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Sistemas ERP (Enterprise Resource Planning) são sistemas que integram todas as informações e ações de uma empresa utilizando um único banco de dados. Por este motivo são conhecidos também como sistemas integrados ou sistemas de gestão empresarial. O conceito de integração é bastante simples e não necessitaria muitas explicações adicionais, mas creio ser importante entender os conceitos utilizados nos sistemas precursores dos ERP modernos: o MRP (Material Requirements Planning) e o MRP II (Manufacturing Resource Planning). Estes conceitos são aplicados em indústrias, mas acho que vale a pena o leitor ler as explicações sobre esses sistemas, mesmo não trabalhando em uma indústria.
Para entender o MRP (Material Requirements Planning) é necessário entender o conceito de Ponto de Pedido.

Ponto de Pedido

Gráfico dente de serra do ponto de pedidoÀ medida que você vai retirando um item do estoque, a quantidade disponível vai diminuindo até chegar a zero. O ressuprimento não é instantâneo, portanto, antes que o estoque zere, temos que colocar um pedido de compra (ou fabricação) do item, programado para chegar antes do estoque zerar.

Suponha que você tem 500 unidades do item “A” no estoque, que sejam consumidas 100 unidades por dia e que o tempo que o fornecedor (interno ou externo à empresa) leva para fornecer sejam 3 dias (tempo de ressuprimento ou lead time). Nessa situação, quando o estoque chegar em 300 unidades tempos que colocar um pedido para o item “A”. Esta quantidade (300 unidades) é o Ponto de Reposição do item “A”.

Se, durante o tempo de ressuprimento, a demanda do item “A” aumentar, o estoque se esgotará antes do ressuprimento chegar (passe o cursor sobre a figura ao lado). Isto evidentemente é muito ruim, porque além de eventuais vendas perdidas, você estará dando chance do seu cliente experimentar o produto do concorrente.

Uma solução para evitar que isto ocorra é colocar um estoque de segurança. O tamanho do estoque de segurança necessário depende da variabilidade da demanda e do nível de serviço desejado. Se a demanda se comportar como previmos, o estoque de segurança não será utilizado. Podemos entender o estoque de segurança como um “seguro” contra variabilidade da demanda.Gráfico dente de serra com estoque de segurança

Quanto maior a variabilidade da demanda, maior o estoque de segurança necessário. Note, na figura (passe o mouse sobre a figura da direita), que a demanda é indicada pela inclinação da reta do gráfico. Quanto maior a inclinação, maior a demanda por dia. Existe uma probabilidade de uma determinada demanda ocorrer. A probabilidade de uma demanda muito pequena ou uma demanda muito grande ocorrer é muito pequena, mas existe. A conclusão que temos é que se queremos ter um nível de serviço de 100%, ou seja, atender sempre a demanda, que nunca exista falta de estoque, necessitamos de um estoque de segurança infinito. Esta seria a situação teórica quando inclinação da curva da demanda for de 90 graus, ou seja, demanda infinita. Na prática podemos imaginar um mercadinho de bairro que venda normalmente 10 latas de leite condensado por semana e que tenha um estoque de segurança de 10 unidades (muito grande comparado à demanda). Pode ocorrer, um dia, de alguém resolver fazer brigadeiros, beijinhos, pudim de leite e batida de coco para um batalhão de pessoas e chegar ao mercadinho e pedir 50 latas de leite condensado. O mercadinho não conseguirá atender a essa demanda. Pode ser que a probabilidade disso ocorrer seja uma vez a cada 100 anos, mas o fato é que a demanda não será atendida. Não faria sentido nesse caso o mercadinho manter um estoque de segurança muito maior para garantir que atenderá uma demanda que ocorre uma vez a cada 100 anos.

Determinar o nível de serviço é determinar que parcela da demanda desejamos atender. Assim, grosseiramente, um nível de serviço de 99% significa que 99% das vezes que alguém vai ao mercado encontra o item.

Vou ilustrar abaixo o cálculo do estoque de segurança e do ponto de reposição. Caso você não queira ver, pule para o próximo item, MRP (Material Requirements Planning).

A primeira coisa a fazer é determinar o desvio padrão da demanda. Suponha o histórico de demanda da tabela.

 

jan

fev

mar

abr

mai

jun

jul

ago

set

out

nov

dez

demanda

50

52

54

47

51

51

43

52

48

52

52

48

A média das demandas é 50. O desvio padrão é de 3,015, calculado pela fórmula:

Fórmula do desvio padrão

Supondo-se que o prazo de ressuprimento (lead time) sejam dois meses, como temos o desvio padrão para um mês, podemos calcular o desvio padrão pela fórmula:

Desvio padrão no lead time igual desvio vezes raiz do lead time

onde L é o tempo de ressuprimento (lead time) e σ o desvio padrão em um mês.
Então, o desvio padrão em dois meses é

desvio no lead time = 4,264.

Se quisermos um nível de serviço de 99%, procuramos em uma tabela de distribuição normal e encontraremos o fator Z=2,33.
Como vemos na figura, para termos um nível de serviço de 99% temos que ter um estoque de segurança de 2,33 vezes o desvio padrão.
Curva normal com 99% de Nível de Serviço
ou estoque de segurança=2,33 * 4,264=9,93. Supondo que sejam itens indivisíveis, arredondamos o estoque de segurança para 10.
O ponto de pedido é a demanda média vezes o prazo de ressuprimento mais o estoque de segurança.
Ponto de pedido = 50 * 2 mais o estoque de segurança que é 10 resultando um ponto de pedido de 110 unidades.

MRP (Material Requirements Planning)

Lista de Materiais de uma canetaMRP, em português, Planejamento das Necessidades de Material, é um método de cálculo de necessidades de estoque para itens com demanda dependente. Suponha a caneta esferográfica da figura. Ela é constituída por uma tampa, um corpo, uma carga e uma mola. A caneta e o corpo são produzidos internamente a partir de plástico ABS nas quantidades e cores indicadas na figura. A carga, a mola, o ABS azul e o transparente são itens comprados. Exceto a caneta pronta, todos os outros itens têm demanda dependente. Se conhecermos a demanda de canetas prontas, saberemos as demandas dos seus componentes. Dizemos que a caneta pronta tem demanda independente. Ela pode ser uma previsão de vendas, pedidos de clientes ou uma combinação de ambas. A tampa, o corpo, a mola e os plásticos ABS tem uma demanda que depende da demanda da caneta pronta, portanto, uma demanda dependente.

Tabela com lead times e estoque dos componentes da canetaNa tabela ao lado temos os tempos de obtenção de um lote de cada um dos componentes e o estoque disponível dos mesmos. Na prática o tempo de obtenção (lead time) de cada item pode ser proporcional ou não à quantidade pedida. Vamos supor que este tempo seja fixo independente da quantidade. Isto é verdadeiro quando a quantidade não varia muito. No exemplo, a partir do momento em que temos disponíveis a tampa, a carga, o corpo e a carga, levamos dois dias para produzir um lote de canetas acabadas. Já o fornecedor da mola leva 10 dias e o das cargas 15 dias para entregar uma determinada quantidade.
Se tivermos uma demanda de 100 unidades de canetas prontas para o dia 30 de um determinado mês, podemos montar um gráfico de Gantt para conhecermos as datas de fabricação/compra dos componentes.

Gráfico de Gantt da fabricação da canetaVeja no Gantt da figura que para entregar no final do dia 30 a caneta, temos que começar a montá-la no dia 29. Para que isto ocorra, é necessário que, no final do dia 28 tenhamos disponíveis o corpo, a mola, a carga e a tampa. A mola é um item comprado e seu prazo de fornecimento é de 10 dias, portanto temos que colocar o pedido de compra no dia 19. Já a carga, que é outro item comprado, tendo prazo de fornecimento de 15 dias tem que ter o pedido colocado no dia 14. Tanto o corpo quanto a tampa da caneta levam um dia para serem produzidos e sua matéria prima ABS transparente e azul respectivamente tem prazos de entrega de 5 dias o que nos indica que o pedido de compra para ambos tem que ser colocado no dia 23.

Vamos ao cálculo das quantidades. Se a demanda de canetas acabadas são 100 unidades e temos 20 em estoque teremos que montar apenas 80 canetas. Para montar 80 canetas, precisamos de 80 corpos, 80 tampas, 80 molas e 80 cargas. Como temos 50 molas em estoque, precisamos comprar apenas 30 molas. Temos 40 cargas em estoque e, portanto, para completar as 80 que necessitamos, precisamos que o pedido de compra seja para 40 unidades. Precisamos de 80 corpos e temos 10 no estoque necessitando produzir 70 corpos. Como cada corpo leva 20g de ABS transparente, necessitamos 1400g do mesmo. Como temos 20g em estoque nosso pedido de compra deverá ser de 1380g. O raciocínio para a tampa é similar.

Note que, como compramos ou fabricamos exatamente o que necessitamos, a tendência é que os estoques desses itens zerem. O MRP permite que se trabalhe com estoque zero dos itens com demanda dependente. Na prática isso não ocorre porque pode não ser viável comprar ou fabricar exatamente a quantidade desejada. Por exemplo, pode ser que o fornecedor de ABS transparente não possua ou não forneça exatamente as 1380g que necessitamos. Pode ser que as embalagens sejam de 10.000g. Pode ser que também não seja econômico produzir apenas 70 corpos de caneta. Você teria que preparar a máquina colocando o molde de produção das canetas e isto leva tempo. Toda máquina tem um tempo de preparação (set up). Não faz sentido gastar, por exemplo, 1 hora preparando a máquina (limpando, colocando o novo molde e a matéria-prima etc.) e produzir apenas durante 10 minutos. Existe um lote econômico. Isto faz com que o MRP acabe trabalhando com estoques diferentes de zero para itens com demanda dependente, mas, diferentemente do ponto de pedido, sempre conseguiremos atender a demanda desde que haja tempo para fabricar ou comprar os componentes e se houver sobras de estoque elas serão sempre utilizadas em cálculos futuros.
Um argumento possível contra a lógica do MRP é que o fornecimento ou a produção de um componente pode atrasar. Nesse caso pode-se colocar um lead time de segurança. Você não acredita que o fornecedor vai lhe entregar o produto em 15 dias? Coloque o pedido 20 dias antes. Se o fornecedor entregar nos 15 dias prometidos, você carregará estoque durante 5 dias. É diferente do estoque de segurança que estará presente SEMPRE se tudo ocorrer como previsto. Acaba sendo um custo, e, pior, sem garantir que atenderemos a demanda.

Outra prática é colocar uma utilização maior do que a real na estrutura do produto. Por exemplo, pode haver uma perda de molas no processo de montagem ou molas defeituosas. Se a perda estimada é de 5% em vez de dizermos que para produzir uma caneta precisamos de uma mola, podemos dizer que precisamos de 1,05 molas. Para cada 100 molas necessárias compraríamos mais 5. Se elas não estiverem defeituosas ou não forem perdidas no processo, haverá uma sobra de estoque que será utilizada em um cálculo posterior do MRP.

Alguns produtos são produzidos para estoque enquanto outros sob pedido. Não faz sentido produzir um avião para estocar. Espera-se chegar o pedido para iniciar o processo de fabricação. Já uma caneta esferográfica é produzida para estoque. Imaginou você chegar em uma papelaria para comprar uma e o vendedor dizer para você que irá colocar um pedido no fornecedor? Para itens como a caneta esferográfica, fazemos uma estimativa da demanda e colocamos um estoque de segurança calculado com base na variabilidade da demanda, pois não queremos deixar de atender nossos clientes. Já, para os componentes, não há necessidade de estoque de segurança como já explicado e também pelo fato de que o estoque de segurança colocado no produto acabado se propaga para os componentes.

Veja que no nosso exemplo da caneta esferográfica, o lead time total são 17 dias (veja no gráfico de Gantt), ou seja, se não tivermos os componentes em estoque, levaremos 17 dias para reagir a um pedido de compra. Há duas formas de se contornar isso:

1) Manter estoques de segurança em componentes com lead times longos
2) Manter estoque de submontagens.

Isto é útil quando se têm produtos configuráveis como computadores, cozinhas planejadas etc. É difícil de prever quanto computadores de uma determinada configuração específica vamos vender, mas é bem mais fácil determinar quantos computadores teremos com determinada memória, ou quantos venderemos com um determinado hard drive e assim por diante. Nesse caso, fazemos a demanda independente ser colocado no nível das submontagens, como memória, hard drive, leitor de BlueRay etc. Quando recebemos o pedido de um computador, com uma determinada configuração, fazemos a montagem final. Como temos disponíveis as submontagens, o tempo de entrega dos computadores, nas configurações desejadas, cai consideravelmente.

MRP II – Manufacturing Resource Planning

Material é apenas um dos recursos que devem ser gerenciados. O conceito MRP – Material Requirements Planning teve que ser ampliado para abranger outros recursos de uma empresa industrial. O MRP II não substitui o MRP, ele o engloba complementando-o. A figura ilustra o conceito MRP II e os próximos parágrafos explicarão resumidamente cada componente do MRP II.

Fluxo do MRP II

Planejamento de Negócios

Nesta etapa tomam-se decisões relativas à estratégia da empresa como o grau de verticalização ou horizontalização desejado, que componentes serão comprados prontos quais serão fabricados internamente etc. O objetivo final é determinar:
• Volume de Vendas
• Custo das Vendas
o Despesas Operacionais
o Margem/Lucro
• Investimentos
o Retorno sobre Investimentos

Planejamento de Vendas

Nesta etapa são estabelecidas as previsões de vendas por família de produto. Constitui uma família de produtos um conjunto de produtos que apresentem comportamento similar de demanda. Itens com mesma sazonalidade e estando no mesmo estágio de ciclo de vida são candidatos a formarem uma família. A demanda usada para se calcular a previsão de uma família é a soma da demanda histórica de cada item constituinte da família. São duas as vantagens de se desenvolver previsões por família de produtos. A primeira é a de que se trabalha com um número menor de previsões (uma por família) e pode-se, portanto dedicar mais atenção a cada uma das previsões. A segunda é a de que se trabalha com números maiores e os desvios ocorridos em cada um dos itens tendem a se cancelar pelo menos parcialmente.
O desenvolvimento do Planejamento de Vendas leva em conta:
• Objetivos do Negócio
• Vendas: crescimento ou declínio
• Sazonalidade
• Ciclo de vida dos produtos
• Circunstâncias econômicas e políticas
• Considerações Geográficas e Demográficas
• Considerações de Distribuição

Planejamento da Produção

Planejamento da Produção refere-se ao planejamento a médio e longo prazo do que vai ser produzido por família de produtos. Difere do Planejamento de Vendas por considerar estoques existentes ou políticas de construção ou consumo de estoques estratégicos. Uma fábrica de brinquedos pode ter uma previsão de vendas pequena de janeiro a novembro e grande em dezembro. O dimensionamento desta fábrica não vai, obviamente, ser feito em relação à demanda de dezembro e por outro lado, não se deseja deixar de atender esta demanda. A solução é antecipar a produção alguns meses "construindo-se" estoques que serão consumidos em dezembro. Caso as vendas em dezembro, não sejam as estimadas, os estoques excedentes serão utilizados nos primeiros meses do ano para atender a "Previsão de Vendas" para esses meses. As famílias constituídas para o Planejamento da Produção podem ser diferentes das famílias usadas para o Planejamento de Vendas. Um dos objetivos do Planejamento da Produção é o de verificar se a capacidade de produção instalada é suficiente para atender a demanda. Por este motivo, as famílias para este planejamento, são constituídas por itens que utilizam os mesmos recursos críticos em intensidades similares. O software integrado utilizado deve possibilitar, portanto, a agregação da demanda real de itens, nas correspondentes famílias utilizadas para o desenvolvimento do Planejamento de Vendas, e, posteriormente, a desagregação do plano de vendas gerado, nos itens. O software deverá agregar novamente a demanda dos itens na família utilizada no Planejamento da Produção. Este valor agregado será utilizado para o Planejamento da Produção.
Embora o termo Planejamento da Produção possa ser interpretado como o planejamento de curto prazo do chão-de-fábrica, neste texto ele refere-se sempre ao planejamento por família de médio e longo prazo.

Plano Mestre de Produção (MPS - Master Production Scheduling)

O Plano Mestre de Produção ou MPS (Master Production Scheduling) é o plano que determina quanto e quando vai se produzir de um determinado produto acabado para atender a uma determinada demanda. A criação de um bom Plano Mestre de Produção é vital para todo o resto do processo. Para obter-se um bom Plano Mestre é necessário que as áreas envolvidas interajam e cheguem a uma solução de compromisso, pois os objetivos de cada área são, muitas vezes, conflitantes. A área de vendas quer que a fábrica produza aquilo que ela vendeu não o que estava na previsão de vendas. A fábrica quer um ambiente estável com poucas trocas de produtos. Deseja, se possível, produzir uma grande quantidade de um mesmo produto. Compras quer saber com bastante antecedência o que deverá comprar. A área de estoques deseja ter grandes estoques para que nunca ocorra desabastecimento. E, finalmente, a área Financeira deseja que tudo isto seja feito com o menor custo possível. Em muitas empresas quem grita mais consegue atingir seus objetivos, mas um bom processo de desenvolvimento de Plano Mestre deve levar em conta o atingimento das metas da empresa e não de uma determinada área isoladamente.
Dependendo do tipo de produto, o MPS é feito em diferentes níveis na estrutura. Uma empresa com poucos produtos acabados diferentes em relação às matérias-primas e componentes utilizados em sua fabricação tem seu MPS feito no nível mais alto da estrutura (produtos acabados). Produtos configurados a partir de um número relativamente pequeno de sub-montagens tem seu Plano Mestre feito no nível dessas sub-montagens. Exemplos desse tipo de produtos são computadores, móveis planejados etc. Ao chegar um pedido de cliente para uma determinada configuração faz-se a montagem final do produto acabado (FAS – Final Assembly Scheduling). Empresas que fabricam um número grande de produtos acabados a partir de poucas ou mesmo apenas uma matéria-prima não usufruem das vantagens do MRP e tem seu plano mestre feito no nível da matéria-prima. Indústrias siderúrgicas, papeleiras e frigoríficos são exemplos de empresas que utilizam este tipo de planejamento onde não há explosão das necessidades.

Análise de Recursos Críticos

De nada adianta fazer-se um excelente plano mestre se não houver capacidade disponível na fábrica para executa-lo. A Análise de Recursos Críticos ou RCCP – Rough-Cut Capacity Planning analisa apenas os “gargalos”, ou seja, os elementos que limitam a capacidade produtiva. Os recursos críticos podem ser matérias-primas, mão-de-obra especializada ou um determinando equipamento. Por exemplo, em uma empresa produtora de artefatos cerâmicos, o forno é normalmente quem limita a capacidade produtiva. Moldes e mão-de-obra são relativamente fáceis de serem obtidos, mas o forno é caro e sua vazão limita a capacidade produtiva. Se consegue produzir 1000 peças por hora, não adianta planejarmos uma produção maior. Como decorrência da análise de recursos críticos pode-se tomar a decisão de terceirizar parte da produção.
O cálculo é feito de forma aproximada e considerando recursos infinitos na fábrica. Estabelece-se quanto e quando se utiliza do recurso crítico para produzir uma determinada quantidade do produto acabado. Por exemplo, 3 dias antes de entregar o produto, usam-se seis minutos de um determinado recurso crítico. Se meu plano mestre prevê a entrega em uma determinada data 100 unidades do produto acabado, consigo saber que 3 dias antes da entrega dessas 100 unidades necessito de 10 horas (6 minutos x 100 unidades) desse recurso crítico.
Importante ressaltar que a Análise de Recursos Críticos preocupa-se apenas com os recursos que limitam a capacidade produtiva.

Planejamento das Necessidades de Materiais (MRP – Material Requirements Planning)

Uma vez aprovado o Plano Mestre e verificada sua viabilidade em função dos recursos limitadores (críticos) pode-se fazer o Planejamento das Necessidades de Materiais (MRP) já explicado acima. O resultado do MRP é um plano de compras de matéria-primas ou componentes fornecidos externamente e de fabricação de componentes ou sub-montagens. O MRP não olha a capacidade dos centros de trabalho e o plano gerado pode possuir grandes oscilações de uso da capacidade produtiva com momentos de ociosidade alternados com momentos de estouro da capacidade.

Planejamento das Necessidades de Capacidade (CRP – Capacity Requirements Planning)

Este tipo planejamento de capacidade leva em conta tempos de preparação de equipamentos (set up) , tempos de máquina e mão-de-obra necessários para a produção de um determinado componente. Também leva em consideração turnos de trabalho, feriados etc. O estudo de capacidade pode ser feito de duas formas: capacidade infinita e capacidade finita.
No estudo à capacidade infinita considera-se cada ordem de fabricação ocorrendo isoladamente, como se o centro de trabalho estivesse produzindo apenas aquela peça na data determinada pelo MRP. Como usualmente há mais de uma ordem utilizando um centro de trabalho, os tempos de utilização de todas as ordens são somados podendo ocorrer estouro de capacidade em alguns momentos. Esses “estouros” são resolvidos manualmente pelo planejador. Ferramentas gráficas ajudam nesse processo. Por exemplo, o planejado clicando em uma barra de um gráfico de utilização de capacidade poderá ver que ordens estão provocando o “estouro” e antecipar (ou postergar se for possível) a produção daquela ordem.

Já nos estudos à capacidade finita, o sistema possui algoritmos ou heurísticas para distribuir as ordens pelos centros de trabalho utilizando critérios que auxiliem na priorização das ordens. Os critérios podem ser redução de setup de máquinas, produzir primeiramente cores mais claras etc. A desvantagem da capacidade finita é que pode não ficar claro para os planejadores como um determinado plano de produção das ordens foi gerado e ele não ser seguido.

Execução do Plano

Uma vez feitos os ajustes no plano gerado pelo MRP, as ordens de fabricação e de compra vão sendo liberadas para que os componentes sejam fabricados ou comprados. O sistema auxilia nesse processo indicando ordens que devem ser liberadas para que a entrega do produto acabado não atrase. Para que o sistema funcione é essencial que exista apontamento de produção a cada etapa e também a cada movimentação de estoque.
Um dos benefícios do MRP II é redução de estoques. Havia prometido isso para um cliente, mas após começar a utilizar o MRP seus estoques aumentaram. Isto pode ocorrer se a empresa tem estoques desbalanceados: falta de alguns componentes e excesso de outros. O MRP não vai terminar com o excesso, apenas não irá planejar compra ou fabricação desses itens, mas irá planejar compra ou fabricação dos itens em falta. Em um primeiro momento haverá aumento do estoque, mas à medida que os itens em excesso forem sendo consumidos, o estoque diminuirá.

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