Planeamento das necessidades de capacidade: resolva as sobrecargas nos centros de trabalho

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O plano de materiais propõe as próximas ordens de fabrico. Os trabalhos em curso já disputam o tempo disponível nas máquinas. Antes de lançar mais trabalho, precisa de saber quais os centros de trabalho que têm capacidade para o executar e quais vão acumular ordens em atraso.

O planeamento das necessidades de capacidade (CRP) converte as ordens de fabrico planeadas e em aberto em necessidades de recursos distribuídas no tempo e compara essa carga com a capacidade disponível. Indica onde é necessário alterar o plano de produção detalhado: em que recurso, em que período e quais as ordens que originam a falta de capacidade.

O resultado útil não é apenas uma percentagem de carga a vermelho. É uma decisão sobre que trabalho deslocar, que capacidade acrescentar ou que compromisso rever. O SkyPlanner APS ajuda a concretizar essa decisão no programa de produção. O Arcturus calcula os horários das operações em função dos seus recursos e prioridades; a vista Gantt mostra como a alteração afeta o restante trabalho.

O que verifica o planeamento das necessidades de capacidade?

O CRP verifica se a capacidade das máquinas e da mão de obra é suficiente para executar o trabalho de fabrico exigido pelo plano de materiais. Os dados detalhados vêm das ordens e das respetivas operações: quantidades, gamas operatórias, tempos de preparação e de execução, trabalho por concluir e datas em que cada recurso é necessário.

Um centro de trabalho pode ser uma máquina, um grupo de máquinas equivalentes ou uma equipa de produção. Faça a comparação a um nível de detalhe que permita identificar a restrição. As horas livres na inspeção não compensam a sobrecarga de um centro de maquinagem.

O CRP complementa as outras atividades de planeamento, não as substitui:

Atividade	O que verifica ou decide
Planeamento das necessidades de materiais (MRP)	Que materiais e componentes são necessários, em que quantidades e em que datas, tendo em conta as existências e os abastecimentos
Planeamento aproximado da capacidade (RCCP)	Se os recursos críticos têm capacidade para cumprir o plano diretor de produção
Planeamento das necessidades de capacidade (CRP)	A carga detalhada dos recursos gerada pelas ordens de fabrico planeadas e em aberto
Programação com capacidade finita	Onde e quando executar cada operação, dentro do tempo disponível dos recursos

O CRP tradicional pode revelar sobrecargas sem resolver automaticamente a disputa pelos recursos que lhes deu origem. Um relatório que mostra 44 horas necessárias para 36 horas disponíveis é valioso precisamente porque mantém visível a falta de capacidade. Para a resolver, é preciso tomar uma decisão de produção e rever o plano.

Calcule a carga a partir do trabalho que falta executar

Comece por definir um conjunto coerente de ordens a considerar. Inclua as propostas de fabrico que está a avaliar e as operações por concluir das ordens em aberto. Quando uma proposta passa a ordem lançada, não pode continuar no cálculo como uma segunda cópia do mesmo trabalho.

Use as necessidades líquidas de fabrico do plano de materiais, em vez de lhes somar a procura bruta das vendas. As existências que já cobrem uma necessidade não têm de ser fabricadas novamente; uma ordem de fabrico em aberto continua a consumir capacidade para o trabalho que falta concluir.

Para cada operação, precisa de:

• A quantidade restante e o estado da operação, incluindo qualquer retrabalho conhecido.
• A gama operatória, o centro de trabalho apto a executar a operação e a sequência das operações.
• Os tempos de preparação e de processamento restantes, expressos numa unidade comum.
• As datas previstas das operações ou os desfasamentos de lead time, para situar a necessidade no tempo.
• O calendário do recurso, a disponibilidade de pessoal e os períodos de indisponibilidade conhecidos.

A lista de materiais indica o que entra num produto. A gama operatória indica onde se executa o trabalho de fabrico e quanto tempo exige dos recursos. O CRP precisa desta segunda perspetiva, além das quantidades obtidas no planeamento de materiais.

Calcule as horas de operação restantes

Para uma operação simples com um tempo de execução por peça:

Carga restante da operação = tempo de preparação restante + quantidade restante × tempo de execução por peça.

Some as cargas das operações por centro de trabalho e por período. Uma preparação já concluída não constitui uma nova necessidade futura. Se for preciso dividir a quantidade restante da ordem em lotes com preparações independentes, inclua o tempo de preparação adicional, em vez de assumir que a divisão não tem custos.

Nem todos os processos seguem um modelo por peça. Um ciclo de forno pode ocupar capacidade durante um período fixo por lote. Use a base de cálculo de tempo efetiva da operação, em vez de multiplicar todas as durações pelo número de peças.

Mantenha as horas-máquina separadas das horas de mão de obra. Uma máquina pode funcionar sem operador durante parte de uma operação, enquanto uma tarefa de montagem pode exigir várias pessoas. Estes pressupostos não devem perder-se num único total de horas para toda a fábrica.

Atribua a necessidade ao período em que a operação exige capacidade

Não coloque todas as operações na semana de entrega do produto acabado. A maquinagem pode ter de ocorrer mais cedo para permitir o acabamento e a montagem a seguir. Use as datas das operações ou os desfasamentos previstos na gama operatória para distribuir a carga no tempo; quando uma operação abrange vários períodos, siga as regras de afetação do seu modelo de planeamento.

Os períodos diários revelam conflitos que os totais semanais podem ocultar. Os períodos semanais podem ser úteis para analisar o perfil de carga num horizonte mais alargado. Escolha o nível de detalhe necessário para a decisão e verifique depois a sequência efetiva das operações antes de assumir um compromisso de entrega com base num período sem sobrecarga.

Compare com a capacidade utilizável

Calcule a disponibilidade a partir do calendário de trabalho para as datas em causa, não apenas pelo facto de existir uma máquina. Parta das horas de trabalho previstas para o recurso e tenha em conta a manutenção, os feriados, a disponibilidade de pessoal e outras restrições conhecidas.

Para uma comparação simples em horas:

Saldo de capacidade = horas disponíveis − horas necessárias.

Taxa de carga da capacidade = horas necessárias ÷ horas disponíveis × 100%.

Um saldo negativo ou uma taxa superior a 100% indica uma sobrecarga. Se a capacidade disponível for zero, assinale que a necessidade não pode ser programada nesse período, em vez de tentar dividir por zero.

Use uma base de cálculo de tempo coerente. Se os tempos de execução forem expressos em horas-padrão e a capacidade disponível for ajustada em função do desempenho, documente esse ajuste. Se os tempos de execução já incluírem as mesmas perdas previstas, não as desconte uma segunda vez. O histórico de produção é uma referência útil para confrontar com a realidade os pressupostos de capacidade demasiado otimistas.

Exemplo de CRP: identifique a sobrecarga de oito horas na maquinagem

Imagine um fabricante a analisar o trabalho da próxima semana num centro de maquinagem. Dispõe de um turno de oito horas em cada um dos cinco dias úteis: 40 horas-máquina. Quatro horas de manutenção planeada deixam 36 horas-máquina disponíveis. Neste exemplo simplificado, não se aplica qualquer dedução adicional por motivos de eficiência.

Três ordens precisam de maquinagem nessa semana:

Ordem	Estado e trabalho por concluir	Preparação restante	Tempo de execução por peça	Horas de maquinagem necessárias
J101	Ordem em aberto: faltam 60 peças	0 h	0,25 h	15 h
J202	Ordem planeada: 80 peças	2 h	0,20 h	18 h
J203	Ordem planeada: 40 peças	1 h	0,25 h	11 h
Total				44 h

A J101 tinha originalmente 100 peças. Quarenta já foram maquinadas e a preparação está concluída. Apenas as 60 peças restantes entram nesta carga de maquinagem: 60 × 0,25 = 15 horas.

Para a J202, o cálculo é 2 + (80 × 0,20) = 18 horas. A J203 acrescenta 1 + (40 × 0,25) = 11 horas.

O centro de maquinagem tem, portanto, 44 horas necessárias para 36 horas disponíveis: uma sobrecarga de oito horas e uma taxa de carga de 122,2%, arredondada a uma casa decimal.

As mesmas ordens exigem, respetivamente, 6, 8 e 4 horas de mão de obra num posto de rebarbagem separado. A carga de 18 horas cabe nas 28 horas de mão de obra disponíveis. Essas dez horas livres são úteis, mas não permitem executar o trabalho de maquinagem para o qual falta capacidade.

Avalie uma resposta concreta, não apenas uma barra vermelha mais pequena

Suponha que a J203 pode ser executada numa máquina alternativa apta para a operação, com 16 horas disponíveis no período necessário. Nessa máquina, a operação é mais lenta: a preparação demora 1,5 horas e cada peça demora 0,30 horas.

Transferir a operação exige 1,5 + (40 × 0,30) = 13,5 horas na máquina alternativa, em vez das 11 horas originais.

Recurso	Carga após a transferência da J203	Capacidade disponível	Capacidade restante
Centro de maquinagem original	33 h	36 h	3 h
Máquina alternativa	13,5 h	16 h	2,5 h
Posto de rebarbagem	18 horas de mão de obra	28 horas de mão de obra	10 horas de mão de obra

A carga de ambas as máquinas cabe agora na capacidade disponível. No entanto, a transferência aumenta o tempo total de maquinagem de 44 para 46,5 horas. Pode valer a pena para cumprir a data de entrega, mas não representa um ganho de produtividade. Compare o tempo de máquina adicional, as ferramentas e quaisquer outros custos de transferência com o custo das horas extraordinárias ou do atraso de uma encomenda.

Verifique depois a passagem para a operação seguinte. A máquina alternativa tem de concluir a J203 a tempo de permitir as quatro horas de rebarbagem antes da expedição. De nada serve ter horas livres depois do momento em que essa passagem tem de ocorrer. Um resultado equilibrado no CRP oferece uma possível solução; a programação detalhada permite verificar se os tempos são viáveis.

Decida como resolver cada sobrecarga

Antes de comprar capacidade, consulte as ordens que estão na origem do pico de carga. Procure propostas duplicadas, operações concluídas ainda consideradas em aberto, quantidades desatualizadas e tempos incorretos nas gamas operatórias. Corrigir um erro nos dados evita pagar horas extraordinárias de que o trabalho nunca precisou.

Se a falta de capacidade for real, compare as respostas possíveis tendo em conta as ordens afetadas:

• Transfira uma operação para um recurso alternativo apto para a executar. Utilize os tempos reais de preparação e processamento desse recurso, como no caso da J203. Confirme a disponibilidade de ferramentas e de pessoal, além das horas livres.
• Transfira trabalho para outro período. Antecipar a produção exige materiais e capacidade mais cedo; adiá-la pode alterar o compromisso de entrega. Volte a verificar as operações anteriores e seguintes.
• Acrescente horas de trabalho com o pessoal necessário. Concentre o reforço no recurso e no período em que falta capacidade. Um turno adicional noutra zona da fábrica não resolve esta sobrecarga.
• Subcontrate o trabalho adequado. Tenha em conta o lead time do fornecedor, o transporte e qualquer inspeção necessária antes da operação interna seguinte.
• Reveja o compromisso de entrega. Se o trabalho continuar a exceder a capacidade, acorde outra data, outra quantidade ou uma entrega faseada, em vez de assumir um compromisso impossível de cumprir.

Alterar prioridades exige especial cuidado. Pode salvaguardar uma encomenda importante fazendo outra esperar, mas não cria capacidade. Antes de considerar resolvida a encomenda urgente, verifique que outros compromissos são afetados.

Registe a ação escolhida no trabalho afetado, atualize os dados relevantes das ordens ou da capacidade e volte a calcular. Se as alterações de datas ou quantidades modificarem as necessidades de materiais, reflita também a decisão no planeamento de materiais. O CRP é um processo de ajuste contínuo, não um relatório para arquivar depois da reunião.

Transforme a decisão sobre capacidade numa programação no SkyPlanner

Utilize o SkyPlanner quando os seus planeadores conseguem identificar a sobrecarga, mas passam demasiado tempo a reorganizar as filas de operações daí resultantes. O benefício é menos coordenação manual, melhor aproveitamento da capacidade existente e uma base mais clara para decidir se as horas adicionais compensam o seu custo.

O seu ERP pode continuar a ser a fonte dos registos comerciais e de produção. O SkyPlanner integra-se com qualquer ERP ou MES através da sua REST API aberta, ligando as ordens e a informação sobre as etapas do processo à programação detalhada.

No SkyPlanner, os centros de trabalho, turnos, operadores, etapas do processo e prioridades constituem a base da programação. Os períodos de manutenção conhecidos bloqueiam a disponibilidade dos recursos. O Arcturus calcula a programação com base na capacidade, nas dependências entre operações e nas prioridades configuradas. Quando está ativa a programação que tem em conta os materiais, a disponibilidade de materiais registada também influencia os tempos programados.

No exemplo da maquinagem, o procedimento útil é refletir no sistema a escolha aprovada do recurso e os turnos disponíveis, recalcular e depois analisar em conjunto a maquinagem e a rebarbagem no diagrama de Gantt. Pode ver quando terminam as operações e que outras ordens são afetadas. Se a máquina alternativa só estiver disponível perto do fim da semana, o impacto na entrega passa a ser uma questão de programação que pode avaliar, em vez de um pressuposto oculto nos totais.

Cabe-lhe decidir se aceita esse impacto, altera as prioridades ou disponibiliza mais capacidade. O Arcturus encarrega-se do cálculo da programação. Por isso, o SkyPlanner é um passo operacional mais eficaz do que manter um relatório de carga separado e ajustar manualmente todas as filas de trabalho após cada alteração.

O que mudou na Mamec

A Mamec, fabricante finlandês de tecnologia de mistura e de produtos de alta tecnologia para terceiros, tinha de gerir milhares de ordens de trabalho interdependentes. As funções de planeamento rígidas do seu ERP não ofereciam a visão global de que a equipa precisava. No chão de fábrica, os supervisores definiam as prioridades com base nas datas de entrega das ordens em papel, enquanto a perceção da carga por parte da gestão dependia de estimativas subjetivas.

A Mamec ligou o SkyPlanner ao seu ERP Oscar e adotou a programação com capacidade finita baseada em IA. Na solução implementada, as filas de trabalho ficam fixadas por períodos de uma semana, os colaboradores podem consultar o progresso e a programação de uma ordem e a gestão pode ver a carga de produção com base na mesma informação partilhada.

A Mamec refere uma redução clara do trabalho de planeamento, menos tempo de paragem dos centros de trabalho graças a uma melhor sequência de trabalho e maior fiabilidade das entregas. A sua experiência ilustra o valor de ligar a visão da carga ao trabalho que lhe dá origem: os planeadores têm menos coordenação manual a fazer e as alterações são mais fáceis de explicar às pessoas que dependem do plano.

Transforme a sua próxima análise CRP num plano executável

Escolha um centro de trabalho sobrecarregado no seu plano de materiais atual. Identifique as ordens em aberto e as propostas de ordens que originam essa carga, confirme as horas de operação restantes e compare as respostas possíveis na prática. Depois, verifique o trabalho revisto numa programação que ligue as operações entre si, incluindo as que se seguem ao recurso sobrecarregado.

O SkyPlanner ajuda-o a fazer esse trabalho de programação sem ter de o refazer manualmente a cada alteração. Inicie um teste com dados de demonstração para explorar o Arcturus e o diagrama de Gantt, ou marque uma demonstração centrada no seu centro de trabalho sobrecarregado. Traga os respetivos turnos, uma gama operatória típica e a decisão de entrega que precisa de tomar. É o ponto de partida certo para ver como o SkyPlanner pode transformar a sua decisão sobre capacidade num plano de produção que a sua equipa possa utilizar.