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A DINÂMICA DA MONTADORA DE
CANETAS - UMA SIMULAÇÃO
BASEADA EM JOGOS DE EMPRESAS
NO ENSINO DA ENGENHARIA DE
PRODUÇÃO
Tarcísio Althoff (UDESC) tarcisio.al@gmail.com Tiago Alexandre Colzani (UDESC) tiagocolzani@gmail.com Silene Seibel (UDESC) siseibel@gmail.com
A utilização de simulações no ensino superior vem se difundindo como uma alternativa altamente eficaz na assimilação dos conceitos teóricos. Estas atividades trazem para dentro da sala de aula a sensação de um ambiente real, onde os acadêmmicos podem aplicar, de forma prática, os conceitos apresentados nas aulas expositivas. Baseada na teoria de jogos de empresas, a Dinâmica da Montadora de Canetas é uma simulação que tem por objetivo demonstrar a situação de uma fábrica durante a implantação da manufatura enxuta, destacando os pontos positivos que o sistema traz em relação à produção convencional. Este artigo traz a operacionalização bem como uma aplicação da dinâmica em uma turma de engenharia de produção, onde são analisados os resultados obtidos pelas fábricas simuladas. Ao final uma pesquisa revela, a partir da visão dos acadêmicos, as vantagens da metodologia proposta em relação ao ensino tradicional.
Palavras-chaves: Dinâmica de ensino, manufatura enxuta, simulação
XXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO A Engenharia de Produção e o Desenvolvimento Sustentável: Integrando Tecnologia e Gestão. Salvador, BA, Brasil, 06 a 09 de outubro de 2009
A Engenharia de Produção e o Desenvolvimento Sustentável: Integrando Tecnologia e Gestão Salvador, BA, Brasil, 06 a 09 de outubro de 2009
1. Introdução
Este artigo traz a adaptação da metodologia de ensino denominada jogos de empresas, ao ensino de técnicas de engenharia de produção, mais especificamente a filosofia de produção denominada por Womack (1990) como sistema enxuto de produção.
Os jogos de empresas têm como característica principal o uso da simulação de situações reais em um ambiente acadêmico, a fim de que os alunos participantes tenham a possibilidade de tomar decisões e empregar as técnicas absorvidas de forma teórica à realidade prática. Segundo Tubino e Schafranski (2000), a simulação através de jogos permite que idéias e conceitos, passíveis de serem aplicados na prática, sejam testados de uma maneira mais simples, possibilitando a avaliação dos impactos desses e a escolha das estratégias mais adequadas para cada situação.
Em contrapartida o sistema de produção enxuto apresenta uma filosofia muito ligada ao conhecimento tácito e a prática do empirismo por parte dos operadores de um sistema fabril, sendo que os conceitos são de difícil assimilação em um contexto acadêmico totalmente expositivo.
Sob esse enfoque, observa-se que a integração de um método de ensino baseado em jogos de empresas com a temática da filosofia de produção enxuta traz um grande avanço no que tange o ensino da engenharia de produção, aliando uma metodologia que remete o ensino da administração e da formação gerencial a um assunto técnico relacionado à engenharia.
Este trabalho apresenta toda a operacionalização de uma dinâmica que faz uso da simulação de uma linha de montagem de canetas visando demonstrar as diferenças entre a produção em massa e o sistema de produção enxuto. Para tanto, descreve uma aplicação desta dinâmica demonstrando a diferença percebida pelos alunos quanto aos sistemas produtivos em questão, e demonstra a opinião dos participantes da dinâmica quanto às vantagens que essa metodologia traz ao ensino da engenharia de produção em comparação com os métodos tradicionais.
2. Os princípios do sistema enxuto de produção
Na década de 1940, no Japão, uma fabricante de carros, chamada Toyota, tentava emergir depois do caos enfrentado durante a segunda guerra mundial. Com poucos recursos para investir a Toyota se viu obrigada a adaptar os conceitos de produção que visualizara nas empresas norte-americanas para uma forma que evitasse todos os desperdícios que a superprodução enfrentava. Além disso, o mercado japonês era marcado por necessitar de uma grande variedade de veículos, já que cada nicho da sociedade necessitava de um modelo específico. Era necessário produzir de uma forma mais ágil, flexível e barata. (DENNIS,
Frente a essas dificuldades, a Toyota identificou ações que considerava desperdícios no sistema de produção em massa, e como conseqüência buscou suas eliminações. Foram estabelecidas uma série de técnicas que tinham por objetivo produzir apenas o que o cliente quer, baseados em uma filosofia de melhoria contínua, foco no que agrega valor do ponto de vista de quem compra o produto e principalmente na valorização do capital humano da empresa, visto que o conhecimento intrínseco dos operadores é de suma importância ao desenvolvimento de um sistema fabril. (SHINGO, 1996)
Foi estabelecida uma produção puxada pela área de vendas, onde a fábrica só produziria caso
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crescimento intelectual dos participantes frente à situação imposta sobre o tema apresentado. Esse tipo de simulação representa um recurso valioso que, se bem explorado, pode contribuir grandemente para o avanço do ensino em todos os níveis, principalmente no ensino superior. (SAUAIA, 1995)
4. As origens do emprego de simulações no aprendizado
Os primeiros registros de utilização dos jogos atrelados ao ensino se dão por volta do ano 3000 a.C. na China, onde um jogo de guerra chamado Wei-Hai era utilizado para treinar soldados em situações práticas. Na Índia por volta da mesma época, um jogo com a mesma finalidade chamado Chaturanga também era utilizado como forma de treinamento de soldados. (SAUAIA, 1995).
Na década de 1950 essas simulações começaram a ser utilizadas em universidades americanas, mais especificamente no ensino de executivos nos cursos de pós-graduação. Devido ao seu caráter prático, e da fácil assimilação dos conceitos abordados, os jogos de empresas logo se tornaram uma alternativa ao ensino tradicional, representando uma metodologia de ensino que se mostra eficiente, dinâmica e principalmente prática. Em 1963 uma pesquisa feita pela Universidade do Texas constatou que 20% do tempo dedicado ao ensino em cursos de políticas de negócios, nos Estados Unidos, já era utilizado com o emprego de jogos de empresas. (SAUAIA, 1995)
Segundo Gramigna (1993), os primeiros jogos de empresas aplicados no Brasil foram traduções dos modelos americanos, feitas por faculdades de administração, ainda em meados da década de 80. Desde então os jogos de empresas vem se difundindo como uma técnica diferenciadora no processo de ensino brasileiro. O Exame Nacional de Cursos, feito pelo INEP (Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais) em 2002, mostrou que seis das catorze universidades paulistas de administração que conseguiram conceito “A” no exame, utilizam com regularidade em suas grades a metodologia dos jogos de empresas e dinâmicas de ensino.
Tal método, fortemente caracterizado pela aprendizagem vivencial, apresenta diversos elementos que complementam as técnicas de ensino tradicional. O caráter lúdico dos jogos somado ao ambiente fortemente participativo e centrado no educando, proporciona a eles uma possibilidade de aprendizagem satisfatória e efetiva, aliando a teoria apresentada nas aulas expositivas à aplicação prática no jogo. (GRAMIGNA, 1993)
5. A adaptação da metodologia de jogos de empresas ao ensino de engenharia de produção
Com a evolução da metodologia do ensino superior sob uma forma geral, os jogos de empresas saíram da exclusividade dos cursos com temática gerencial e administrativa, e foram implantados em outras cadeias de ensino, tal como psicologia, marketing, economia, entre outras áreas. Gramigna (1993) apresenta a seguinte sugestão para classificar os diferentes tipos de jogos:
Jogos de Comportamento são aqueles cujo tema central permite que se trabalhem temas voltados às habilidades comportamentais; Jogos de Processo são os jogos onde a ênfase maior é dada às habilidades técnicas; Jogos de Mercado são os que reúnem as mesmas características dos jogos de processo, mas são direcionados para atividades que reproduzem situações de mercado.
Dentre as classificações impelidas, os jogos voltados ao ensino de engenharia se enquadram
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melhor em jogos de processos. Diversos pesquisadores vêm utilizando jogos no ensino de áreas técnicas. Tommelein (1999) fez uso de um jogo de dados para demonstrar um determinado fluxo de trabalho, enquanto Santos et al (2002) utilizaram um jogo para simular técnicas de programação por linhas de balanço.
Especificamente na área abordada por este artigo, temos a aplicação de Saffaro et al (2003), que promoveram a simulação de um sistema de produção baseado nos princípios do sistema enxuto utilizando peças tipo Lego, e Pinho et al (2005), que desenvolveram uma dinâmica de ensino denominada Montagem Interativa de Bloquinhos com o mesmo objetivo.
Souza e Silva (2003) utilizou pela primeira vez uma dinâmica que promovia a montagem de canetas com a finalidade de instigar uma discussão estratégica entre os participantes em uma turma de pós-graduação sobre as diferenças entre a produção em massa e a produção enxuta, enquanto Silveira (2005) usa um método parecido para mostrar as diferenças entre os dois tipos de manufatura. Costa & Jungles (2006) desenvolveram uma dinâmica de montagem de canetas enfocando o mapeamento do fluxo de valor, preenchendo uma lacuna deixada pelos artigos anteriores quanto aos resultados numéricos da simulação.
6. O ensino do sistema de produção enxuto através da “Dinâmica da Montadora de Canetas”
A dinâmica proposta consiste em simular uma montadora de canetas durante a implantação do sistema de produção enxuto, em três situações: a primeira situação se refere a uma fábrica com sistema de produção tradicional, que apresenta os desperdícios descritos por Ohno (1997) como sendo característicos da produção em massa. A segunda simula um fábrica com implantação dos princípios iniciais do sistema de produção enxuto, como fluxo contínuo, foco no cliente e redução de desperdícios. Já a terceira simulação faz uso de todos os conceitos remetidos ao sistema em questão conhecidos pelos participantes.
Os produtos a serem manufaturados são fardos de cinco canetas da mesma cor, unidos por um elástico conforme Figura 1, e há três modelos de produto, sendo eles definidos pela cor das canetas enfardadas, variando entre azul, preto e vermelho como demonstra a Figura 2.
Figura 1 - Produto manufaturado na simulação
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engenharia e de níveis superiores.
Devido a situação ilustrada da situação da montadora, algumas regras devem ser seguidas pelos participantes. O layout fabril deve ser conforme mostra a Figura 3, com ilhas de produção seguindo o agrupamento dos centro de trabalho por tipo de processo.
Figura 3 - Layout estabelecido para a primeira rodada de simulação
A parte operacional do sistema é composta de quatro operadores com as seguintes funções:
o primeiro insere a carga no corpo; o segundo testa a funcionalidade da carga; o terceiro coloca a tampa no sistema; o quarto embala os produtos acabados em fardos de cinco peças utilizando as borrachas.
A produção funciona em lotes de 20 peças, devido à condição imposta de alto tempo de troca de ferramental, e todas as operações só devem ser realizadas frente a existência de uma ordem de produção expedida pelo planejado de produção.
A segunda rodada apresenta uma fábrica em processo de implantação de melhorias. A descrição da situação da fábrica contempla que a direção entendeu que o layout por produto facilitaria a organização da empresa. O sistema de informação também foi simplificado facilitando a interface com os usuários, e os operadores passam a ter mais direito de opinião, representando uma redução na autocracia da direção da empresa. Porém as mudanças sobre o tempo de troca de ferramentas das máquinas ainda não foram executadas, impactando diretamente na flexibilidade da produção da montadora.
Em conseqüência a estas mudanças, nesta rodada o layout fica liberado a critério de cada equipe participante e as ordens de produção não precisam mais acompanhar os lotes, evidenciando o incentivo a criação de fluxo contínuo na movimentação dos materiais. Porém os lotes continuam a ser de vinte peças, caracterizando uma produção empurrada e com a
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necessidade de previsão de demanda.
A equipe tem a partir desta rodada a possibilidade de conversar com clientes e fornecedores para possíveis mudanças na forma de fornecimento e também para melhorias no que diz respeito ao relacionamento com o cliente, salientando o princípio de que a cadeia de valor de um produto quebra as barreiras físicas de uma fábrica, e se estende a todos os envolvidos no processo.
Já a terceira rodada a simulação é baseada em uma situação de fábrica que permite que sejam aplicados todos os conceitos da manufatura enxuta. Os tempos de troca de ferramentas foram diminuídos ao ponto de que não há mais a necessidade de haverem lotes na produção, e as equipes têm liberdade para utilizar todo o conhecimento para desenvolver novas técnicas e melhorias para maximizar os resultados da empresa. Frente à falta de lotes é incentivada aos participantes a implantação de um sistema puxado de produção, que visa aumentar a flexibilidade e diminuir o inventário em processamento.
Após cada uma das rodadas são colhidos dados, que inseridos em uma planilha permitem uma análise de desempenho das equipes ao final da dinâmica. Os itens analisados das empresas simuladas são compilados, atribuindo custos ou receitas aos itens a fim de trazer um resultado financeiro ao desempenho de cada equipe. A avaliação deve ser baseada na área ocupada pela empresa, mão de obra, estoques, quantidade de pedidos entregues, atrasos, rejeições e acidentes.
Para que haja um resultado qualitativo do desempenho ao longo das rodadas, as pessoas envolvidas no processo, como auditores, clientes ou colaboradores, além do professor orientador da disciplina, podem atribuir notas quanto ao funcionamento geral das fábricas simuladas em cada rodada.
Depois da reunião dessas informações, é desenvolvida uma discussão sobre os assuntos referentes a sistemas de produção, gerenciamento de estoques, relacionamento com clientes, e demais assuntos que venham a agregar conhecimento aos acadêmicos. Os dados coletados devem ser expressos sob uma forma de fácil entendimento por parte dos participantes, através do uso de gráficos e comparações visuais. O fluxograma da Figura 4 apresenta as fases da aplicação da dinâmica proposta.
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Figura 5 - Simulação de uma linha de montagem de canetas
As equipes obtiveram um resultado crescente em cada rodada, conforme demonstra a Tabela 1, que apresenta os dados retirados diretamente da simulação.
Fábrica 1 Fábrica 2 Rodada 1 Rodada 2 Rodada 3 Rodada 1 Rodada 2 Rodada 3 Área (m²) (^10 15 7 10 13 ) Mão de Obra (pessoas) (^10 8 5 10 8 ) Estoque inicial (pç) (^20 105 80 60 65 ) Estoque final (pç) (^105 80 25 65 35 ) Pedidos entregues (pç) (^6 20 20 15 20 ) Atrasos (pç) (^20 0 2 20 2 ) Rejeições (pç) (^9 0 1 9 1 ) Acidentes (evento) (^5 1 1 4 2 )
Rodada 1 Rodada 2 Rodada 3 Rodada 1 Rodada 2 Rodada 3 Auditor (^6 8 8 6 8 ) Cliente (^2 10 8 4 8 ) Colaboradores (^1 10 10 7 7 ) Professor (^0 5 10 1 6 )
Tabela 1 – Planilha de coleta das informações referentes às rodadas da simulação
A avaliação qualitativa representada pelas notas atribuídas representou um aumento considerável na avaliação ao decorrer das rodadas, conforme apresenta o gráfico da Figura 6, que demonstra a evolução em termos do desempenho fabril das equipes após a implantação dos conceitos da manufatura enxuta.
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Figura 6 - Gráfico referente notas atribuídas pelos envolvidos na dinâmica em cada rodada
Quanto à avaliação financeira, gerada através da coleta de dados em cada rodada da dinâmica, novamente o desempenho das equipes melhorou substancialmente, onde podemos perceber aumento considerável nos resultados líquidos, conforme mostra a Tabela 2.
Fábrica 1 Fábrica 2 Rodada 1 Rodada 2 Rodada 3 Rodada 1 Rodada 2 Rodada 3
Receita Bruta 4.500,00 15.000,00 15.000,00 11.250,00 15.000,00 15.000, Atrasos (3.000,00) 0,00 (300,00) (3.000,00) (300,00) 0, Rejeições (1.800,00) 0,00 (200,00) (1.800,00) (200,00) 0, Matéria Prima Consumida (1.800,00) (6.000,00) (6.000,00) (4.500,00) (6.000,00) (6.000,00)
Resultado Operacional Bruto (2.100,00) 9.000,00 8.500,00 1.950,00 8.500,00 9.000,
Mão de Obra (4.800,00) (3.840,00) (2.400,00) (4.800,00) (3.840,00) (2.400,00) Custo de estocagem (2.100,00) (1.600,00) (500,00) (1.300,00) (700,00) (200,00) Transportes (825,00) (900,00) (445,00) (825,00) (805,00) (540,00) Aluguel (280,00) (420,00) (196,00) (280,00) (364,00) (252,00) Indenizações Trabalhistas (3.000,00) (600,00) (600,00) (2.400,00) (1.200,00) 0, Variação Estoque (5.100,00) 1.500,00 3.300,00 (300,00) 1.800,00 1.500,
Lucro operacional líquido (18.205,00) 3.140,00 7.659,00 (7.955,00) 3.391,00 7.108,
Tabela 2 – Dados financeiros das equipes calculados para cada rodada
Visto que o objetivo do sistema enxuto de produção é reduzir desperdícios, é possível verificar claramente nessa simulação como isto ocorreu, pois em todas as rodadas a demanda solicitada pelo cliente, e conseqüentemente a receita de vendas máxima a ser obtida foram as mesmas. Dessa forma toda a melhoria nos resultados líquidos em cada rodada se deu através da redução de perdas em inventário, movimentação, área, indenizações trabalhistas, retrabalhos e excesso de produção.
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assimilação desses conceitos ao longo da simulação.
Quando se faz o uso de técnicas de ensino baseadas em jogos e simulações, é essencial promover uma discussão entre os participantes quanto aos resultados obtidos. É a partir destas discussões que surge a oportunidade de agregar conhecimento aos alunos, instigando a análise da situação real, promovendo o crescimento do senso intuitivo que somente a experiência proporciona e comparando a teoria acadêmica aos resultados alcançados com a prática.
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