cumprir os limites de carga a tempo. Depois, verifique se as decisões de autorização de entrada em produção são coerentes com a programação da produção.

O SkyPlanner integra-se com qualquer ERP ou MES através da sua API REST aberta, pelo que melhorar essa programação não exige substituir o sistema onde estão registadas as suas encomendas.

Para ver esta ligação aplicada à sua produção, agende uma demonstração do SkyPlanner. Traga a gama operatória de uma encomenda em espera, as cargas atuais dos centros de trabalho e a regra que pretende usar para autorizar a entrada em produção. Acompanhe o trabalho autorizado ao longo da programação e analise o seu efeito nas datas de conclusão e nas encomendas que disputam os mesmos recursos.

Prefere explorar primeiro? Experimente o SkyPlanner com dados de demonstração ou siga os passos de introdução com apoio de IA no Assistente do SkyPlanner. Veja como o planeamento se torna mais simples quando a programação de toda a gama operatória é calculada num único local, mantendo o controlo das prioridades.