Docsity
Docsity

Prepare-se para as provas
Prepare-se para as provas

Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity


Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos para baixar

Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium


Guias e Dicas
Guias e Dicas

Planejamento Agregado e Estratégias de Produção, Esquemas de Programação Linear

O planejamento agregado, uma etapa intermediária do planejamento da produção que busca uma estratégia de atendimento da demanda, considerando todos os períodos do horizonte de planejamento, níveis de estoque e variações na força de trabalho. Além disso, discute as estratégias de produção, objetivos de desempenho e opções para balancear a produção com a demanda.

Tipologia: Esquemas

2022

Compartilhado em 07/11/2022

usuário desconhecido
usuário desconhecido 🇧🇷

4.5

(402)

853 documentos

1 / 83

Toggle sidebar

Esta página não é visível na pré-visualização

Não perca as partes importantes!

bg1
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
MODELO DE PLANEJAMENTO AGREGADO
MULTIOBJETIVO
DISSERTAÇÃO SUBMETIDA À UFPE
PARA OBTENÇÃO DE GRAU DE MESTRE
MODALIDADE MESTRADO ACADÊMICO
POR
ADIEL TEIXEIRA DE ALMEIDA FILHO
Orientador: Prof. Fernando Menezes Campello de Souza, PhD
RECIFE, MARÇO / 2006
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16
pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b
pf1c
pf1d
pf1e
pf1f
pf20
pf21
pf22
pf23
pf24
pf25
pf26
pf27
pf28
pf29
pf2a
pf2b
pf2c
pf2d
pf2e
pf2f
pf30
pf31
pf32
pf33
pf34
pf35
pf36
pf37
pf38
pf39
pf3a
pf3b
pf3c
pf3d
pf3e
pf3f
pf40
pf41
pf42
pf43
pf44
pf45
pf46
pf47
pf48
pf49
pf4a
pf4b
pf4c
pf4d
pf4e
pf4f
pf50
pf51
pf52
pf53

Pré-visualização parcial do texto

Baixe Planejamento Agregado e Estratégias de Produção e outras Esquemas em PDF para Programação Linear, somente na Docsity!

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

MODELO DE PLANEJAMENTO AGREGADO

MULTIOBJETIVO

DISSERTAÇÃO SUBMETIDA À UFPE PARA OBTENÇÃO DE GRAU DE MESTRE MODALIDADE MESTRADO ACADÊMICO POR

ADIEL TEIXEIRA DE ALMEIDA FILHO

Orientador: Prof. Fernando Menezes Campello de Souza, PhD

RECIFE, MARÇO / 2006

A447m Almeida Filho, Adiel Teixeira de Modelo de planejamento agregado multiobjetivo / Adiel Teixeira de Almeida Filho. - Recife: O Autor, 2006. xii,70 f., il., figs., tabs. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Pernambuco. CTG. Dpto. de Engenharia de Produção. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção - PPGEP, 2006. Inclui referências.

  1. Engenharia de Produção – Planejamento agregado. 2. Estratégia de produção. 3. Programação linear multiobjetivo – Step Method. I. Título. 658 CDD (22. ed.) BCTG/2006-

ii

iii

“Escolher e preferir são tarefas que o decisor tem de exercer por si próprio, ninguém pode realizá-las por ele, ninguém pode tomar o seu lugar. Mesmo quando, em desespero, ele se abandona ao destino e decide não decidir”. ZELENY (1982).

iv

Aos meus pais.

vi

RESUMO

A atividade de planejamento agregado consiste numa etapa intermediária do planejamento da produção, que busca uma estratégia de atendimento da demanda que direcione as quantidades de itens a serem produzidos em cada alternativa de produção, abrangendo todos os períodos do horizonte de planejamento, os níveis de estoque ao longo do horizonte de planejamento e as variações na força de trabalho para que a demanda prevista seja atendida. Buscando o alinhamento da atividade de planejamento agregado com a estratégia de produção definida, este trabalho apresenta dois modelos de apoio multicritério a decisão para o problema de planejamento agregado, ambos baseados no mesmo princípio, o de estender as prioridades da estratégia de produção para as decisões a serem tomadas no contexto do planejamento agregado da produção. Dessa maneira, o gerente pode fazer o planejamento dos recursos a serem utilizados para atender à demanda priorizando os objetivos de desempenho que melhor refletem os fatores competitivos do negócio. Os modelos propostos neste trabalho buscam fazer com que um problema típico do contexto de planejamento da produção permita que a função produção possa atuar como implementadora da estratégia de produção adotada. A cada estratégia de atendimento da demanda será associado um custo. Portanto, o modelo aqui proposto busca encontrar uma estratégia de atendimento da demanda (obtida através do Planejamento Agregado) que esteja alinhada com as estratégias de produção definidas, respeitando a prioridade e as relações estabelecidas entre os objetivos de desempenho.

Palavras Chave: Planejamento Agregado da Produção, Estratégia de Produção, Programação Linear Multiobjetivo, Step Method.

vii

ABSTRACT

Aggregate Planning activity is a relevant stage of production planning process. It looks for a strategy in order to attend the demand given capacity constraints. The plan consists of the amount of items to be produced in each production alternative, for all periods of planning term. The stock levels along planning term and variations in workforce are accounted for, so that foreseen demand is attended. This work presents a model based on multicriteria decision analysis with the aim of overcome the problem of aggregate planning. This decision model takes into account performance objectives obtained in the manufacturing strategy planning process. The performance objectives are analyzed according to qualifying characteristics. Then, the order winners performance objectives are introduced in the multicriteria decision model. In this sense, the decision maker chooses the most appropriate combination of resources to attend the demand, according to the trade-offs amongst the performance objectives. Therefore resulting aggregate plan reflects the competitive factors of the business. The proposed decision model allows the implementation of the manufacturing strategy by the production function and indicates to the decision maker the appropriate alternative which is aligned with the manufacturing strategies.

Keywords: Aggregate Planning, Manufacturing Strategy, Multicriteria Analysis, Multi Objective Linear Programming, Step Method.

x

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 – Valor dos benefícios competitivos de critérios ganhadores, qualificadores e menos importantes, Adaptado de Slack et al. (1996) ........................................................................................... 9 Figura 2.2 – Gráfico da demanda agregada prevista sob a restrição de capacidade agregada, Adaptado de Slack et al. ( 1996) ...................................................................................................................................... 14 Figura 2.3 – Algoritmo do STEM, Fonte: Clímaco et al. (2003)...................................................................... 25 Figura 4.1 – Comportamento dos parâmetros para a Qualidade.................................................................... 38 Figura 4.2: Modelo Generalizado de Planejamento Agregado Multiobjetivo (MGPAM) ............................ 43 Figura 4.3 – Ilustração dos seis fluxos definidos por Forrester (1967) numa indústria, Fonte: Forrester (1967)........................................................................................................................................................... 45 Figura 4.4 – Dinâmica do ambiente da produção até entrega do produto ao consumidor final, Fonte: Forrester (1967)......................................................................................................................................... 46 Figura 4.5 – Dinâmica da publicidade sobre o mercado consumidor, Fonte: Forrester (1967) ................... 47 Figura 5.1 – Comparação entre o custo da alternativa “Ideal” e a recomendação........................................ 59 Figura 5.2 – Comparação entre a Credibilidade da alternativa “Ideal” e a recomendação ......................... 59

xii

  • 1 INTRODUÇÃO SUMÁRIO
    • 1.1 J USTIFICATIVA
    • 1.2 O BJETIVOS DO TRABALHO
      • 1.2.1 Objetivo Geral
      • 1.2.2 Objetivos Específicos.......................................................................................................................
    • 1.3 ESTRUTURA DA D ISSERTAÇÃO
  • 2 BASE CONCEITUAL......................................................................................................................................
    • 2.1 ESTRATÉGIA DE P RODUÇÃO
      • 2.1.1 Objetivos de Desempenho................................................................................................................
      • 2.1.2 Classificação dos Objetivos de Desempenho
    • 2.2 P LANEJAMENTO DA P RODUÇÃO
      • 2.2.1 Planejamento da Capacidade........................................................................................................
      • 2.2.2 Planejamento Agregado
        • 2.2.2.1 Modelo de Tentativa e Erro ..........................................................................................................
        • 2.2.2.2 Modelo de Programação Linear....................................................................................................
      • 2.2.3 Programação e Controle da Produção
    • 2.3 A POIO MULTICRITÉRIO A D ECISÃO
      • 2.3.1 Programação Linear Multiobjetivo
        • 2.3.1.1 Conceitos Básicos.........................................................................................................................
        • 2.3.1.2 Métodos de Programação Linear Multiobjetivo............................................................................
          • 2.3.1.2.1 Método Lexicográfico ..........................................................................................................
          • 2.3.1.2.2 Programação por Metas (Goal Programming) ......................................................................
          • 2.3.1.2.3 STEM (Step Method) ...........................................................................................................
  • 3 REVISÃO DA LITERATURA......................................................................................................................
    • 3.1 REVISÃO DA LITERATURA SOBRE P LANEJAMENTO A GREGADO
    • 3.2 O ESTADO DA A RTE
  • 4 MODELO PROPOSTO DE PLANEJAMENTO AGREGADO MULTIOBJETIVO
    • 4.1 MODELO DE P LANEJAMENTO A GREGADO M ULTIOBJETIVO (MPAM).................................................
    • 4.2 MODELO G ENERALIZADO DE P LANEJAMENTO A GREGADO M ULTIOBJETIVO (MGPAM)....................
      • 4.2.1 Desafios
  • 5 ESTUDO DE CASO
    • 5.1 CONTEXTUALIZAÇÃO DO P ROBLEMA
    • 5.2 A PLICAÇÃO DO MODELO
    • 5.3 RESULTADOS
  • 6 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS......................................................... ix
    • 6.1 CONCLUSÕES
    • 6.2 S UGESTÕES PARA TRABALHOS F UTUROS
  • REFERÊNCIAS
  • Tabela 2.1 – Exemplos de medidas de capacidade através da produção e de insumos LISTA DE TABELAS
  • Tabela 2.2 – Tabela de ótimos individuais.........................................................................................................
  • Tabela 5.1 – Custo unitário de produção para os regimes de produção disponíveis
  • Tabela 5.2 – Parâmetros para a função objetivo da Credibilidade.................................................................
  • Tabela 5.3 – Demanda prevista para o horizonte de planejamento
  • Tabela 5.4 – Solução ótima para o objetivo Custo Total Anual
  • Tabela 5.5 – Solução ótima para o objetivo Credibilidade
  • Tabela 5.6 – Tabela de ótimos individuais.........................................................................................................
  • Tabela 5.7 – Solução final após a relaxação da função objetivo do Custo Total Anual
  • Equação 2.1 LISTA DE EQUAÇÕES
  • Equação 2.2
  • Equação 2.3
  • Equação 4.1
  • Equação 4.2
  • Equação 4.3
  • Equação 4.4
  • Equação 4.5
  • Equação 5.1

Capítulo 1 Introdução

1 INTRODUÇÃO

Grande parte das decisões tomadas durante a produção de bens e serviços são feitas sem o suporte de uma metodologia formal de apoio a decisão. Isto se justifica em virtude das conseqüências destas decisões isoladas, principalmente aquelas relacionadas ao nível operacional. Contudo se faz necessário salientar que os resultados obtidos como conseqüência de algumas destas decisões podem determinar o futuro do sistema de produção para o qual a decisão é tomada. Muitas decisões tomadas dentro do contexto de planejamento são consideradas estratégicas, portanto merecem uma abordagem adequada para o processo de apoio a decisão. A literatura apresenta diversas abordagens qualitativas e quantitativas, contudo, ainda existe muito a ser desenvolvido nessa área, seja pela combinação de abordagens quantitativas e qualitativas, seja pela proposição de novas abordagens para tratar estes problemas. Muitas abordagens qualitativas apresentam deficiências por não tratarem os problemas de forma adequada, pois sem que haja a devida quantificação dos aspectos de melhoria a serem avaliados, os problemas são tratados apenas de uma forma superficial, não sendo possível fazer um acompanhamento e uma avaliação para constatar se o problema realmente foi resolvido, e se resolvido, se foi uma solução satisfatória. Esta é uma das razões pelas quais se optou por desenvolver uma nova abordagem quantitativa para o planejamento agregado da produção. Dentre as atividades do planejamento da produção, o Planejamento Agregado ocupa uma posição intermediária, observando-se três etapas:

  • O Planejamento da Capacidade é a primeira etapa de planejamento que no nível estratégico (longo prazo), determina o tamanho de plantas industriais e as chances da empresa atingir determinados níveis máximos de produção, avaliando questões relativas à demanda potencial, ganhos de escala, viabilidade econômica (ponto de equilíbrio) entre outros.
  • O Planejamento Agregado procura conciliar as restrições de capacidade com a previsão de demanda. Considerando estas restrições constantes a médio prazo, o planejamento agregado busca uma alternativa de produção que satisfaça a demanda através de variações da força de trabalho, da utilização de estoques e

Capítulo 1 Introdução

1.2 Objetivos do Trabalho

1.2.1 Objetivo Geral

O objetivo geral deste trabalho é propor um modelo multicritério de apoio a decisão para a atividade de Planejamento Agregado, incorporando os aspectos definidos na estratégia de produção adotada. Nesse sentido, busca-se alinhar as atividades de planejamento da produção à estratégia de produção adotada, passando a considerar nas atividades de planejamento não apenas aspectos de natureza monetária (como custo usualmente), avaliando fatores que são influenciados pela estratégia de produção como qualidade, flexibilidade, credibilidade e rapidez.

1.2.2 Objetivos Específicos

Os objetivos específicos deste trabalho consistem em:

  • Avaliar as possibilidades de métodos de apoio multicritério a decisão que podem ser aplicados ao problema de planejamento agregado da produção;
  • Estruturar um procedimento multiobjetivo de planejamento agregado da produção que considere fatores tais como Custo, Qualidade, Credibilidade, Rapidez e Flexibilidade;
  • Estabelecer um novo modelo multicritério de apoio a decisão para o problema de planejamento agregado da produção;
  • Ilustrar o modelo proposto através de uma aplicação numérica;

1.3 Estrutura da Dissertação

Esta dissertação está estruturada em seis capítulos:

  • O Capítulo I apresenta uma visão geral dos assuntos abordados neste trabalho; também define o objetivo geral e específico deste estudo.
  • A Base Conceitual que fundamenta esta dissertação foi desenvolvida no Capítulo II, que se inicia com uma breve visão de Estratégia de Produção, dando maior enfoque nos Objetivos de Desempenho, que representam aspectos da vantagem competitiva nas operações. No decorrer do capítulo são apresentados

Capítulo 1 Introdução

os aspectos mais significativos relacionados ao Problema de Planejamento Agregado da Produção e algumas abordagens para este problema. Em seguida são apresentados conceitos de Apoio Multicritério a Decisão, onde alguns métodos de apoio multicritério a decisão são abordados com enfoque nos métodos de Programação Linear Multiobjetivo (PLMO ou MOLP – Multiple Objective Linear Programming ). O primeiro método abordado foi o Método Lexicográfico, pela sua simplicidade e facilidade de implementação. O segundo método abordado é o de Programação por Metas ( Goal Programming ) por ser um dos métodos mais divulgados e já ter sido aplicado ao contexto do Planejamento Agregado da Produção; o terceiro método abordado é o STEM ( Step Method ), um método interativo de PLMO, que permite a interação com o decisor para que este especifique a quantidade que está disposto a sacrificar na função objetivo cujo valor considera mais satisfatório visando melhorar o desempenho das demais funções objetivo.

  • No Capítulo III é feita uma revisão da literatura sobre os trabalhos que têm sido publicados sobre o problema de Planejamento Agregado de Produção, onde são apresentadas algumas abordagens desenvolvidas para solucionar o problema.
  • No Capítulo IV é apresentado o Modelo de Planejamento Agregado Multiobjetivo proposto neste trabalho. É apresentado também neste capítulo um modelo generalizado para o Modelo de Planejamento Agregado Multiobjetivo. Este modelo generalizado oferece uma estrutura e uma seqüência de passos para que o modelo multiobjetivo possa ser aplicado com maior flexibilidade.
  • Em seguida é feita no Capítulo V uma aplicação numérica com Modelo de Planejamento Agregado Multiobjetivo proposto neste trabalho.
  • Finalmente, no Capítulo VI serão apresentados as conclusões e os resultados mais importantes obtidos com o desenvolvimento deste trabalho. Ainda neste último capítulo, serão feitas sugestões para futuros trabalhos com o objetivo de dar continuidade à linha de pesquisa ora desenvolvida.

Capítulo 2 Base Conceitual

contexto multiobjetivo, não fazendo sentido apenas considerar uma solução ótima, mas um meio termo entre as soluções ótimas dos objetivos que representam as necessidades do negócio. Estas necessidades do negócio estão relacionadas às necessidades dos clientes de um setor específico e se dividem em aspectos que representam o desdobramento dos cinco objetivos de desempenho da produção. O fato de existirem diversas nomenclaturas e definições para o contexto de estratégia de produção justificou o desenvolvimento e análise de uma taxonomia de estratégias de produção apresentada por Miller & Roth (1994). Nesse trabalho, Miller & Roth (1994) utilizaram métodos de análise através de clusters que observam a importância relativa associada a onze aspectos que oferecem vantagem competitiva em manufatura e definem o papel estratégico da função produção. Estes aspectos são resultado do desdobramento dos cinco objetivos de desempenho da produção, representados pelo Custo, Flexibilidade de Design, Flexibilidade de Volume de Produção, Conformidade, Performance dos Produtos, Velocidade na Entrega, Confiança, Serviço Pós-Venda, Publicidade, Ampla Rede de Distribuição e Distribuição de uma ampla rede de produtos. Dessa forma, a literatura apresenta de forma básica e generalizada apenas cinco objetivos de desempenho para obter vantagem baseada em produção. Os objetivos são Custo, Qualidade, Rapidez, Flexibilidade e Credibilidade (HILL, 1993; SLACK et al. , 1996; SLACK, 2002).

2.1.1 Objetivos de Desempenho

Slack (2002) apresenta uma abordagem em que “vantagem em manufatura significa fazer melhor”. Para Slack, “fazer melhor” significa cinco coisas:

  • Fazer Certo – não cometer erros; produtos sem erros e sempre de acordo com as especificações de projeto (Vantagem em Qualidade).
  • Fazer Rápido – fazer com que o intervalo de tempo entre o início do processo de manufatura e a entrega do produto ao cliente seja menor do que o da concorrência (Vantagem de Velocidade).
  • Fazer Pontualmente – cumprir os prazos de entrega, o que implica estar apto a estimar datas de entrega com acuidade (Vantagem de Credibilidade).

Capítulo 2 Base Conceitual

  • Mudar o que está sendo feito – ser capaz de variar e adaptar a operação, seja porque as necessidades dos clientes são alteradas, seja por mudanças no processo de produção (Vantagem da Flexibilidade).
  • Fazer Barato – fazer produtos a custos mais baixos que os concorrentes conseguem administrar (Vantagem de Custo). Portanto os Objetivos de Desempenho buscam representar fatores competitivos advindos da função produção. O Objetivo de Desempenho da Qualidade busca elevar a qualidade dos produtos através da elevação do índice de conformidade, do aumento da performance dos produtos, de altas especificações (luxo), especificações apropriadas (adequação ao uso, abordagem de Garvin (2002)) e demais conceitos e abordagens para qualidade. O Objetivo de Desempenho Rapidez ou Velocidade , busca maximizar a velocidade da entrega, minimizar o lead time de produção, aumentar a velocidade nas compras de matérias primas, inclusive, influenciar na dinâmica de lançamento de novos produtos, aumentando a velocidade com a qual são desenvolvidos e lançados novos produtos no mercado. O Objetivo de Desempenho Credibilidade , procura fazer com que as entregas sejam feitas na data devida e que seja mantida a integridade do produto acabado até que esteja sob a responsabilidade do cliente. O Objetivo de Desempenho Flexibilidade , busca proporcionar um número maior de opções para o cliente através de mais opções de modelos (Flexibilidade de Design, Mix de Produtos), maior capacidade de se adaptar a diferentes níveis de demanda (sazonalidade), maior capacidade de atender o mercado (ampla rede de distribuição), capacidade de atender clientes especiais (Flexibilidade para expedir pedidos prioritários), capacidade para adaptar produtos e serviços aos requisitos específicos dos consumidores, intercambiabilidade na produção para poder atender futuras gerações de produtos, entre outros que podem contribuir como fatores competitivos. O Objetivo de Desempenho Custo , busca a minimização do preço do produto final como um fator competitivo, podendo ser alcançado através de ganhos de escala e da redução da variedade dentro dos processos e das atividades de produção.