Drum Buffer Rope: quando lançar trabalho em produção

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O drum buffer rope (DBR) é um método de programação e controlo da produção que faz depender o lançamento de novo trabalho da capacidade da operação que limita a produção. O tambor define o ritmo, o buffer protege-o contra perturbações e a corda controla quando o trabalho a montante entra em produção.

Responde a uma pergunta que facilmente passa despercebida numa fábrica com muita atividade: esta tarefa precisa de começar agora?

Iniciar mais trabalho não aumenta a capacidade da restrição. Pode apenas aumentar as filas, imobilizar mais material em ordens por concluir e obrigar a procurar durante mais tempo a tarefa que deve ser executada a seguir. O objetivo do DBR é concluir a tempo, e não manter todas as máquinas ocupadas.

Para o planeador, o desafio é manter essa coordenação à medida que as encomendas e a capacidade mudam. O SkyPlanner APS calcula um plano de produção integrado, para que as decisões de lançamento possam seguir a capacidade disponível e as prioridades de entrega, em vez de dependerem de várias filas mantidas manualmente.

Como funcionam em conjunto o tambor, o buffer e a corda

O DBR tem origem na Teoria das Restrições de Eliyahu Goldratt. Parte do princípio de que melhorar uma operação isolada não basta: o fluxo de produção tem de passar pelo recurso que limita a quantidade que precisa de produzir.

O tambor: definir um plano exequível para a restrição

O tambor é o plano da restrição: o trabalho que vai processar, em que sequência e em que momento. Esse ritmo pode ser ditado por um forno de tratamento térmico, uma máquina especializada ou uma equipa de produção com disponibilidade limitada.

Defina a sequência em função das encomendas que precisa de entregar, tendo em conta o tempo de trabalho efetivamente disponível, o processamento e os tempos de preparação. Programar mais horas do que as disponíveis no recurso apenas esconde a falta de capacidade. O plano da restrição também tem de reservar tempo suficiente, após essa operação, para o trabalho restante e a expedição.

As operações a montante passam então a servir essa sequência. A sua função é deixar o trabalho certo pronto para a restrição, e não produzir o máximo possível sem ter em conta o que acontece a seguir.

O buffer: proteger a chegada prevista

O buffer da restrição é uma margem de tempo que protege contra a variabilidade a montante. O trabalho é lançado com antecedência suficiente para chegar à restrição antes do período que lhe está reservado, deixando alguma margem para recuperar de atrasos numa operação ou transferência.

Essa proteção não é uma indicação para acumular peças sem limite. Uma fila cheia pode conter as ordens erradas, enquanto continua a faltar a tarefa necessária a seguir. O que importa é saber se o trabalho exigido pelo plano da restrição vai chegar a tempo.

Um buffer de expedição protege outro ponto: a conclusão antes da data de entrega acordada com o cliente. Distinguir estas finalidades ajuda a perceber se um atraso põe em risco o próximo período reservado na restrição ou a expedição final.

A corda: reter o trabalho que ainda não é necessário

A corda liga o plano da restrição ao lançamento do trabalho a montante. Indica à produção quando deve introduzir uma ordem na rota de produção, tendo em conta o tempo necessário para chegar à restrição e a margem de proteção escolhida.

Se uma ordem ainda não for necessária, fica por lançar, mesmo que uma máquina a montante tenha capacidade disponível. Trata-se de controlar deliberadamente o trabalho em curso, não de uma falha em manter as pessoas ocupadas. O tempo disponível pode ser aproveitado para preparação, manutenção ou outras atividades úteis, sem acrescentar mais um lote desnecessário à fila.

As três componentes dependem umas das outras. Sem proteção, o tambor pode ficar sem trabalho para processar. Sem controlo do lançamento, o buffer pode transformar-se em excesso de stock. Uma regra de lançamento ligada a um plano inexequível para o tambor apenas transfere o problema para montante.

Exemplo de drum buffer rope: esta ordem deve começar às 09:00?

Imagine uma fábrica em que a restrição é um posto de acabamento especializado. Uma ordem tem um período de acabamento reservado para as 14:00. O processamento e a transferência a montante demoram três horas, e o planeador prevê mais duas horas de trabalho como margem de proteção. Neste exemplo, todo o trabalho decorre num único dia com pessoal ao serviço, sem pausas nem outros conflitos de recursos.

Momento do planeamento	Hora
Lançamento do trabalho a montante	09:00
Chegada prevista após três horas	12:00
Período de acabamento protegido	14:00

Ao lançar a ordem às 09:00, ficam disponíveis cinco horas até ao início do período reservado: três para o trabalho previsto e duas para absorver imprevistos. Essas duas horas protegem o período de acabamento; não são tempo de processamento adicional.

Se um atraso a montante acrescentar uma hora, a ordem chega às 13:00. A restrição continua a poder iniciar o trabalho às 14:00. O buffer cumpriu a sua função sem obrigar a alterar o plano de acabamento.

Imagine agora outra ordem que só precisa do posto de acabamento na próxima semana. Iniciá-la esta manhã pode melhorar a utilização de uma máquina a montante, mas não contribui para a produção de acabamento de hoje. Acrescenta movimentações de material e uma fila que a ordem de hoje terá de atravessar, ou na qual terá de ser encontrada. A corda mantém esse trabalho posterior fora da produção até ser necessário.

A decisão de lançamento não consiste, portanto, em perguntar «a primeira máquina está livre?», mas sim «quando tem esta ordem de entrar em produção para proteger o período previsto na restrição?».

Numa fábrica real, calcule esses momentos com base nos calendários de trabalho efetivos. Cinco horas de trabalho podem atravessar uma mudança de turno, e duas ordens não podem utilizar a mesma capacidade a montante ao mesmo tempo. O exemplo explica a lógica do lançamento; um plano com capacidade finita determina onde o trabalho pode efetivamente ser encaixado.

Gerir o buffer acompanhando o trabalho que ainda não chegou

Com o lançamento controlado, o trabalho diário torna-se mais focado. Verifique o progresso a montante das tarefas exigidas pelo tambor. Quais estão prontas? Quais estão a consumir a sua margem de proteção? Quais põem agora em risco um período reservado na restrição?

Se uma tarefa continuar a ter chegada prevista dentro da sua margem de proteção, não precisa automaticamente de ser acelerada. Se o trabalho restante colocar em dúvida a chegada prevista, investigue a causa e ajude essa tarefa específica a avançar. Lançar mais ordens sem relação com ela não fará aparecer o material em falta nem concluirá a operação anterior.

Dimensione a margem de proteção com base na variabilidade que observa na rota de produção. Uma margem demasiado pequena deixa a restrição exposta aos atrasos habituais. Uma margem excessiva faz entrar trabalho em produção desnecessariamente cedo. Não existe um número universal de dias de buffer que sirva para todas as fábricas.

Registe as causas do consumo recorrente do buffer. A falta repetida de um componente, uma transferência demorada ou um processo pouco fiável exigem uma ação corretiva, não apenas uma margem permanentemente maior. Acompanhe em conjunto as ordens concluídas, o cumprimento das entregas e o trabalho em curso: uma fila mais curta só é útil se a produção continuar a entregar o trabalho necessário.

Quando a restrição muda com a composição das encomendas

É mais fácil compreender o método quando uma restrição recorrente condiciona uma parte significativa da produção. Se o recurso limitante mudar com a composição das encomendas, uma sequência definida em função do gargalo do mês passado pode levar a decisões de lançamento erradas hoje.

Continua a ser necessário limitar o trabalho antecipado e proteger as operações críticas para a entrega. Mas também é preciso verificar os restantes recursos, rotas e dependências. É aqui que a programação com capacidade finita se torna especialmente valiosa: liga a decisão de lançamento a um plano para toda a rota de produção, em vez de pressupor que todos os recursos que não são a restrição terão sempre capacidade disponível.

O DBR também não é apenas outro nome para Kanban ou MRP. O Kanban autoriza o reabastecimento através de sinais e limites; o MRP calcula as necessidades de materiais com base na procura, nas estruturas dos produtos e no stock. O DBR organiza o lançamento em torno da restrição e da sua proteção. Estas abordagens podem funcionar em conjunto, mas uma necessidade de material, por si só, não demonstra que uma ordem deva entrar hoje no chão de fábrica.

Use o SkyPlanner para basear a decisão de lançamento num plano exequível

O DBR oferece uma forma de pensar o fluxo de produção. O SkyPlanner APS trata da programação detalhada que mantém as máquinas, as rotas das ordens e as prioridades de entrega articuladas.

Define os centros de trabalho, os turnos, os operadores, as etapas do processo e as respetivas durações. O Arcturus, a inteligência artificial de programação da produção do SkyPlanner, distribui o trabalho de acordo com a capacidade e as dependências configuradas. A vista Gantt mostra as filas resultantes em cada centro de trabalho e as operações interligadas. Em vez de reconstruir cada fila separadamente, pode ver como a ordem chega à sua operação crítica e quando está prevista a conclusão do trabalho restante.

Para um planeador que aplica os princípios do DBR, isto altera o trabalho diário de três formas importantes:

• Reserve o tempo escasso para os compromissos certos. Defina prioridades de entrega e das ordens para que o cálculo do plano reflita o trabalho que importa, em vez de considerar cada início antecipado um sucesso.
• Verifique se tudo está pronto ao longo da rota. Quando a opção de considerar os materiais na programação está ativada, o Arcturus tem em conta o stock e a disponibilidade dos materiais a receber, além das restrições de produção. Um período reservado numa máquina é mais útil quando o material necessário para o aproveitar também faz parte do cálculo.
• Recalcule quando o plano mudar. Atualize a capacidade, o progresso ou as prioridades e deixe o Arcturus calcular o plano afetado. Com o Autopilot ativado, os eventos configurados ou um temporizador podem desencadear a reprogramação, mantendo em vigor as suas regras e bloqueios.

O SkyPlanner também permite definir a data mais cedo em que uma ordem pode começar no plano. Essa data pode representar uma decisão de reter o trabalho. A definição de dias de buffer tem outra finalidade: criar uma margem para a conclusão antes da entrega, que influencia as prioridades de programação.

A data mais cedo em que uma ordem pode começar no plano não corresponde à sua libertação efetiva para o chão de fábrica, e uma margem antes da entrega não equivale à margem de proteção do recurso restritivo no DBR. Se precisar de um fluxo automatizado de libertação de ordens segundo o DBR, inclua na demonstração do SkyPlanner a definição do que desencadeia essa libertação e de quem é responsável por ela. A razão imediata para escolher o SkyPlanner é clara: calcula e mantém o plano de produção baseado na capacidade que sustenta essas decisões, poupando-lhe o trabalho manual de coordenar todas as filas de espera.

O que mudou na Piristeel para além de manter os departamentos ocupados

A Piristeel, fabricante de produtos de segurança para coberturas e sistemas de águas pluviais, produzia em grandes lotes e mantinha stocks de segurança elevados. A produção parecia decorrer sem problemas, mas os níveis de stock eram altos e as alterações eram difíceis de gerir. Os departamentos não tinham uma visão partilhada do trabalho dos restantes, e manter a programação dos três departamentos ocupava uma pessoa a tempo inteiro.

Com o SkyPlanner, a programação detalhada automatizada e uma vista Gantt partilhada deram visibilidade ao trabalho dos vários departamentos. A Piristeel refere uma melhor coordenação de séries de produção mais pequenas e maior capacidade de resposta às encomendas dos clientes. Os stocks de segurança elevados deixaram de ser uma condição necessária para que a produção decorresse sem problemas.

A ligação ao DBR está na diferença entre ter muito trabalho e ter um fluxo coordenado. A experiência da Piristeel mostra por que vale a pena tornar a capacidade visível e articular os planos de produção quando os stocks têm servido para compensar a falta de coordenação.

Faça da próxima libertação para produção uma decisão, não um hábito

Antes de libertar mais uma ordem para produção, verifique o intervalo de tempo de que necessita no recurso limitante, o tempo necessário para lá chegar e a margem de proteção que a rota justifica. Depois, acompanhe o trabalho até à entrega acordada. É este o valor prático do drum buffer rope: iniciar o trabalho porque o sistema precisa dele, e não apenas porque há uma máquina livre.

Escolha o SkyPlanner APS quando manter esse plano articulado ocupa o dia dos seus planeadores. O SkyPlanner integra-se com qualquer ERP ou MES através da sua REST API aberta, permitindo ligar os dados das ordens existentes à programação baseada na capacidade, sem substituir um sistema que já responde bem às suas necessidades.

Marque uma demonstração do SkyPlanner e traga uma rota típica de uma ordem, o respetivo recurso restritivo e um problema recente de libertação prematura ou de necessidade de acelerar a produção. Use esses exemplos para perceber como a programação apoiaria a sua próxima decisão de libertação para produção. Ou experimente o SkyPlanner com dados de demonstração para explorar primeiro a vista de programação.