Kanban na produção: sinais, circuitos e dimensionamento

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O kanban na produção é um método de controlo pull em que um sinal autoriza o fabrico ou a movimentação de uma quantidade definida de peças. O consumo a jusante cria a necessidade; o sinal indica ao processo fornecedor o que deve repor. Essa instrução pode ser transmitida por um cartão, um contentor vazio ou uma mensagem eletrónica.

A vantagem é estabelecer um limite claro para a reposição. Em vez de produzir mais um lote porque uma máquina está livre, repõe-se o que o processo seguinte efetivamente retirou. Assim, reduz-se o stock desnecessário e torna-se mais fácil detetar reposições em falta.

Mas um sinal não cria tempo de máquina. Se os componentes de produção repetitiva partilham uma prensa, um centro de maquinagem ou uma quinadora com as encomendas de clientes, o trabalho de reposição continua a precisar de um lugar no programa de produção. Use o kanban para autorizar a quantidade e o SkyPlanner APS para programar o trabalho aceite em função da capacidade e dos materiais disponíveis na fábrica. Desta forma, dedica menos tempo a conciliar filas de trabalho separadas e identifica conflitos antes de estes causarem faltas na montagem.

O kanban de produção e o kanban de movimentação autorizam ações diferentes

Na produção, o kanban é mais do que um cartão que passa pelas colunas «Por fazer», «Em curso» e «Concluído» de um quadro. Autoriza uma ação de reposição específica. É comum utilizar dois sinais em conjunto:

Sinal	O que autoriza	O que não autoriza
Kanban de produção	O processo fornecedor fabrica a peça indicada, na quantidade especificada, para repor o que foi retirado.	Produzir peças para encher contentores adicionais apenas para manter uma máquina ocupada.
Kanban de movimentação, também designado kanban de transporte ou de retirada	O operador de logística interna transporta a quantidade especificada do local de abastecimento para o local de consumo.	Fabricar mais um lote apenas porque foi solicitado um transporte.

Um supermercado é um local de stock controlado entre processos. Cada peça tem um lugar próprio e uma quantidade de reposição definida. O processo a jusante retira o que precisa; o processo a montante repõe o que foi retirado.

Isto significa que o kanban não exige stock zero. O stock no supermercado assegura a disponibilidade de peças enquanto decorre a reposição. A disciplina está em controlar esse stock, em vez de o aumentar continuamente.

Acompanhe um contentor ao longo do circuito de dois cartões

Imagine uma linha de montagem que utiliza um suporte de produção repetitiva, fornecido por uma quinadora partilhada. Os suportes chegam em contentores de 20 unidades. Os contentores com peças acabadas aguardam num supermercado junto à quinagem, e a montagem dispõe do seu próprio stock no ponto de utilização.

Neste exemplo, o sinal de movimentação é emitido quando a montagem abre um novo contentor, e não quando utiliza o último suporte. Assim, a logística interna tem tempo para trazer o contentor seguinte enquanto a montagem utiliza o que acabou de abrir.

1. A montagem começa a utilizar um contentor. O operador retira o cartão de movimentação e coloca-o no ponto de recolha. O cartão solicita ao supermercado outro contentor de 20 suportes.

2. O operador de logística interna recolhe o pedido. No supermercado, retira um contentor cheio com a referência de suporte correta. O cartão de produção desse contentor é retirado e colocado no ponto de recolha da produção. O cartão de movimentação é fixado ao contentor que será entregue à montagem.

3. A quinagem recebe o sinal de produção. O cartão de produção devolvido autoriza o fabrico de 20 suportes para repor um contentor. Não autoriza uma série de produção sem limite de quantidade.

4. As peças de reposição são fabricadas e verificadas. Quando a quantidade correta de suportes conformes estiver pronta, o cartão de produção acompanha o contentor de volta ao seu lugar no supermercado.

5. O circuito repete-se à medida que a montagem consome peças. Se não forem devolvidos mais cartões de produção, não há autorização para produzir mais para este circuito.

Os cartões indicam a referência da peça, a quantidade, os locais de abastecimento e de consumo e um identificador que distingue cada autorização das restantes. Um sinal eletrónico exige a mesma clareza: digitalizar uma instrução ambígua não a transforma numa regra de reposição fiável.

Outras configurações usam o contentor vazio como sinal para iniciar a reposição. Também podem funcionar, desde que o stock restante cubra todo o tempo de resposta. Defina o evento que desencadeia o sinal e forme todos os intervenientes para o aplicarem de forma consistente. Alternar entre «contentor aberto» e «contentor vazio» altera o tempo de que o circuito dispõe para responder.

Escolha peças cuja reposição seja fiável

Um bom ponto de partida é um componente de produção repetitiva com consumo regular, especificações estáveis e um percurso de reposição razoavelmente previsível. Um suporte comum a vários conjuntos pode ser um candidato mais adequado do que uma peça específica de um cliente, encomendada uma vez por ano.

Antes de introduzir cartões, confirme que o processo fornecedor consegue acompanhar a procura média. Se a montagem consumir sistematicamente peças mais depressa do que a quinagem as consegue fabricar, acrescentar cartões apenas adia a rutura de stock. É preciso tomar uma decisão sobre a capacidade ou a procura, não acumular mais autorizações.

O tempo de preparação também conta. Um cartão pode representar um contentor sem que seja necessário preparar a máquina de novo para cada contentor. Se agrupar vários cartões devolvidos num lote de produção, defina a condição de arranque do lote e inclua o tempo de espera no lead time de reposição. Não complete o lote com stock que ninguém pediu, à margem das regras.

Acorde as regras de funcionamento antes de iniciar o projeto-piloto:

• Produza ou movimente peças apenas mediante o sinal válido correspondente e na quantidade nele indicada.
• Mantenha a rastreabilidade da autorização enquanto esta aguarda, está a ser executada ou acompanha as peças acabadas.
• Não envie peças defeituosas para jusante nem contabilize stock em quarentena como reposição utilizável.
• Designe um responsável pelas faltas de peças, pelos cartões perdidos e pelas exceções urgentes. Verifique e regularize a autorização original antes de emitir outra em sua substituição, para que uma necessidade não dê origem a duas ordens.
• Altere o número de cartões de forma deliberada, em vez de acrescentar cartões não oficiais sempre que o circuito tiver dificuldades.

São estas regras que dão sentido ao limite estabelecido. Sem elas, o kanban torna-se apenas mais uma lista local sobreposta ao plano de produção existente.

Dimensione o circuito pela procura durante o tempo de reposição

Para um circuito de produção com quantidade fixa por contentor, um cálculo prático de partida é:

Número de cartões de produção = arredondar por excesso [(D × L + S) ÷ C]

Nesta fórmula:

• D é a taxa média de procura no ponto de retirada do circuito, em peças por unidade de tempo.
• L é o lead time de reposição, expresso na mesma unidade de tempo: desde a retirada que desencadeia o sinal de produção até à disponibilização de peças de reposição conformes nesse supermercado.
• S é uma margem de segurança adicional, em peças, para a variação que se pretende cobrir.
• C é o número de peças conformes representado por um cartão ou contentor.

A lógica é simples: cobrir o consumo previsto enquanto decorre a reposição, acrescentar a margem de proteção escolhida e converter essa quantidade em contentores completos. Arredonde por excesso, porque uma fração de cartão não autoriza um contentor completo.

Exemplo de cálculo dos cartões de produção

Para o circuito de produção dos suportes, considere os seguintes dados de planeamento:

Parâmetro	Valor ilustrativo
Taxa média de retirada do supermercado da quinagem	40 suportes por hora de funcionamento
Lead time entre a retirada e a disponibilização de peças de reposição conformes	3 horas de funcionamento
Margem de segurança adicional	30 suportes
Quantidade por contentor	20 suportes

A procura prevista durante a reposição é de 40 × 3 = 120 suportes. Somando a margem de 30 suportes, obtém-se 150. Divida por 20 e arredonde 7,5 por excesso para 8 cartões de produção.

Estes oito cartões representam uma quantidade total autorizada de 160 suportes no circuito de produção. Essa quantidade distribui-se entre o stock de peças acabadas no supermercado e a reposição em espera ou em curso. Não significa ter 160 suportes na prateleira e mais 160 em produção. Quando sai um contentor cheio, o respetivo cartão de produção regressa para autorizar a reposição; não se cria um novo cartão permanente.

Este cálculo abrange apenas o circuito de produção da quinagem. O circuito de movimentação que abastece a montagem tem o seu próprio tempo de transporte e as suas necessidades de stock no ponto de utilização. Não assuma que os mesmos oito cartões também dimensionam todos os locais a jusante ou toda a produção em curso da fábrica.

A margem de 30 suportes é uma opção de gestão usada a título ilustrativo, não uma percentagem universal nem uma garantia de nível de serviço. Defina a proteção com base na variação real da procura e da reposição, nas consequências de uma rutura de stock e no nível de serviço necessário. Reveja-a à medida que o processo se torna mais fiável.

Meça o tempo de resposta completo, não apenas o tempo de corte ou quinagem

Um prazo de reposição estimado em três horas tem de abranger mais do que os minutos de trabalho na máquina. Inclua a recolha dos sinais, o tratamento das ordens, a espera por um lote ou recurso, a preparação, o processamento, a inspeção e o regresso ao supermercado. Inclua também todas as atividades de transporte ou receção dentro dos limites que definiu.

Use uma base temporal coerente. Se a procura for expressa por hora de funcionamento, o lead time tem de ter em conta os períodos de funcionamento e os intervalos entre turnos que afetam a reposição. Não é possível combinar os dois dias de calendário de um fornecedor com o consumo horário da montagem sem fazer essa conversão.

A fórmula fornece um limite inicial. Meça as retiradas efetivas, os tempos de reposição e as ruturas de stock para verificar se esse limite funciona. Um cálculo rigoroso não compensa um circuito de recolha que deixa sinais por recolher ou uma fila de espera numa máquina que duplica regularmente o tempo de resposta previsto.

Defina um lead time de reposição realista para máquinas partilhadas

Voltemos ao exemplo dos suportes. O circuito foi dimensionado para um tempo de resposta de três horas, mas a quinadora também executa trabalho para encomendas de clientes. Se esses trabalhos prolongarem a reposição para cinco horas, o cálculo inicial deixa de refletir o processo.

Mantendo a mesma procura e a mesma margem de segurança, cinco horas resultariam numa necessidade inicial de 12 cartões, em vez de oito. Aumentar o número de cartões pode proteger o abastecimento, mas também implica manter mais stock para responder a um problema que poderá ser de espera excessiva. Primeiro, determine se o tempo adicional se deve a limites de capacidade inevitáveis, a filas de espera evitáveis ou a uma execução pouco fiável.

É aqui que o SkyPlanner traz valor. Integre as ordens de reposição aceites no mesmo plano com capacidade finita que os restantes trabalhos que disputam essa máquina. Defina os prazos de conclusão necessários, as rotas de produção, as quantidades e as prioridades. Arcturus, a IA de programação da produção do SkyPlanner, calcula a atribuição dos trabalhos às máquinas e os horários das operações em função da capacidade, dos turnos e das dependências configurados. A vista de Gantt permite visualizar essa sequência.

Quando a programação está configurada para ter em conta os materiais, Arcturus considera também a disponibilidade de materiais e os fornecimentos previstos. Uma ordem de reposição de suportes não deve aparecer como pronta a iniciar se a chapa necessária não estiver disponível. O SkyPlanner integra-se com qualquer ERP ou MES através da sua REST API aberta, ligando os dados existentes das encomendas e da produção ao plano, em vez de exigir que mantenha um sistema de planeamento isolado.

É o utilizador que define as prioridades; Arcturus trata dos cálculos da programação. Quando as circunstâncias mudam, o recálculo ajuda a perceber como conciliar a reposição com as restantes ordens. Isto reduz a sequenciação manual e permite resolver um conflito sem comprometer outra entrega inadvertidamente.

As opções de programação ASAP e JIT do SkyPlanner apoiam essa decisão sobre quando executar o trabalho. ASAP procura uma oportunidade de execução o mais cedo possível; JIT programa o trabalho mais perto da data de entrega. Nenhuma destas opções constitui o sinal de consumo. A política kanban determina o que está autorizado, e a programação determina quando esse trabalho aceite pode ser executado.

O que mudou na KJH-Comp com a programação diária

A KJH-Comp, uma empresa de fabrico de peças em chapa por subcontratação, utilizava anteriormente o C9000 e folhas de cálculo para planear a carga semanal em linhas gerais. A atribuição diária dos trabalhos às máquinas continuava a ser manual, com dois supervisores a dedicar, cada um, pelo menos metade do seu tempo à programação.

A empresa manteve o seu ERP e introduziu o SkyPlanner para programar com capacidade finita e atribuir automaticamente os trabalhos às máquinas. No seu testemunho, refere uma melhor visibilidade da acumulação de carga na quinadora de quatro metros e menos situações em que trabalhos antecipados ocupam o lugar de outros com expedição mais próxima. A responsabilidade pela programação passou de dois supervisores para um, tendo o outro assumido funções diferentes.

Esta experiência ilustra o problema de programação subjacente a um compromisso de reposição: conhecer a carga semanal total não basta para decidir qual deve ser o próximo trabalho numa máquina partilhada. O SkyPlanner permite gerir a sequência diária à medida que aumenta a diversidade dos trabalhos.

Comece por um circuito e valide o tempo de resposta

Faça um teste-piloto com uma peça de produção recorrente, envolvendo quem a consome, transporta e fabrica. Assinale a localização do supermercado, normalize a quantidade por contentor, emita os cartões acordados e defina sem ambiguidades o evento que desencadeia a autorização. Confirme o stock inicial e as ordens de reposição em aberto para que o circuito comece com as quantidades reconciliadas.

Acompanhe o tempo real entre a emissão do sinal e o regresso das peças, as faltas de material, o stock utilizável, as autorizações em atraso e as intervenções de emergência. Quando algo falhar, percorra o circuito: o sinal foi recolhido, a reposição foi programada, os materiais estavam disponíveis e as peças conformes chegaram ao local correto?

Se o stock se mantiver sistematicamente acima do necessário, teste uma redução controlada do número de cartões e observe o resultado. Se as faltas se repetirem, investigue os pressupostos de tempo e capacidade antes de aumentar o stock. Reveja o circuito sempre que houver alterações na procura, no tamanho dos contentores, na política de preparação ou nos turnos.

Numa fábrica com recursos partilhados, escolha o SkyPlanner para manter a reposição autorizada e as encomendas dos clientes num único plano de produção. Para a demonstração, traga um exemplo de uma peça de produção recorrente, com a respetiva taxa de consumo, quantidade por contentor, rota de produção e os trabalhos que disputam as mesmas máquinas. Poderá então analisar a questão que determina se o circuito vai funcionar: é possível concluir a reposição antes de se esgotar o stock que assegura o consumo?

Agende uma demonstração do SkyPlanner para analisar essa peça no contexto da sua produção, ou experimente o SkyPlanner com dados de demonstração para ver como funciona a programação.