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Planejamento de capacidade e de pessoal em fábricas aeroespaciais

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Um planejamento de capacidade em que você pode confiar conecta horas de máquina, pessoal qualificado e turnos à demanda. Um guia para gerentes de fábrica, com um exemplo de dimensionamento de pessoal.

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Um planejamento de capacidade em que você pode confiar precisa cobrir máquinas, pessoal qualificado e turnos ao mesmo tempo, porque uma máquina livre sem operador qualificado não adiciona capacidade. Este artigo é para gerentes de fábrica que planejam capacidade e pessoal para trabalhos de baixo volume e alta complexidade. Você vai entender o que é diferente na indústria aeroespacial, como montar um plano de capacidade, como planejar o pessoal e os turnos e como começar por um centro de trabalho crítico.

Principais pontos

  • Os produtos aeroespaciais são fabricados em baixo volume e com alta complexidade, então um plano de capacidade precisa cobrir pessoal qualificado e turnos, além das horas de máquina.
  • Um plano de capacidade parte de uma previsão de demanda, converte essa previsão em horas por recurso e compara as horas com a capacidade efetiva, e não com o calendário nominal.
  • As competências muitas vezes limitam a capacidade antes das máquinas; o cross-training e o trabalho padronizado criam redundância e reduzem o excesso de pessoal.
  • O planejamento de turnos e as matrizes de competências pertencem ao mesmo plano, porque uma máquina livre sem operador qualificado não adiciona capacidade.
  • Comece por um centro de trabalho crítico: preveja a carga de trabalho, liste as pessoas qualificadas por turno e feche primeiro a maior lacuna.

Planejamento de capacidade aeroespacial: o que o torna diferente?

A McKinsey descreve produtos de baixo volume e alta complexidade como normalmente fabricados em quantidades de 10 a 10.000 unidades por ano. Segundo a consultoria, os custos de mão de obra podem ser significativos porque poucas tarefas podem ser automatizadas, e ela estima cerca de dez anos para zerar a carteira de pedidos das famílias Airbus A320 e Boeing 737. Veja o artigo da McKinsey sobre manufatura de baixo volume e alta complexidade. Ele é de julho de 2024, e os números são estimativas de uma consultoria.

A indústria aeroespacial também tem requisitos rigorosos de qualidade, rastreabilidade e certificação. Por isso, um plano de capacidade em uma fábrica aeroespacial se diferencia em três pontos:

  • As pessoas costumam ser o fator limitante. Competências certificadas e longos tempos de treinamento pesam mais do que a quantidade de máquinas.
  • Os prazos são longos. Uma decisão de contratação ou uma nova máquina leva meses para aparecer no plano, por isso o horizonte da previsão precisa ser longo.
  • A demanda é irregular. Os programas aumentam e diminuem de ritmo, e cada peça tem seu próprio roteiro de fabricação.

Como montar um plano de capacidade para as máquinas?

O planejamento de capacidade na manufatura é um processo de planejamento, não um cálculo feito uma única vez. Um plano de capacidade compara a carga de trabalho com a capacidade atual que de fato pode ser usada, de modo que as necessidades de capacidade da demanda sejam atendidas. As etapas habituais desse processo são:

  1. Preveja a demanda. Use pedidos confirmados para o curto prazo e uma previsão de demanda para o longo prazo, por família de produtos.
  2. Converta a previsão em horas por recurso, usando roteiros, tempos de ciclo e tempos de setup. Isso é o planejamento de capacidade grosseiro (rough-cut).
  3. Calcule a capacidade efetiva. Comece pelas horas disponíveis no calendário e subtraia paradas planejadas, trocas de setup, pausas e perdas típicas. Use esse número utilizável, e não o nominal.
  4. Compare carga de trabalho e capacidade por semana e por recurso. A diferença mostra a sobrecarga e a capacidade ociosa.
  5. Decida o que fazer com as diferenças. Adicione uma equipe, transfira o trabalho para outro recurso, terceirize ou reprograme os prazos de entrega.

Identifique primeiro o gargalo. É o recurso que limita quanto trabalho pode passar pela fábrica e, após uma interrupção, pode passar para outra máquina, uma etapa de inspeção, uma ferramenta ou uma pessoa. Capacidade extra em outro ponto não aumenta a produção.

O planejamento estratégico de capacidade analisa a capacidade futura e as tendências de mercado, enquanto o planejamento operacional de capacidade trata da capacidade existente e da carga semanal. O plano de capacidade mensal ou semanal responde se a carga cabe, e deve sinalizar lacunas de capacidade com antecedência, para que a fábrica atenda à demanda com a capacidade ideal. Para o plano diário, a programação de capacidade finita assume o controle: ela aloca as operações nos calendários reais dos recursos e trata cada máquina, pessoa ou estação como limitada, para que os conflitos entre as ordens fiquem visíveis.

Quais estratégias de planejamento de capacidade funcionam bem com prazos de entrega longos?

Três estratégias comuns de planejamento de capacidade se diferenciam pelo momento. Uma estratégia de antecipação (lead) adiciona capacidade antes da demanda, uma estratégia de atraso (lag) adiciona capacidade somente depois que a demanda é confirmada, e uma estratégia de acompanhamento (match) adiciona capacidade em pequenos incrementos. Com prazos longos para treinamento e equipamentos, uma estratégia puramente de atraso é arriscada, pois a capacidade de produção chega depois que os pedidos já estão atrasados. Já uma estratégia puramente de antecipação imobiliza dinheiro e cria capacidade excedente caso um programa escorregue.

A maioria das fábricas acaba adotando um mix. Adicione capacidade de produção cedo onde os prazos são longos e a demanda é segura, como no caso de treinamentos certificados. Mantenha flexibilidade onde a demanda é incerta, por exemplo com horas extras ou equipes temporárias. Verifique os recursos disponíveis e a disponibilidade de recursos a cada mês. A gestão de recursos e as decisões de planejamento são responsabilidade da equipe de planejamento da produção, que deve ser dona do plano de capacidade, para que a cadeia de suprimentos, as vendas e o RH trabalhem com os mesmos números. Ferramentas de planejamento de capacidade que otimizam a alocação e mostram o efeito de cada opção ajudam na decisão, e alguns indicadores-chave de desempenho, como carga por semana e horas qualificadas por turno, mantêm o plano transparente.

Como você planeja o dimensionamento de pessoal?

A capacidade de uma pessoa não são 37,5 horas por semana. Subtraia ausências, treinamentos, reuniões e o tempo não produtivo, e depois verifique a qualificação.

O artigo da McKinsey de 2023 sobre o aumento da escala na fabricação aeroespacial afirma que o treinamento cruzado de operadores e a padronização do trabalho podem criar redundância e reduzir o excesso de pessoal. Ele descreve uma OEM cuja abordagem baseada em utilização, com melhor agrupamento de lotes e otimização da programação, reduziu o excesso de pessoal em 20 por cento. Esse é o resultado relatado por uma única OEM, e não um benchmark para a sua fábrica. Veja o artigo da McKinsey sobre o aumento da escala na fabricação complexa.

A estrutura etária também importa. O artigo de julho de 2024 afirma que cerca de um terço dos funcionários nos setores aeroespacial e de defesa tem 55 anos ou mais. Um artigo de fornecedor, escrito pelo CEO de uma empresa de software de execução de manufatura, acrescenta que grande parte do conhecimento de processo não é documentada e que funções rígidas e estruturas de pessoal fixas criam gargalos quando as pessoas não estão disponíveis. Ele cita uma rotatividade média de cerca de 13 por cento entre as empresas associadas à Aerospace Industries Association, contra uma média nacional de 3,8 por cento. Veja o artigo da iBase-t sobre a lacuna de mão de obra. Como foi escrito por um fornecedor de software, leia os números com cuidado.

O que isso significa para o seu plano de pessoal:

  • Mantenha uma matriz de habilidades que mostre quem é qualificado para cada operação e quem está em treinamento.
  • Planeje com base no efetivo qualificado por turno, e não no efetivo total.
  • Faça treinamento cruzado primeiro nas operações críticas.
  • Documente o conhecimento dos operadores experientes em instruções de trabalho antes que eles deixem a empresa.
  • Use dados em tempo real sobre ausências e progresso para alocar pessoas, e otimize o plano priorizando primeiro as habilidades escassas.

Como os planos de turno e as habilidades se encaixam?

Um plano de turnos define quando as pessoas trabalham. Uma matriz de habilidades define o que elas são capazes de fazer. Os dois precisam entrar no mesmo plano de capacidade, porque a produção de um turno é limitada pela qualificação mais escassa nele.

A McKinsey sugere que equipes autônomas e multifuncionais podem definir prioridades e alocar recursos, e que horários flexíveis podem ajudar na retenção. Para períodos de aumento de demanda, ela menciona horas extras seletivas e a movimentação de funcionários entre linhas de produção quando as equipes ficam para trás. Horas extras são uma ferramenta de curto prazo. Se elas se tornam o plano, aumentam os custos e a rotatividade.

Uma abordagem prática para o planejamento de turnos:

  1. Liste as operações que exigem uma pessoa qualificada, e o número dessas pessoas por turno.
  2. Verifique a carga de trabalho por turno em relação às horas qualificadas disponíveis.
  3. Equilibre a alocação. Distribua as habilidades escassas entre as equipes, para que nenhuma fique sem uma delas.
  4. Mantenha uma reserva. Planeje a utilização das pessoas escassas abaixo de 100%, para que uma ausência não pare a linha.
  5. Revise toda semana e atualize o plano de capacidade com as horas reais.

Exemplo: as máquinas bastam, as pessoas não

Este exemplo usa números hipotéticos.

Um centro de trabalho tem 3 máquinas. Ele opera 2 turnos de 7,5 horas em 5 dias. A previsão de demanda exige 160 horas-máquina por semana, e cada máquina em operação precisa de um operador qualificado.

Capacidade das máquinas. 3 × 2 × 7,5 × 5 = 225 horas por semana. Com 85% de tempo utilizável, 225 × 0,85 = 191 horas. As máquinas podem atender 160 horas, com uma carga de 160 ÷ 191 = 84%.

Capacidade da força de trabalho. Apenas 4 operadores são qualificados para essas máquinas. Cada um trabalha 37,5 horas por semana, e 80% desse tempo é produtivo: 37,5 × 0,80 = 30 horas. Assim, 4 × 30 = 120 horas.

Resultado. A demanda de 160 horas está acima da capacidade da força de trabalho, de 120 horas. A diferença é de 40 horas, ou 40 ÷ 30 = 1,33 operador. O limite real são as pessoas, mesmo que as máquinas pareçam suficientes.

Ação. Qualifique mais 2 operadores. Assim, 6 × 30 = 180 horas, e a carga da equipe fica em 160 ÷ 180 = 89%, o que deixa uma pequena reserva para ausências.

Os números são fictícios, mas o efeito é comum. Um plano de capacidade que olha apenas as horas de máquina mostra 84% e conclui que está tudo bem. O plano com pessoas qualificadas mostra 133% (160 ÷ 120) e revela o problema real.

Por onde começar?

  1. Escolha um centro de trabalho crítico com uma limitação de habilidades.
  2. Preveja a carga de trabalho em horas para os próximos três meses, por semana.
  3. Calcule a capacidade utilizável das máquinas e das pessoas qualificadas.
  4. Monte a matriz de habilidades desse centro de trabalho e marque os pontos únicos de falha.
  5. Feche primeiro a maior lacuna. Qualifique mais pessoas, redistribua o trabalho ou ajuste o plano das equipes.
  6. Teste os cenários antes de se comprometer, por exemplo, um turno extra ou um operador a menos.
  7. Revise o plano toda semana e compare a previsão com as horas reais.

Erros comuns

  • Planejar com horas nominais. O calendário diz 37,5 horas, mas o tempo produtivo é menor.
  • Contar o número de pessoas, e não as qualificações. Dez pessoas sem as habilidades certas não somam capacidade.
  • Usar horas extras como plano. Isso esconde a lacuna e aumenta a rotatividade.
  • Planejar a capacidade uma vez por ano. Os programas mudam mais rápido, então a previsão precisa de atualização regular.
  • Ignorar a perda de conhecimento. Um operador experiente que se aposenta leva consigo o conhecimento não documentado.
  • Esquecer a reserva. Um plano com 100% de utilização das pessoas escassas falha na primeira ausência.

Como o software pode ajudar

Cenários de capacidade, escalonamento e turnos são difíceis de testar em uma planilha. O Polaris Simulator da iFAKT é um módulo do iFAKT Polaris que testa o sistema de produção virtualmente, por exemplo cenários de capacidade, escalonamento e folgas, e revela gargalos antes que as mudanças sejam feitas. Ao comparar ferramentas, pergunte como elas modelam qualificações e turnos, como usam os seus dados reais e com que rapidez você consegue comparar dois cenários.

Próximo passo

Escolha o seu centro de trabalho mais crítico, liste as pessoas qualificadas por turno e compare as horas produtivas delas com a previsão do próximo trimestre. Essa comparação é o ponto de partida para um planejamento de capacidade em que as fábricas do setor aeroespacial podem se apoiar, e mostra em uma tarde se são as máquinas ou as pessoas que limitam a sua produção.

Entities in this article

Polaris Simulator Aerospace Bottleneck (production) Finite capacity scheduling

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