Produção por lotes: eficiência para entregar a tempo

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A produção por lotes consiste em fabricar uma quantidade definida de um produto antes de passar a outro produto ou variante. Uma padaria prepara um lote de massa; uma oficina de maquinação fabrica um lote de componentes idênticos antes de trocar as ferramentas. Ambas ganham eficiência ao repetir o trabalho nas mesmas condições de produção.

Para um fabricante que produz vários produtos nos mesmos equipamentos, a questão mais difícil é o que acontece entre lotes. Qual deve ser produzido primeiro? Os materiais necessários já estão disponíveis? A operação seguinte terá capacidade quando o lote chegar?

Produzir um lote grande sem interrupções pode parecer eficiente numa máquina, enquanto uma encomenda urgente fica à espera da sua vez. Um bom planeamento da produção por lotes equilibra a eficiência da preparação com o fluxo das encomendas dos clientes. O SkyPlanner APS ajuda a pôr esse equilíbrio em prática: o Arcturus, a sua inteligência artificial para a programação da produção, calcula o plano com base nos recursos e nas prioridades que definiu. Assim, pode ver como os lotes se articulam antes de assumir compromissos de entrega.

O que é a produção por lotes na indústria?

A produção por lotes é um método de fabrico em que se produz uma quantidade definida do mesmo produto em conjunto, com uma mudança de produção entre produtos ou variantes. Os lotes podem repetir-se regularmente ou ser lançados para responder a encomendas específicas de clientes.

Este método é utilizado tanto na indústria de processo como na produção discreta:

• Indústria de processo: um misturador produz uma quantidade de tinta, um fabricante de produtos alimentares prepara uma receita ou um produtor de cosméticos prepara uma formulação antes do enchimento e da embalagem.
• Produção discreta: uma oficina de maquinação produz um lote de suportes ou um fabricante produz uma determinada variante de um componente antes de trocar as ferramentas ou ajustar a máquina.

O lote de produção é a quantidade fabricada numa série de produção. O lote de transferência é a quantidade que passa de cada vez para a operação seguinte. Estas quantidades nem sempre têm de ser iguais: quando o processo o permite, algumas peças podem avançar para a operação seguinte antes de estar concluído todo o lote de produção. Em contrapartida, um tanque de mistura pode exigir que todo o lote esteja concluído antes de poder ser esvaziado.

Esta distinção é importante para o lead time. Um lote pode passar muito mais tempo à espera entre operações do que a ser processado. Transferir mais cedo uma quantidade adequada pode ajudar, mas apenas se o recurso seguinte estiver disponível e os requisitos de processo e de qualidade do produto o permitirem.

Produção por lotes, unitária, em massa e contínua: quais as diferenças?

A produção por lotes é útil quando a procura exige quantidades recorrentes e variedade de produtos, em vez de um único produto que se mantém inalterado.

A produção unitária centra-se num trabalho individual, muitas vezes personalizado. A produção por lotes repete o mesmo trabalho para uma determinada quantidade. Uma oficina do tipo job shop também pode fabricar peças por lotes, pelo que estes termos não descrevem necessariamente dois tipos opostos de fábrica.

A produção em massa fabrica produtos normalizados em grandes volumes, muitas vezes em linhas dedicadas. A produção por lotes permite partilhar mais facilmente os equipamentos entre variantes. A distinção não depende de um número fixo de unidades: a variedade de produtos, os equipamentos e a forma como se fazem as mudanças de produção também contam.

A produção contínua mantém um fluxo ininterrupto, como acontece em alguns processos químicos a granel. Num processo por lotes, fabrica-se uma quantidade delimitada, conclui-se esse lote e prepara-se o seguinte. A embalagem a jusante pode continuar a funcionar por lotes separados, mesmo quando o processo a montante é contínuo.

Escolha a produção por lotes quando for importante poder alternar entre produtos e a procura recorrente justificar o fabrico de várias unidades em conjunto. Se cada encomenda exigir um percurso de fabrico próprio, o planeamento centrado em cada trabalho torna-se mais importante. Se a procura de um produto normalizado for muito elevada e estável, um fluxo dedicado poderá ser mais adequado.

As vantagens e as desvantagens resultam da mesma decisão

Produzir uma quantidade maior do mesmo produto antes de mudar de produção permite distribuir o esforço de preparação por mais unidades. Isso pode tornar económica a utilização de equipamentos partilhados, sem dedicar uma linha a cada variante. As equipas também podem organizar a preparação dos materiais e as verificações do processo em função de um lote definido.

Esta flexibilidade permite fabricar produtos sazonais, oferecer diferentes dimensões e acabamentos e responder a encomendas recorrentes de clientes. Pode voltar a fabricar um produto quando for necessário, em vez de o produzir continuamente.

Mas esse mesmo agrupamento obriga tudo o resto a esperar. Lotes maiores podem significar:

• Mais tempo de espera para os outros produtos. Uma encomenda pequena e urgente pode ficar à espera de um lote grande, mesmo que o seu próprio tempo de processamento seja curto.
• Mais produção em curso. O ritmo de produção dos equipamentos a montante é superior ao ritmo a que as operações a jusante conseguem processar o lote.
• Mais stock e menos flexibilidade. Os produtos acabados ocupam espaço e uma alteração da procura pode deixar existências sem saída.
• Mais unidades expostas a um problema no processo. Se um defeito passar despercebido durante a produção de um lote, poderá ser necessário verificar ou retrabalhar mais unidades.

Os lotes mais pequenos reduzem alguns destes riscos, mas exigem preparações mais frequentes. O objetivo não é simplesmente produzir lotes tão grandes ou tão pequenos quanto possível. É escolher quantidades e uma sequência que aproveitem bem a capacidade, mantendo em curso as encomendas certas.

Como escolher uma dimensão de lote adequada à produção

Comece pela quantidade de que os clientes precisam no período de entrega ou de reposição em causa. Depois, verifique o que o processo permite e o que os recursos partilhados conseguem processar.

O volume útil de um tanque, a capacidade de carga de um forno ou uma quantidade mínima de processamento podem impor um limite físico. O tempo de troca de ferramentas e de limpeza influencia o custo da mudança de produção. O prazo de validade, o espaço de armazenamento, os controlos de qualidade e a incerteza da procura influenciam a quantidade que faz sentido produzir antecipadamente.

No fabrico de peças discretas, distinga a quantidade que convém produzir de uma só vez da quantidade que tem de seguir em conjunto para a operação seguinte. Pode ser possível maquinar um lote maior e transferir lotes mais pequenos para o acabamento. Isso pode reduzir a espera pelas primeiras peças acabadas sem exigir uma troca de ferramentas após cada transferência.

Avalie a quantidade proposta ao longo de todo o percurso de fabrico. Um lote de maquinação maior não traz vantagens se sobrecarregar o acabamento e bloquear a encomenda que é necessária a seguir. Reduzir o tempo de preparação pode viabilizar lotes mais pequenos; a programação da produção mostra se esses lotes permitem cumprir os compromissos de entrega.

A dimensão do lote é uma decisão de produção que deve ponderar estes fatores e os compromissos entre eles. O SkyPlanner coordena as operações que precisa de programar; não substitui as regras do seu processo nem decide por si a quantidade económica do lote.

Exemplo de programação por lotes: a sequência mais económica pode atrasar a expedição

Imagine uma empresa de metalomecânica que fabrica suportes pintados. Vários lotes precisam da mesma cor, mas um lote mais pequeno, de outra cor, tem de ser expedido primeiro. A maquinação, a pintura e a embalagem são recursos partilhados.

Agrupar todos os lotes da mesma cor reduziria as mudanças de cor na pintura. Mas, se o lote urgente for produzido em último lugar, perde o período disponível para a embalagem. A pintura parece eficiente, mas a encomenda do cliente fica atrasada.

Dar prioridade ao lote urgente poderia salvaguardar a expedição, à custa de mais uma mudança de produção. Há também a questão dos materiais: se as peças em bruto ainda não chegaram, reservar-lhes o primeiro período de maquinação cria um plano que o chão de fábrica não consegue cumprir.

O planeador precisa de avaliar estas decisões em conjunto: a disponibilidade dos materiais, a sequência de pintura, o tempo de mudança de produção e a capacidade de embalagem antes da expedição. Olhar apenas para a fila de espera da pintura não basta para decidir.

Com o SkyPlanner, pode definir uma preferência pelo agrupamento de tarefas semelhantes e, ao mesmo tempo, estabelecer prioridades de entrega e de tarefas. O Arcturus calcula o plano de acordo com as regras definidas, e a vista de Gantt permite analisar os horários resultantes nos vários recursos. Assim, pode avaliar se a poupança na preparação compensa o impacto nas outras encomendas, em vez de reorganizar cada fila de espera separadamente.

Crie um plano de produção por lotes que o chão de fábrica consiga cumprir

Um plano útil para a produção por lotes liga a decisão sobre as quantidades aos recursos que vão efetivamente executar o trabalho.

Defina as operações e os tempos de que realmente precisam

Registe o percurso de fabrico de cada lote, os centros de trabalho aptos a executá-lo, os tempos de processamento e as necessidades de preparação. Inclua nos pressupostos do planeamento as etapas de espera ou de libertação necessárias. Nos processos que exigem cura, arrefecimento ou libertação pela qualidade, certifique-se de que o plano reflete o momento em que a operação seguinte pode realmente começar.

Verifique a disponibilidade dos materiais e dos recursos

Não basta ter um período disponível numa máquina. O lote precisa dos materiais, dos operadores adequados disponíveis e de capacidade nos equipamentos que o podem processar. Verifique os recursos a jusante, e não apenas a primeira máquina. Isto é especialmente importante quando vários lotes a montante convergem para um único gargalo partilhado.

Defina as prioridades antes de agrupar tarefas semelhantes

Decida que entregas precisam de ser salvaguardadas e onde é mais importante poupar na preparação. Agrupar por material, cor ou ferramentas pode ser vantajoso, mas deve servir o plano de entregas, não substituí-lo. Um lote de menor prioridade não deve passar automaticamente à frente só porque evita uma mudança de produção.

Reveja o plano no seu conjunto quando as condições mudarem

Um atraso na entrega de materiais ou um lote que demora mais tempo a produzir pode deslocar vários lotes seguintes. Atualize a informação relevante, recalcule o plano e analise o efeito nas datas de conclusão. Se a capacidade disponível não permitir cumprir todos os compromissos, avalie se deve acrescentar um turno, utilizar outro recurso apto a executar o trabalho ou rever a data de entrega prometida.

É aqui que um APS se torna mais útil do que uma lista de lotes atualizada manualmente: calcula a programação para o conjunto dos recursos, em vez de o obrigar a conciliar filas de espera separadas após cada alteração.

Como o SkyPlanner ajuda a coordenar a produção por lotes

O SkyPlanner reúne centros de trabalho, turnos, operadores, materiais e prioridades num único plano de produção. O Arcturus programa as operações de acordo com a capacidade e as dependências definidas; o diagrama de Gantt mostra a que recursos o trabalho está atribuído e quando se prevê que fique concluído.

Para quem produz por lotes, há três funcionalidades particularmente úteis:

• Agrupe tarefas semelhantes quando for vantajoso. As propriedades dos produtos e as regras de semelhança dos centros de trabalho podem favorecer a execução consecutiva de tarefas com a mesma cor, material ou ferramenta. Cabe-lhe definir a propriedade usada para agrupar as tarefas, o tempo de preparação entre tarefas diferentes e o peso do agrupamento nas prioridades de programação.
• Tenha em conta a disponibilidade de materiais no plano. Quando a programação que considera a disponibilidade de materiais está ativada, as faltas de material influenciam o cálculo do plano. Isto ajuda a evitar que o plano fique preenchido com trabalho que ainda não pode começar.
• Recalcule sem perder o controlo. Define as prioridades e usa bloqueios para salvaguardar as suas decisões. O Arcturus faz os cálculos respeitando essas instruções. O Autopilot pode desencadear um novo planeamento a partir de eventos configurados ou de um temporizador, mantendo o plano alinhado com as alterações registadas.

O SkyPlanner integra-se com qualquer ERP ou MES através da sua REST API aberta, permitindo melhorar a programação com base nos dados de encomendas e produção que já possui. Mantenha o controlo de receitas, a rastreabilidade dos lotes e os registos de aprovação pela qualidade nos sistemas de produção adequados; utilize o SkyPlanner para coordenar quando o trabalho deve ser executado.

O que mudou na Eskomatic com uma visão mais clara da produção

A Eskomatic, uma empresa finlandesa de maquinação por subcontratação, fabrica uma grande variedade de produtos em lotes de diferentes dimensões. Antes do SkyPlanner, as filas de trabalho eram organizadas sobretudo à mão, e a visibilidade limitada sobre os materiais dificultava a antecipação de faltas.

Com o SkyPlanner ligado ao ERP existente, a equipa passou a dispor de uma fila de trabalho mais clara no diagrama de Gantt e de uma programação automática da carga de trabalho. A Eskomatic refere maior precisão na definição das datas de entrega e menos paragens de produção por falta de materiais. O responsável pelo planeamento da produção destaca o valor de uma ferramenta fiável no dia a dia, sobretudo ao definir datas de entrega.

Esta experiência ilustra o objetivo prático da programação por lotes: não se trata apenas de manter cada máquina a trabalhar durante mais tempo, mas de perceber o que pode ser produzido, quando pode avançar para a operação seguinte e que compromissos se podem assumir com o cliente.

Decida sobre o próximo lote com uma visão de todo o plano

A produção por lotes funciona melhor quando a eficiência de cada lote também contribui para cumprir os prazos de entrega. Para isso, é preciso ter uma visão dos materiais, das mudanças de produção e da capacidade partilhada ao longo de todo o roteiro de fabrico, e não apenas da máquina que está a trabalhar nesse momento.

Escolha o SkyPlanner quando coordenar todas estas interdependências se tornar um peso diário para o planeador. O Arcturus faz os cálculos de programação, enquanto define as prioridades e avalia o resultado na vista de Gantt.

Agende uma demonstração do SkyPlanner e traga como exemplo uma família de produtos habitual, o gargalo que partilha com outros produtos e um lote recente que tenha perturbado o plano. Veja como conciliar estas exigências num único plano exequível. Se preferir explorar primeiro, experimente o SkyPlanner com dados de demonstração.