Software de planejamento e programação avançados: como avaliar um APS
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By Mirko Peters ·
Software de planejamento e programação avançados monta cronogramas que respeitam limites reais. Veja como definir a sua necessidade, comparar ferramentas APS e testar uma delas com os seus dados.
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O software de planejamento e programação avançados, geralmente chamado de APS, calcula um plano de produção que se ajusta a limites reais: horas de máquina, turnos, habilidades, ferramentas e materiais. É o passo além de um plano que apenas lista o que produzir e quando os materiais são necessários. Este guia é para planejadores de produção e líderes de operações que precisam decidir se realmente precisam de um APS e como avaliar as opções, sem que um fornecedor defina os critérios por eles.
Pontos-chave
- O software de planejamento e programação avançados acrescenta programação baseada em capacidade e sequenciamento ao que o MRP já faz, de modo que pedidos concorrentes e recursos limitados passam a fazer parte do plano.
- Defina o seu problema antes de olhar os produtos: quantos pedidos competem entre si, com que frequência o plano quebra e qual é a restrição real.
- Verifique o que o seu sistema ERP já faz com capacidade finita antes de comprar qualquer coisa. Parte dessa funcionalidade se limita aos recursos em que ela foi ativada.
- Avalie as ferramentas pela modelagem de restrições, transparência, ajustes manuais dos planejadores, estabilidade no replanejamento e pelo esforço necessário para manter os dados mestres limpos.
- Teste com os seus próprios dados: reproduza uma semana passada e compare o cronograma da ferramenta com o que realmente aconteceu.
O que é um software de planejamento e programação avançados?
O dicionário da APICS, citado pela ASCM, descreve um sistema APS como um programa de computador que usa algoritmos matemáticos avançados ou lógica para realizar otimização nas funções de planejamento e programação. Essa definição é ampla. Uma definição mais prática vem da Fraunhofer IPA (um artigo em alemão, traduzido por mim). Ela posiciona o APS ao lado de outras duas classes de software: a gestão da cadeia de suprimentos, no nível da rede, e a execução da manufatura, no nível da produção, com o ERP no nível empresarial. E descreve três etapas da lógica de planejamento.
O MRP, em sua primeira forma, apenas calcula as necessidades de materiais. A etapa seguinte acrescenta necessidades de capacidade baseadas em carga, mas ainda não considera pedidos que competem pelo mesmo recurso. O APS acrescenta programação por capacidade e sequenciamento, de modo que pedidos concorrentes e a disponibilidade de materiais passam a fazer parte do resultado. Esse é o ponto central. Você obtém um cronograma que pode realmente ser executado, e não apenas uma lista de necessidades.
Este artigo adota a visão de quem compra: o que decidir primeiro, quais critérios importam e como testar. Para uma definição curta do termo, veja o verbete planejamento e programação avançados neste site.
Onde o APS fica entre o ERP e o chão de fábrica?
A ISA descreve a ISA-95 como um conjunto internacional de normas para integrar sistemas de logística a sistemas de controle de manufatura. No modelo dela, o planejamento de negócios e a logística, onde fica o sistema ERP, está no nível 4. A gestão de operações de manufatura, incluindo o MES, está no nível 3. O APS normalmente atua no espaço entre os dois: recebe pedidos e dados mestres de cima, monta o cronograma e o entrega ao chão de fábrica.
O Fraunhofer IPA observa que o ERP costuma ser a fonte de referência para dados de planejamento, como cadastros de itens, listas de materiais e roteiros de produção. Isso mostra onde vai estar o seu trabalho com dados. Se esses registros estiverem errados no ERP, qualquer APS vai programar a coisa errada com muita eficiência.
O mesmo documento aponta que os mercados de APS e MES se sobrepõem bastante. Pergunte logo no início quem é responsável pelo despacho no chão de fábrica. Um sistema de execução de manufatura registra o que realmente aconteceu. O APS decide o que deve acontecer em seguida. Se os dois reivindicarem a lista de ordens de produção, planejadores e supervisores vão trabalhar com duas listas.
Que problema você precisa que ele resolva?
O Fraunhofer IPA recomenda definir primeiro o foco da aplicação e os requisitos, normalmente por meio de uma análise da situação atual e de um conceito preliminar, antes de avaliar qualquer software. Faça isso respondendo a estas perguntas:
- Quantos pedidos disputam os mesmos poucos recursos? Se forem poucos, uma planilha ainda pode resolver.
- Com que frequência o plano quebra durante um turno, e por quê? Paradas de máquina, falta de material, pedidos urgentes?
- Qual é a restrição real: uma máquina, uma pessoa com habilidade específica, uma ferramenta, um forno, uma bancada de teste?
- Os tempos de preparação (setup) dependem da sequência dos trabalhos? Se sim, o sequenciamento tem valor real.
- Quem monta o cronograma hoje, quanto tempo leva e com que frequência ele precisa ser refeito?
- Quais decisões você quer que a ferramenta tome, e quais devem continuar com o planejador?
Depois, verifique o que o seu ERP já consegue fazer. Como exemplo, a Microsoft documenta o planejamento e agendamento de capacidade finita no Dynamics 365 Supply Chain Management. Com ele, uma ordem planejada que não cabe na capacidade disponível é empurrada para uma data em que exista capacidade. Mas ele só é efetivo para os recursos em que você o habilitar, usa uma janela de tempo (time fence) que define quantos dias são tratados como finitos, e a Microsoft alerta que uma janela de um dia provavelmente é curta demais para a maioria dos fabricantes. A empresa também diz que a capacidade finita não deve ser usada quando a capacidade muda conforme a demanda, como a capacidade baseada em turnos. Se a sua restrição se parece com isso, você já aprendeu algo antes de conversar com qualquer fornecedor. O seu ERP pode ser diferente, então procure os mesmos tipos de limitações na documentação dele. A ideia relacionada de agendamento de capacidade finita é a base de tudo isso.
Quais critérios diferenciam um APS do outro?
As listas de funcionalidades são parecidas. Estes critérios separam as ferramentas na prática.
- Modelagem de restrições: ela consegue representar os seus limites reais? Máquinas, pessoas com habilidades específicas, ferramentas, calendários de turno, preparações dependentes da sequência e liberação de material.
- Transparência: um planejador consegue ver por que um trabalho está onde está? Um cronograma que você não consegue explicar não sobrevive à primeira discussão no chão de fábrica.
- Regras de prioridade: você consegue alterar as regras (data de entrega, cliente, economia de preparação) sem a ajuda do fornecedor?
- Ajustes manuais: o planejador consegue mover um trabalho à mão, e o sistema registra isso e revalida o restante? Pergunte o que acontece com o resto do cronograma depois de uma movimentação manual.
- Comportamento de replanejamento: um replanejamento após uma interrupção deve alterar apenas o que precisa mudar. Um cronograma que embaralha tudo a cada vez é inutilizável no chão de fábrica. O Fraunhofer IPA também observa que os planos nunca podem ser executados com exatidão, então você precisa de uma tolerância para desvios entre o real e o planejado.
- Interfaces de dados: como ele recebe pedidos, roteiros e o andamento da produção, e quem mantém essas interfaces?
- Tempo de execução: quanto tempo leva um plano completo com o seu volume de dados? O Fraunhofer IPA menciona que tempos de execução na casa dos minutos tornam questionável um planejamento apenas noturno, mas teste com o seu próprio volume.
- E se? Dá para testar um cenário sem mexer no cronograma em produção?
- Esforço do planejador: quanto tempo leva para manter vivos os dados mestres e as regras?
- Custo ao longo de vários anos: licença, integrações, trabalho com dados mestres, treinamento, atualizações.
O que você deve perguntar a um fornecedor?
Leve essas perguntas para a primeira conversa. Boas respostas são específicas, e respostas vagas também dizem muito.
- Mostre um cronograma construído com os nossos dados, não com a sua planta de exemplo.
- O que acontece quando uma máquina para às 10h? O que muda, e o que não muda?
- Como são tratados os setups dependentes da sequência?
- Quais das nossas regras um planejador pode alterar sozinho?
- Como os ajustes manuais são registrados e revisados?
- Que qualidade de dados vocês precisam de nós, e o que fazem quando eles estão faltando?
- Quem é responsável pela integração com o nosso ERP e com o sistema de chão de fábrica?
- Que dificuldades clientes em processos semelhantes (job shop, produção repetitiva, produção em lotes) costumam enfrentar?
- Podemos exportar nosso modelo, regras e dados se decidirmos sair?
Como vocês testam um APS antes de comprar?
Use um replay. É a forma mais barata de separar marketing de adequação.
- Escolha uma semana real do passado, com um nível normal de problemas.
- Carregue os pedidos, roteiros, calendários e recursos exatamente como estavam no início dessa semana.
- Deixe a ferramenta gerar um cronograma.
- Compare com o que de fato aconteceu e com o cronograma do planejador: pedidos atrasados, número de setups, horas extras, tempo ocioso no gargalo.
- Injete uma interrupção, como uma parada de duas horas no gargalo, e veja o que o replanejamento muda.
- Deixe um planejador usá-la por um dia e anote cada ponto em que ele não confiou ou não entendeu o resultado.
Combine os critérios de sucesso antes de começar. Caso contrário, os resultados vão ser discutidos depois.
Exemplo: um replay com números inventados
Este exemplo é inventado para mostrar como interpretar um replay. Não é um resultado medido.
A semana real do planejador teve 120 pedidos, 14 deles atrasados. O cronograma da ferramenta mostra 9 pedidos atrasados. Um fornecedor pararia aí e chamaria isso de vitória. Uma equipe cuidadosa analisa os cinco pedidos que a ferramenta "salvou". Dois dependiam de uma máquina que, na realidade, ficou parada na maior parte daquela semana, e a ferramenta não sabia disso, porque as paradas não estavam nos dados de entrada. Um dependia de um tempo de roteiro otimista demais. Só dois foram melhorias reais. O resultado honesto é "a ferramenta provavelmente é melhor, e nossos dados têm uma lacuna que devemos fechar". Isso é uma conclusão útil de qualquer forma.
O que uma implantação precisa?
Principalmente dados e responsabilidade, não software.
- Roteiros limpos, tempos de processo, tempos de setup e calendários. Planeje primeiro a limpeza dos dados e defina o cronograma do projeto a partir desse esforço, não a partir do slide de um fornecedor.
- Um responsável nomeado pelos dados mestres e outro pelas regras de programação.
- Comece com uma área, em geral a que está em torno do gargalo. Expanda quando os planejadores confiarem no resultado.
- Retorno do chão de fábrica: quantidades iniciadas, concluídas e refugadas, além das paradas. Sem isso, o cronograma se afasta da realidade em poucos dias.
- Uma revisão semanal da aderência ao cronograma nos primeiros meses. Power BI ou qualquer ferramenta de relatórios pode mostrar o planejado versus o realizado.
Erros comuns
- Comprar funcionalidades, não adequação. Uma longa lista de módulos não ajuda se o seu problema é um único gargalo.
- Pular a verificação do ERP. Seu ERP pode já atender parte da necessidade.
- Confiar nos dados de demonstração. Uma demo com uma planta de exemplo mostra como a ferramenta se comporta em um caso favorável.
- Ignorar os dados mestres. Tempos de roteiro errados produzem cronogramas bem organizados, mas errados.
- Tirar o planejador do processo. O planejador precisa poder ajustar e precisa ver o motivo.
- Responsabilidade indefinida entre APS e MES. Duas listas de ordens levam a duas verdades.
- Esperar um plano perfeito. Planos sempre se desviam. Preveja uma tolerância e uma rotina de replanejamento.
Onde o Polaris se encaixa
Se a sua necessidade é um plano viável com restrições, o iFAKT Polaris é uma opção a considerar. A iFAKT descreve o Polaris como IA mais um gêmeo digital para a produção. Seu módulo Polaris Optimizer transforma um grafo de conhecimento de produto-processo-recurso em um plano de produção executável e otimizado, com base em dados do ERP em tempo real, na disponibilidade de recursos e em restrições como turnos, zonas, habilidades e capacidades. Ele detecta gargalos, prioriza pedidos, analisa o impacto de interrupções e reotimiza o plano. Se a solução se encaixa depende do seu processo e dos seus dados, então aplique primeiro o teste de replay descrito acima em uma área restrita.
Tópicos relacionados para explorar
- Programação de múltiplas unidades. Se as fábricas compartilham recursos ou pedidos, decida se uma equipe ou cada unidade é dona da sua própria programação.
- Alto mix e produção sob encomenda. Roteiros exclusivos e prazos de engenharia alteram o que uma ferramenta de programação precisa lidar.
- Sinais de demanda. A velocidade com que os pedidos dos clientes ou as mudanças chegam à programação determina com que frequência você precisa replanejar.
- Programação e energia. Algumas fábricas querem o custo de energia como insumo da programação. Pergunte se uma ferramenta oferece suporte a isso antes que isso se torne necessário.
Próximo passo
Avaliar software de planejamento e programação avançados fica mais fácil quando você tem um problema descrito por escrito e uma semana passada para reproduzir. Reúna os dados de pedidos, roteiros e calendário de uma semana recente e use-os como caso de teste na sua próxima conversa com fornecedores.