Um simulador de custo de fábrica foi desenvolvido para uma fábrica de moldagem por injeção. A produção foi caracterizada por altos custos de preparação e tempos no processo de moldagem por injeção. Outra característica do processo foi a área de inspeção centralizada para inspeção do produto final. O simulador de custos de fábrica foi utilizado para simular o impacto dos ajustes internos de frequência de transporte nas despesas operacionais totais. O layout da fábrica era composto por uma sala de produção separada para linhas de moldagem por injeção, uma área central de inspeção para inspeção do produto final e, posteriormente, uma área central de embalagem, armazenamento e realocação no prédio do armazém. No outro extremo do armazém, na área de expedição, existiam estações para facilitar a recolha, etiquetagem, embalagem em papel alumínio e expedição pelas portas das docas. Para referência, veja o layout de exemplo abaixo. O ambiente de produção era a produção PUSH baseada em planos, ou seja, produção para estoque com base na demanda líquida prevista periodicamente.

A produção é coletada em bandejas. Quando uma bandeja excede um limite de peso alvo, ela é considerada totalmente carregada e transferida para carrinhos de transporte internos móveis localizados no final da linha de produção. Esses carrinhos circulam entre a inspeção central e a produção, dependendo da frequência interna do transporte. Para referência, um carrinho semelhante pode ser visto no vídeo do Youtube abaixo.

Um estudo de simulação, aplicando o simulador de custos de fábrica desenvolvido especificamente para este projeto, teve como objetivo otimizar as frequências de transporte interno para redução global de custos. A resultante transparência relacionada aos custos ajudou os tomadores de decisão na gestão de mudanças, resultando na otimização de tamanhos e frequências de lotes de transporte interno e, consequentemente, na redução de custos. O simulador de custos de fábrica foi desenvolvido em Python utilizando SimPy. Você pode encontrar modelos introdutórios de simulação de oficina e estudos de caso relacionados na loja SCDA aqui: https://www.supplychaindataanalytics.com/product-category/shop/

Ciclos de transporte interno mais longos resultam em mais sucata

Os operadores na área de inspeção central inspecionam amostras de peças em cada bandeja, ou pelo menos nas primeiras bandejas de um lote, e relatam quaisquer problemas de qualidade à linha de produção. Quanto mais longo for o ciclo de transporte interno, maior será o atraso de feedback entre o processo de inspeção e o processo de produção. Na pior das hipóteses, a linha de produção produz sucata até que a equipe de inspeção informe sobre problemas de qualidade detectados. Em média, isso resulta em mais sucata e em custos de sucata associados mais elevados.

Ciclos de transporte interno mais curtos resultam em custos de transporte interno mais elevados

Quanto mais curto o ciclo de transporte interno, mais movimentos internos do carrinho e ciclos de manuseio ocorrem. A movimentação e descarga dos carrinhos na linha de inspeção é facilitada pelos operadores, e o esforço de mão de obra associado aumenta à medida que ocorrem transportes internos mais frequentes. Assim, quanto mais curto for o ciclo de transporte interno, maior será o custo de mão-de-obra associado à movimentação e descarga dos carrinhos.

Ciclos de transporte interno mais longos aumentam os custos de manutenção de estoques intermediários

As injetoras geralmente produzem grandes lotes que excedem o volume de um único carrinho de transporte. Se a frequência de transporte interno da produção até a inspeção for aumentada, os carrinhos ficam, em média, mais cheios e, portanto, contêm mais estoque. Isso vincula o capital e aumenta as despesas calculadas com juros sobre o capital de giro. Também pode aumentar a necessidade de área de superfície de armazenamento tampão na área de produção produtiva ou resultar na necessidade de carrinhos maiores e mais caros. É por isso que aumentos na frequência de transporte interno resultam em maiores custos de manutenção de estoques intermediários.

Ciclos de transporte interno mais curtos aumentam os custos de inspeção e embalagem

Os carrinhos que transportam as bandejas das linhas de produção são descarregados em uma esteira de triagem a montante da estação de inspeção. A partir daí, as bandejas são classificadas com base no número do produto (número do material) e encaminhadas para estações de inspeção que inspecionam um lote de inspeção por vez. Um lote de inspeção, neste caso, refere-se a um conjunto de bandejas com número de material idêntico, previamente contidas no mesmo carrinho e depois descarregadas na esteira de classificação. Entre cada número de material, ou seja, lote, são necessárias determinadas configurações e trocas nas estações de inspeção. Como o aumento da frequência de transporte interno leva a lotes de inspeção menores, isso aumenta o número de trocas necessárias. Em última análise, isso aumenta o esforço do trabalho de inspeção.

Após o processo de inspeção, o conteúdo da bandeja é esvaziado em uma caixa. A caixa é então encaminhada para embalagem em uma única linha transportadora centralizada. O material de embalagem depende do produto, ou seja, do número do material, e a troca de um material de embalagem para outro está associada a tempos e custos de troca definidos.

Ciclos de transporte interno mais curtos aumentam os custos de armazenamento e realocação

As caixas embaladas chegam em uma única esteira na área de armazenamento. Aqui, eles estão preparados para armazenamento. Se nenhum palete meio cheio com o mesmo número de material estiver disponível no armazém de produtos acabados, todas as caixas que chegam com esse respectivo número de material são empilhadas em um novo palete vazio e então armazenadas em buffer na área de armazenamento (no caso de outro lote ser conhecido chegar mais tarde naquele dia) ou guardado no armazém. Se já existir no armazém um palete meio cheio com o mesmo número de material, ele é separado e entregue na área de realocação onde as caixas foram entretanto armazenadas. O palete é então preenchido e guardado. Este é o chamado processo de realocação.

Um ciclo de transporte interno mais curto resulta em lotes de inspeção menores com o mesmo número de material, o que se traduz em lotes menores com o mesmo número de material chegando à área de armazenamento ou realocação. Para cada processo de relocação, um palete deverá ser retirado pela empilhadeira. Isso gera esforço de mão de obra e ocupação de empilhadeiras. Lotes menores resultam em mais processos de realocação e, portanto, aumentam o esforço de mão de obra. Na área de armazenamento, lotes menores resultam em mais paletes meio cheios, o que, por sua vez, resulta em mais processos de realocação e, portanto, em última análise, em maior esforço de mão de obra para o processo de realocação.

Posteriormente, após o armazenamento e uma vez recebida a encomenda do cliente pela equipa de expedição, uma palete com o respectivo número de material é retirada do armazém, as caixas solicitadas são separadas e preparadas para expedição, e a restante palete meio cheia resultante é colocada novamente no armazém.

Ciclos de transporte interno mais curtos aumentam os custos de armazenamento

Como mencionado, ciclos de transporte interno mais curtos, ou seja, uma frequência de transporte interno mais elevada, resultam em mais paletes meio cheias em armazenamento. Isto significa que o espaço de armazenamento é utilizado de forma menos eficiente, a menos que os números dos materiais sejam misturados. No entanto, paletes mistas aumentariam o esforço de recolha e envio. A utilização de armazenamento menos eficiente, com um maior grau de paletes puras meio cheias, traduz-se, no entanto, numa maior procura de área de armazenamento. Isto aumenta os custos de armazenamento .

Frequência de transporte interno ideal para eficiência geral de custos

O gráfico abaixo resume as diversas relações de custos e como elas são influenciadas pela frequência de transporte interno. Utilizando um modelo de simulação SimPy, os processos de fábrica relevantes foram simulados com diferentes frequências de transporte interno. Os custos resultantes foram analisados, por categoria e como um todo.

Como resultado do estudo de simulação, a frequência do transporte foi aumentada e incentivos adicionais foram concebidos para aumentar a estabilidade da produção a longo prazo – visando o aumento do risco de sucata.

Observações finais e referências

Embora os vários departamentos possam concentrar-se nos seus próprios objectivos, o gestor geral, o CFO ou o CEO devem concentrar-se nos custos globais óptimos – ou seja, no resultado global eficiente. A utilização de um modelo de simulação , ou seja, uma cópia digital da fábrica do mundo real, permite aos gestores testar ajustes no sistema real e analisar o resultado. Tudo isso evitando os riscos associados à intervenção em processos do mundo real. O uso do gerenciamento do simulador de custos de fábrica pode confirmar e comunicar as implicações de custos em toda a fábrica resultantes de ajustes no processo. Isso lhes permite impulsionar a melhoria contínua e, ao mesmo tempo, facilitar o gerenciamento de mudanças baseado em KPI.

Se você estiver interessado em aplicar simulação ao seu processo de produção ou armazenamento, aqui estão algumas ferramentas, produtos e artigos adicionais que o levarão adiante:

• Link : Job shop SimPy Python simulação
• Link : Agendador de job shop Python

Linnart Felkl

Cientista de dados com foco em simulação, otimização e modelagem em R, SQL, VBA e Python