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Transcript of o de Produç ăo, Capacidade e Material Planeamento e...
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2002
Planeamento deProduçăo,
Capacidade eMaterial
Alcides MarquesBruno MartinsGonçalo FariaTiago Correia
DEI – Universidade de Coimbra
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2002
Agenda
1. Introdução
2. Master Production Schedule
3. Material Requirements Planning
4. Outros aspectos de MRP
5. Conclusão
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2002
1. Introdução
Ciclo de procura-produção
Procura Produção
Mercado Fábrica
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2002
1. Introdução
Hierarquia de planeamento
MasterProduction
Plan
AgregatePlan
MasterProductionSchedule
MaterialRequirements
Plan
Previsão Previsão Previsão
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2002
Agenda
1. Introdução
2. Master Production Schedule
3. Material Requirements Planning
4. Outros aspectos de MRP
5. Conclusão
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2002
2. Master Production Scheduling
MPS = Quantos produtos finais é que devem ser
produzidos e quando
O MPS pode ser criado a partir de:• Plano agregado
• Estimativas de procura de produtos finais
MPS entra em consideração com:• Inventário existente
• Restrições de capacidade
• Disponibilidade do material
• Tempo de produção
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2002
2. Master Production Scheduling
Ambiente de produto e mercado• Make-to-Stock (MTS) – (Vulcano)
• Baixo tempo de entrega
• Custos de manutenção do stock
• Poucos produtos finais e standardizados
• Prevê-se uma procura elevada
Produtos finais
Módulos
Matéria prima
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2. Master Production Scheduling
Ambiente de produto e mercado (continuação)
Make-to-Order (MTO) – (Ferrari)• Não existe stock de produtos acabados
• As encomendas ficam em espera
• É acordada a data de entrega
• O produto é altamente configurável
• A “matéria-prima” é usada em vários produtos
Produtos finais
Módulos
Matéria prima
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2. Master Production Scheduling
Ambiente de produto e mercado (continuação)
•Assemble-to-Order (ATO) (Auto-Europa)• Muitos produtos finais, constituídos por um conjunto
limitado de subpartes ou módulos
• A previsão da procura é difícil
• Compromisso entre os custo do stock e o tempo de entrega
• O MPS é mais adequado ao nível dos módulos
• Final Assembly Schedule (FAS) – gere a produção produtos
finais e é orientado por ordens de compra
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2. Master Production Scheduling
Ambiente de produto e mercado (continuação)
•Assemble-to-Order (ATO) (Auto-Europa)
Produtos finais
Módulos
Matéria prima
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2. Master Production Scheduling
Planear o MPSPeríodos temporais (semana a semana)
Produção em lotes vs lote a lote
Dados
• Previsão (Ft)
• Ordens dos clientes (Ot)
• Inventário no final de cada período (It)
• MPS (Qt)
• Inventário inicial (I0)
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2. Master Production Scheduling
Planear o MPS (continuação)
Algoritmo de cálculo do MPS
• Qt = 0, calcular It = max{0, It-1} – max{Ft, Ot}
• Se It > 0, então Qt = 0
• Se It <= 0, então Qt = tamanho do lote
• Recalcula-se It da seguinte forma
It = It-1 + Qt – max{Ft, Ot}
Equação de equilíbrio de materiais (Make-to-Stock)
It = It-1 + Qt – max{Ft, Ot}
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2. Master Production Scheduling
Planear o MPS (continuação)
Available-to-promise (ATP) = Quantidade de stock que pode
ser comprometido para novas ordens
As previsões não são consideradas
ATP = Qt – Ot , se Qt+1 > 0
ATP = Qt – (Ot + Ot+1) , se Qt+1 = 0
ATP >= 0
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2. Master Production Scheduling
Modelizar o MPS• Make-to-stock
• Sistema multi-produto
• Capacidade de produção limitada
• Entrar em consideração com o custo de montagem e de
inventário
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2. Master Production Scheduling
Modelizar o MPS (continuação)
• Qit = Quantidade produzida do produto i no período t
• Iit = Inventário do produto i no fim do período t
• Dit = Procura do produto i no período t
• ai = Horas de produção por uma unidade do produto i
• hi = Custos de manutenção do stock do produto i num
período
• Ai = Custo fixo de montagem para o produto i
• Gt = Horas de produção disponíveis no período t
• yit = 0 se Qit = 0 yit = 1 se Qit > 0
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2. Master Production Scheduling
Modelizar o MPS (continuação)
∑ ∑= =
+n
i
T
titiiti IhyAMinimize
1 1)(
itititti DIQI =−+−1,
t
n
iiti GQa ≤∑
=1
01
≤− ∑=
T
kititit DyQ
1,0,0,0 =≥≥ ititit yIQ
Para todos (i,t)
Para todos t
Para todos (i,t)
Para todos (i,t)
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2. Master Production Scheduling
Modelizar o MPS (Alterado)
Ai = Custo de montagem, por unidade, para o produto i
∑ ∑ += =
n
i
T
titiiti IhQAMinimize
1 1)(
itititti DIQI =−+−1,
t
n
iiti GQa ≤∑
=1
01
≤∑−=
T
kitit DQ0,0 ≥≥ itit IQ
Para todos (i,t)
Para todos t
Para todos (i,t)
Para todos (i,t)
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2. Master Production Scheduling
Modelizar o MPS (continuação)
∑ ∑ ∑ ∑= = = =
Π+m
k
L
t
n
j
L
tjtjtktk YIhMinimize
1 1 1 1
jt
n
jkjkttkkt YgQII ∑
=− −+=
11,
t
n
jjtj GYa ≤∑
=1
11
=∑=
L
tjtY
1,0,0 , =≥ tjkt yI
Para todos (k,t)
Para todos t
Para todos j, k, t
Para todos j
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2. Master Production Scheduling
Planeamento da capacidade• Os sistemas reais têm capacidade de produção finita
• Capacidade = unidades produzidas, por um recurso, numa
determinada unidade de tempo (medida em horas)
• É muito difícil alterar a capacidade de um recurso
• A capacidade de um recurso é limitada por um gargalo
• Avaliação da capacidade em dois níveis• MPS – Rugh-Cut Capacity Planning (RCCP)
• MRP – Capacity Requirement Planning (CRP)
• Impor uma capacidade limitada é complexo
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2. Master Production Scheduling
Planeamento da capacidade (continuação)
M = (1000 * 20 + 900 * 24 + 1500 * 22 + 600 * 25) / 60
Montagem Inspecção1 2 3 4 Model A 20 2
Model A 1000 Model B 24 2,5Model B 900 Model C 22 2Model C 1500 Model D 25 2,4Model D 600
Capacidade disponivel por
1 2 3 4 semanaMontagem 1493,33 1500Inspecção 144,83 200
Semana
MPS Lista de capacidade (min)Semana
apacidade necessária (
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2. Master Production Scheduling
Modelizar a Capacidade• Heurística: baseada na análise de entradas e saídas (Karni)
• G = capacidade de equipamento
• Rt = trabalho atribuído no período t
• Qt = produção no período t
• Wt = trabalho em execução no período t
• Ut = fila no início do período t, antes do trabalho ser
atribuído
• Lt = Tempo de execução no perído t
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2. Master Production Scheduling
Modelizar a Capacidade (continuação)
GWL
QURUWQRUU
RUGQ
tt
ttttt
tttt
ttt
=
+=+=−+=
+=
−
−
−
1
1
1 },min{
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Agenda
1. Introdução
2. Master Production Schedule
3. Material Requirements Planning
4. Outros aspectos de MRP
5. Conclusão
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3. Material Requirements Planning
ObjectivoGerar requerimentos de tempo e quantidade para os
componentes, subcomponentes e matéria-prima (bruta)
São ainda capazes deBaixar custos de stock
Melhorar a eficiência da produção
Reagir a mudanças de mercado
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3. Material Requirements Planning
VantagensCapacidade de disciplinar e prioritizar a produção
Capacidade de controlar o stock
Auxiliar na estruturação de produtos
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3. Material Requirements Planning
EntradasMaster Production Schedule (MPS)
Inventory Records = Registos de inventário
Bill of Material (BOM) = Estrutura de produtos
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3. Material Requirements Planning
Master Production Schedule
Semana1 2 3 4 5 6 7 8
MPS 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000
Exemplo
MPS para um telefone de secretária
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3. Material Requirements Planning
Registos de inventárioContêm o estado de todos os produtos em stock
Registando todas as transacções feitas ao inventário e
actualizando os dados mantém-se a integridade dos registos
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3. Material Requirements Planning
Bill of Material (BOM)É semelhante à estrutura de produtos
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3. Material Requirements Planning
Nível 0
Nível 1
Nível 2
Nível 3
Nível 4
Produto Final
S/A PP
RM
MP
PP MP
RM
PP
PP
RM
S/A
S/A
1
2 3 4
8
11
76
109
1312
5
1
1
2
1
2
1
2
24
2
4
1
Legenda
S/A = Subassembly
PP = Purchased Part
MP = Manufactered Part
RM = Raw Material
RM Componente Nº
Quantidade
1
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3. Material Requirements Planning
SaídaOrdens de planeamento
Ordens de compra (purchase orders)• Quantidade de RM e PP a ser adquiridos
• Tempo da sua disponibilidade
Ordens de trabalho (workorders)• Quantidade de MP e S/A a ser produzidos
• Tempo de entrega
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3. Material Requirements Planning
Processo MRP
MRP
•Explosion•Netting
•Offsetting•Lot sizing
MPS
BOM
InventoryRecords
NetRequirements
ProduçãoCompra
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3. Material Requirements Planning
ExplosionDecomposição do componente final nas suas partes constituintes
Saber quantos componentes do nível inferior são precisos para
criar um do nível superior
Item Req. GrossosNível 0 (MPS) 1 100
Nível 1 2 1005 4006 2009 400
10 20012 160013 800
Nível 2
Nível 3
Nível 4
Produto Final
S/A
RM
MP
PP
RM
PP
S/A
12 13
2
1
10
1
6
4
4
2 1
1
2
2
5
9
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3. Material Requirements Planning
Netting
Net requirements = Gross requirements – On-hand inventory – Quant. Encom.
Semana1 2 3 4 5 6 7 8
MPS 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000
Telefone
Hand set
11
1
1311Base 12 Fio
1
1
Mic. Rec.
Tampa
11
111 112
113 Housing Rubber 123121
1211
1
KeyPad
1
4
1
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3. Material Requirements Planning
Netting
Net req2 = GR2 – (IB1 + E2) = 600 – (1600 + 700) = -1700
Net req3 = 1000 – (1700 + 200) = -900
Net req4 = 1000 – (900) = 100
(...)
SemanaCurrent 1 2 3 4 5 6 7 8
Gross req. 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000Encom. feitas 400 700 200 0 0 0 0 0Inv. Balance 1200 1600Net. Requir.
1700 900 0 0 0 0 0100 2000 2000 2000 2000
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3. Material Requirements Planning
OffsettingÉ calculado o timing de saída das ordens
Lot sizingÉ calculado o tamanho dos lotes a serem produzidos
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3. Material Requirements Planning
Registo MRP completo
Tamanho do Lote = 3000
Tempo de produção = 2 semanas
SemanaCurrent 1 2 3 4 5 6 7 8
Gross req. 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000Enc. Feitas 400 700 200PIB ajustado 1200 1600 1700 900Net req. 100 2000 2000 2000 2000Enc. Plan.Saída de ordens
2900 900 1900 2900 900
3000 3000 30003000 3000 3000
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3. Material Requirements Planning
Resumo do Processo MRP
Estabelecergross requirements
Estabelecer osnet requirements
Estabelecer asencomendas planeadas
Estabelecer a saídade encomendas
Actualizar PIB(stocks)
Usar as encomendasFeitas para estabelecer
os PIB (stocks)
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3. Material Requirements Planning
Explosão multinível
Componente Descrição Quantidade12 Base 1
121 Housing 1123 Borracha 4
1211 Teclado 1
1Telefone
Hand set2
65
1 11
1
13
11
6
Base 12 Fio
1
1
Mic. Rec.
Tampa11
111 112
113Housing Rubber
123121
1211
1
KeyPad
1
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3. Material Requirements Planning
Explosão multinívelSemana
Nível Current 1 2 3 4 5 6 7 812 BaseGross req. 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000Enc. Feitas 400 400 400
1 PIB 800 1200 1000 400 2400 400 1400 2400 400Net req. 600 2000 2000 2000 2000Enc. Plan. 3000 3000 3000Saída ordens 3000 3000 3000121 HousingGross req. 3000 3000 3000Enc. Feitas
2 PIB 500 500 500Net req. 2500 3000 3000Enc. Plan. 2500 3000 3000Saída ordens 2500 3000 3000123 BorrachaGross req. 12000 12000 12000Enc. Feitas 10000
3 PIB 15000 15000 25000 13000 13000 1000Net req. 11000Enc. Plan. 11000Saída ordens 110001211 TecladoGross req. 2500 3000 3000Enc. Feitas 1500
4 PIB 1200 2700 200 200Net req. 28000 3000Enc. Plan. 28000 3000Saída ordens 2800 3000
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3. Material Requirements Planning
Update MethodsRegeneration Method
• Calcula-se tudo de novo usando as novas previsões, tempos de
entrega, etc.
• Cada registo MRP é recalculado
Net change Method• Calcula apenas os novos dados para os items que mudaram
• É feita uma explosão parcial
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3. Material Requirements Planning
Update MethodsRegeneration Method
• Mais difícil de implementar
• Requer muito mais tempo de computação
• Não há propagações de erro (porque é tudo recalculado)
Net change Method• Fácil de implementar
• Rápido a executar
• É feito diariamente ou semanalmente
• Erros propagam-se
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3. Material Requirements Planning
Net change Method - exemplo
Produto 5 6 7 8Modelo A 2000 2000 2000 2000Modelo B 350 350Modelo C 1000 1000 1000Modelo D 300 200
FevereiroSemana
MPS para Fevereiro
Produto 5 6 7 8Modelo A 2000 2000 2300 1900Modelo B 500 200 150Modelo C 1000 800 1000Modelo D 300 200
FevereiroSemana
MPS actualizado
Produto 5 6 7 8Modelo A 300 -100Modelo B 200 -200Modelo C -200Modelo D
FevereiroSemana
Net Change
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3. Material Requirements Planning
Additional Netting Procedures
Implosion/Explosion
Mercado Decomposição Unidades
UnidadesComposiçãoEnvio
TextTextText
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3. Material Requirements Planning
Additional Netting ProceduresDefine-se por net change, a diferença entre o MPS actual e o
MPS imediatamente anterior.
Assim, os métodos a seguir apresentados servem para prever
as quantidades necessárias para cumprir o MPS.
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3. Material Requirements Planning
Additional Netting ProceduresExplosion
A explosão, permite fazer um zoom ao produto conseguindo
distinguir até à ínfima peça que constitui esse mesmo produto.
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2002
3. Material Requirement Planning
Additional Netting ProceduresCombining Requirements
É o processo no qual se faz o levantamento das componentes que
compõem determinado produto
Requisitos para um mesmo item provenientes de diferentes produtos
E os níveis do BOM deverão ser combinados
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3. Material Requirements Planning
Additional Netting ProceduresPegging
Em relação a linha de montagem, onde e que determinado
componente e necessário, e em que quantidades
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3. Material Requirements Planning
Lotes/Encomendas e Tempo
Modelos
Estáticos Dinâmicos
Simples Optimizados Heurísticos
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2002
3. Material Requirements Planning
Lotes/Encomendas e TempoMaior o lote, maior o tempo de entrega.
Contudo, quanto menor o lote, e caso a encomenda seja bastante
grande vai gerar confusão no processamento, tanto no envio
como na recepção, o que vai levar a uma maior demora no tempo
de processamento da encomenda.
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2002
3. Material Requirements Planning
Multi-EchelonDefinição
Sistema de controlo de inventários
Controlo multi ponto
Composto por uma hierarquia de pontos de stock
Concretamente...Fábrica
Armazém
…
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2002
3. Material Requirements Planning
Multi-EchelonEOQ- Economic Order Quantity
• Sempre que se efectuam encomendas, ou planeamento de um
determinado produto
• Usado para ter a matéria prima Just-In-Time para que a
produção seja possível
• Purchase-to-Stock distributors
• Make-to-Order manufacturers
http://www.inventoryops.com/economic_order_quantity.htm
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2002
3. Material Requirements Planning
Multi-EchelonEOQ- Economic Order Quantity
A: Custos adicionais para efectuar uma encomenda
D: $ de vendas num ano
H: despesas de encomenda
HDA**2EOQ =
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3. Material Requirements Planning
Multi-Echelon
)()( 2 snnI Q +=τσzs =
n: Número de pontos de stock
Q: EOQ
S: Stock de segurança
Tempo médio de entrega
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3. Material Requirements Planning
Safety StockSafety Stock e Nível de Reposição de Stock
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3. Material Requirements Planning
Reposição de StockSafety Stock e Nível de Reposição de Stock
R R R
s
τσzs=sDR +=
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3. Material Requirements Planning
Reposição de StockSafety Stock e Nível de Reposição de Stock
τσzs=sDR += τσσ τ =
τσDRz −=
R: Nível de Reposição de StockD: tempo médio de recepção encomendaS: stock de segurança
: tempo de entregaτ
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Agenda
1. Introdução
2. Master Production Schedule
3. Material Requirement Planning
4. Outros aspectos de MRP
5. Conclusão
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4. Outros aspectos de MRP
Shop-Floor ControlReleasing
Scheduling
Monitoring
Updating
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4. Outros aspectos de MRP
Sistemas de Informação
BOM
Inventário MPS
MRP RelatóriosMRP
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4. Outros aspectos de MRP
Sistemas de InformaçãoMRP em Ciclo Fechado
MRP em sistemas distribuídos
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4. Outros aspectos de MRP
Sistemas de InformaçãoVantagens
• Avaliar correctamente os planos de produção
• Controlo e redução do inventário
Falhas• A capacidade de produção infinita
• Incerteza
• Tempo de execução da produção e fornecimento fixo
• Qualidade de produção
• System nervousness
• Integridade dos dados
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4. Outros aspectos de MRP
Sistemas de Informação disponíveis
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Agenda
1. Introdução
2. Master Production Schedule
3. Material Requirement Planning
4. Outros aspectos de MRP
5. Conclusão