Adriana Chaves Yansen Mestranda da FEC Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da UNICAMP LALT - Laboratório de Aprendizagem em Logística e Transportes.
Paulo Sérgio de Arruda Ignácio Pesquisador Doutor da FEC Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da UNICAMP LALT - Laboratório de Aprendizagem em Logística e Transportes.
Ponto de Entrada Descarga, Separação, Classificação e Inspeção
Movimentar para Estocagem
Área de Estoque Semipermanente
Movimentar para a Área de Separação Área de Separação de Pedidos Movimentar para Docas
Figura 1: Atividades de Movimentação e
Conferir o pedido e classificá-lo
O espaço em armazéns é sempre caro e restritivo. Por este motivo, há necessidade de melhorias continuas para aperfeiçoar a utilização destes espaços (Napolitano 2003). Os cálculos da área necessária em armazéns têm como objetivo definir o espaço para as atividades de recebimento, armazenagem, processamento de pedidos e expedição dos produtos. A Figura 1 ilustra o fluxo de movimentação básico em um armazém.
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Cálculo de docas e baias de recebimento e expedição para projetos logísticos utilizando simulação
Ponto de Saída
Estocagem típicas da distribuição de alimentos. Adaptado (Ballou, 2006)
Ainda de acordo com Napolitano (2003), parte substancial da área de armazenagem se refere às áreas de recebimento, expedição e área de docas. Cálculos inadequados da área refletem em toda a operação podendo causar atraso, ou até mesmo o impedimento, da recepção e expedição de mercadorias. O dimensionamento de operações de recebimento e expedição deve ser feito para o pico de carregamento estimado do período de operação. Além disso, deve contemplar a previsão de crescimento de 5 a 7 anos. O correto entendimento da operação é essencial para o desenho de docas e baias de recebimento.
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É importante conhecer a quantidade e tipos de veículos recebidos ou expedidos (van, truck, carreta, toco etc.), o tempo necessário para carga e descarga dos produtos (giro de docas) e a quantidade de paletes manuseadas rotineiramente na operação (Napolitano 2003). O método mais simples para cálculo de quantidade de docas requeridas em uma instalação baseia-se no giro das docas. Por exemplo: se a empresa espera receber 20 veículos por dia, em um turno de 8 horas e os veículos se mantêm em média 3 horas e meia no armazém, a doca só poder ser usada 2 vezes ao dia.
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Neste caso seriam necessárias 10 docas. O recebimento de cargas a granel requer paletização dos produtos antes da armazenagem, fazendo com que haja necessidade de área maior para esta atividade. Já as operações de cross– docking (local onde a mercadoria não é estocada e sim preparada para o carregamento de entrega) precisam de separação dos produtos para os destinos e consolidação das suas rotas antes da expedição. Nas operações de vendas pela Internet ocorrem muitas devoluções, o que acaba requerendo uma grande área para o recebimento. Assim, o tipo, freqüência, tamanhos, quantidades de embarques por destino e carregamento de veículos (ou descarregamento no caso de operações de recebimento) irão influenciar nos requerimentos das áreas das docas. Os cálculos convencionais de área são feitos sem o auxilio de softwares. A simulação consiste em empregar técnicas matemáticas em computadores com o propósito de imitar um processo ou operação do mundo real. Assim é possível “prever” o que poderá ocorrer ao sistema da maneira como ele está desenhado e quais influências poderão ter caso algum dos parâmetros for alterado. O processo de modelagem e simulação pode ser definido como sendo uma experimentação computacional, onde se podem usar modelos de um sistema real ou idealizado para o estudo de problemas reais complexos, com o objetivo de testar diferentes alternativas operacionais a fim de encontrar e propor as melhores formas de operação que visem a otimização do sistema como um todo. Chin (2005) menciona que a simulação tem por objetivo compreender sistemas reais. Keller et al (1999, apud Chin,2005) propuseram um esquema de criação de modelos, de acordo com a Figura 2. O que é simular. Adaptado (Chin, 2005).
criação de estações de trabalho que prestam serviços a clientes (entidades ou transações) que se movem através do sistema. O movimento pode ser feito pela própria entidade, por transportadores ou correias. Prado (2004) sugere que para se montar um modelo é preciso construir inicialmente o fluxo do sistema a ser simulado, estabelecendo quais são as estações de trabalho (onde a entidade receberá algum “serviço”) e seguindo uma opção de fluxo para a entidade entre as estações de trabalho. Dimensionamento convencional Baseado nas características da operação considerou-se, tanto para a entrada como para a saída, o giro de doca de 2,5 por turno, ou seja, cada doca ficará ocupada por cerca de 3 horas. Utilizando-se o método convencional descrito anteriormente, chegou-se aos seguintes resultados: • Recebimento: 5 docas exclusivas para o processo; • Expedição: 19 docas exclusivas para o processo; Para baias de recebimento e expedição, chegouse aos números abaixo: • Recebimento: 12 linhas com 10 paletes de profundidade exclusivas para o processo; • Expedição: 48 linhas com 10 paletes de profundidade exclusivas para o processo; Para o dimensionamento de docas utilizandose o modelo convencional, foram necessários os seguintes parâmetros, extraídos de uma operação real (Tabela 1). Tabela 1: Dados coletados da operação
Recebimento Número de Pallets
Propósito
Dias de Operação Escopo
Resultado
Abstração
Parâmetros
O mercado apresenta diversos softwares como, por exemplo, ProModel, Simulate, Arena, AutoMod, Simple ++ entre outros. A simulação apresentada neste artigo utilizará o ARENA o qual, segundo Prado (2004), é um software que possui um conjunto de blocos (ou módulos) que são utilizados para uma aplicação real, além de possuir uma interface gráfica para o usuário que pode ser utilizada sem a necessidade do uso de teclado. Este software visualiza o sistema a ser modelado ou constituído a partir da
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Pico [%] - Concentração de volume Dias de Pico - Concentração de volume Turnos de operação
Expedição
19.000
19.000
26
26
100%
60%
26
2
3
3
Com base nestas informações resultantes do cálculo convencional de docas e baias de recebimento e expedição, foi analisado se os recursos eram suficientes para o processo necessário para a operação. Os modelos de simulação considerados para o processo de recebimento foram também utilizados para o processo de expedição que é análogo.
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Dimensionamento por simulação A simulação foi realizada em 3 etapas: 1) chegada e carregamento ou descarregamento de veículos; 2) recebimento, conferência e liberação de produtos unitizados; 3) validação do modelo. Para cada etapa definiu-se os parâmetros Create, Process e Dispose, para configuração do modelo de simulação:. • Assim, com o modelo para simulação para análise de docas, considerou-se para a simulação os seguintes parâmetros:Create: chegada dos veículos considerando a freqüência constante de chegada de veículos no armazém a cada 40 minutos. Esta freqüência foi encontrada através da quantidade diária de veículos recebidos; • Process: descarregamento dos veículos considerando o tempo de descarregamento dos veículos de 90 minutos. • Dispose: entrada em baias de recebimento e expedição. É a representação gráfica que demonstra que o processo foi finalizado. Em outras palavras, a finalização do processo de recebimento se encerra no momento em que o palete entra nas linhas de recebimento.
Após rodar a simulação com os parâmetros já mencionados, e com a duração de 48 horas, ou seja, 2 dias de processo (por ser o tempo permitido pelo software utilizado), chegou-se aos seguintes resultados, obtidos através dos relatórios padrões do ARENA: • Tempo Médio de Fila dos veículos: 36,50 minutos; • Utilização dos recursos: 100% Estes resultados demonstram que os veículos que chegam ao sistema no momento em que todas as docas estão ocupadas, permanecem em média 36,5 minutos esperando em filas.Além disso, todos os recursos utilizados, neste caso as docas, estão sendo ocupadas 100%, ou seja, a entrada de mais veículos ao sistema (seja pelo aumento do volume ou pela mudança do perfil de veículos recebidos) acarretaria em necessidade de mais docas. Por fim, para as condições desenhadas, o modelo convencional atende para o período de processamento utilizado a necessidade real de docas.
A figura 3 ilustra o modelo de simulação utilizado para docas. Para o modelo para simulação de análise de baias de recebimento e expedição (etapa 2), raciocínio semelhante foi elaborado: • Create: chegada de paletes nas linhas de recebimento ou expediçãoconsiderando a freqüência constante de chegada de paletes nas baias a cada 6 minutos; • Process: conferência dos paletes considerando que o tempo de conferência por palete é de 3 minutos; • Dispose: saída para Armazenagem. É a representação gráfica que demonstra que o processo foi finalizado. A finalização do processo de conferência em baias se encerra no momento em que o palete é destinado à área de armazenagem. Após rodar a simulação com os parâmetros já mencionados, e com a duração de 8 horas de processo, che-
gou–se aos seguintes resultados, obtidos nos relatórios padrões do ARENA: • Tempo Médio de Fila dos veículos: 40,50 minutos; • Utilização dos recursos: 100% Estes resultados demonstram que os paletes que chegam ao sistema no momento em que todas as linhas de recebimento e expedição estão ocupadas, permanecem em média 40,5 minutos esperando em filas, ou seja, não podem ser descarregadas do veículo. Os recursos utilizados estão sendo ocupados 100%. Por fim, para as condições desenhadas, o modelo convencional atende para o período de processamento utilizado a necessidade real. A figura 4 demonstra como foi elaborado o modelo para baias de recebimento e expedição (stages).
Validação Para testar a validação do modelo, foram alterados os parâmetros adotados inicialmente a fim de avaliar o comportamento do sistema. Para esta análise foram escolhidos valores 20% superiores aos usados inicialmente. Assim, pode-se observar que o aumento de 118% na utilização dos recursos. Isso significa que, com mais entidades chegando ao sistema, não é possível fazer o atendimento correto, visto que os recursos estão super utilizados. Para o caso de baias, o mesmo conceito foi utilizado, ou seja, aumento – se a chegada de entidades ao sistema em 20%. Neste caso, o aumento de utilização dos recursos foi de 123%. Conclusão Com base nesses resultados apresentados, percebe-se que a simulação aliada ao dimensionamento convencional pode proporcionar resultados mais precisos, pois identifica possíveis gargalos nas quantidades desenhadas. Esta identificação impacta significativamente em custos, pois afeta a área total dimensionada e o nível de serviço para atender a operação. Assim, a simulação é muito útil para verificação de sistemas existentes e não somente para dimensionamento em projetos. Pode-se utilizar a simulação no modelo proposto, para a complementação do método de dimensionamento atual, pois poderá identificar se em algum momento, a quantidade de docas e baias de recebimento e expedição que serão utilizadas estarão sobrecarregadas ou subestimadas. A simulação não é utilizada para o dimensionamento e sim para a verificação do resultado do dimensionamento, pois com esta ferramenta é possível identificar o que poderá ocorrer no sistema caso haja variações nos parâmetros adotados inicialmente, ou seja, o ambiente que está sendo proposto pode ser simulado de maneira a “prever” o que poderá ocorrer. Seu uso é válido pois com estas identificações poderá auxiliar a composição mais exata dos custos, uma vez que a quantidade aquém da ideal de docas e baias irá impactar no bom funcionamento da operação, diminuindo o nível de serviço, pois com menos espaço para descarga e conferência os processos se
tornarão mais lentos. Em contra partida, a quantidade além da necessária para docas e baias fará com que seja cobrada maior área do que o realmente requerido, aumentando o custo total da operação. Embora a simulação seja eficaz em alguns pontos, como no desenho e alterações de cenários que ainda não ocorrem na prática, proporcionando a análise de erros sem que o projeto tenha sido executado, apresenta também alguns aspectos negativos de acordo com os dois modelos construídos. A simulação apresentada neste trabalho contempla um tempo de simulação restrito, menor do que o equivalente a um ano, devido a limitações da versão do software utilizado. Em outros parâmetros com certeza se obterá resultados diferentes. Outro aspecto a ser considerado para o modelo de baias de recebimento e expedição, é que ele não verifica se a profundidade adotada para as baias são realmente as ideais. Especificamente para este estudo, a simulação é valida aliada ao processo convencional usada ou, então, para a análise das operações já existentes no sentido de fazer melhorias de processos. O método de modelo de dimensionamento convencional, portanto, continua sendo recomendado para ser inicialmente utilizado e, após a finalização do dimensionamento, deve ser feito um modelo de simulação para identificar possíveis problemas no desenho do projeto. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
BALLOU, R (2006). Gerenciamento da Cadeia de Suprimentos / Logística Empresarial. Bookman. 5 ed. Porto Alegre. CHIN, S Y (2005). Simulação do Processo de Retirada de Itens em um CDP: Um estudo de Caso em Empresa do Ramo Automotivo. Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo. Escola de Engenharia de São Carlos. KOIDE, A (2006). Método para a Avaliação de Seleção de Softwares de Simulação de Eventos Discretos Aplicados a Analises de Sistemas Logísticos. Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo. Escola Politécnica da Universidade Estadual de São Paulo. NAPOLITANO, M (2003). The time, Space & Cost Guide to Better Warehouse Design. Distribuiton Group. Segunda Edição. PRADO, D (2004). Usando o ARENA em Simulação. INFG Tecnologia e Serviços Ltda. Belo Horizonte, v. 3.
Figura 4: Modelo de simulação para baias de conferência.
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Dimensionamento por simulação A simulação foi realizada em 3 etapas: 1) chegada e carregamento ou descarregamento de veículos; 2) recebimento, conferência e liberação de produtos unitizados; 3) validação do modelo. Para cada etapa definiu-se os parâmetros Create, Process e Dispose, para configuração do modelo de simulação:. • Assim, com o modelo para simulação para análise de docas, considerou-se para a simulação os seguintes parâmetros:Create: chegada dos veículos considerando a freqüência constante de chegada de veículos no armazém a cada 40 minutos. Esta freqüência foi encontrada através da quantidade diária de veículos recebidos; • Process: descarregamento dos veículos considerando o tempo de descarregamento dos veículos de 90 minutos. • Dispose: entrada em baias de recebimento e expedição. É a representação gráfica que demonstra que o processo foi finalizado. Em outras palavras, a finalização do processo de recebimento se encerra no momento em que o palete entra nas linhas de recebimento.
Após rodar a simulação com os parâmetros já mencionados, e com a duração de 48 horas, ou seja, 2 dias de processo (por ser o tempo permitido pelo software utilizado), chegou-se aos seguintes resultados, obtidos através dos relatórios padrões do ARENA: • Tempo Médio de Fila dos veículos: 36,50 minutos; • Utilização dos recursos: 100% Estes resultados demonstram que os veículos que chegam ao sistema no momento em que todas as docas estão ocupadas, permanecem em média 36,5 minutos esperando em filas.Além disso, todos os recursos utilizados, neste caso as docas, estão sendo ocupadas 100%, ou seja, a entrada de mais veículos ao sistema (seja pelo aumento do volume ou pela mudança do perfil de veículos recebidos) acarretaria em necessidade de mais docas. Por fim, para as condições desenhadas, o modelo convencional atende para o período de processamento utilizado a necessidade real de docas.
A figura 3 ilustra o modelo de simulação utilizado para docas. Para o modelo para simulação de análise de baias de recebimento e expedição (etapa 2), raciocínio semelhante foi elaborado: • Create: chegada de paletes nas linhas de recebimento ou expediçãoconsiderando a freqüência constante de chegada de paletes nas baias a cada 6 minutos; • Process: conferência dos paletes considerando que o tempo de conferência por palete é de 3 minutos; • Dispose: saída para Armazenagem. É a representação gráfica que demonstra que o processo foi finalizado. A finalização do processo de conferência em baias se encerra no momento em que o palete é destinado à área de armazenagem. Após rodar a simulação com os parâmetros já mencionados, e com a duração de 8 horas de processo, che-
gou–se aos seguintes resultados, obtidos nos relatórios padrões do ARENA: • Tempo Médio de Fila dos veículos: 40,50 minutos; • Utilização dos recursos: 100% Estes resultados demonstram que os paletes que chegam ao sistema no momento em que todas as linhas de recebimento e expedição estão ocupadas, permanecem em média 40,5 minutos esperando em filas, ou seja, não podem ser descarregadas do veículo. Os recursos utilizados estão sendo ocupados 100%. Por fim, para as condições desenhadas, o modelo convencional atende para o período de processamento utilizado a necessidade real. A figura 4 demonstra como foi elaborado o modelo para baias de recebimento e expedição (stages).
Validação Para testar a validação do modelo, foram alterados os parâmetros adotados inicialmente a fim de avaliar o comportamento do sistema. Para esta análise foram escolhidos valores 20% superiores aos usados inicialmente. Assim, pode-se observar que o aumento de 118% na utilização dos recursos. Isso significa que, com mais entidades chegando ao sistema, não é possível fazer o atendimento correto, visto que os recursos estão super utilizados. Para o caso de baias, o mesmo conceito foi utilizado, ou seja, aumento – se a chegada de entidades ao sistema em 20%. Neste caso, o aumento de utilização dos recursos foi de 123%. Conclusão Com base nesses resultados apresentados, percebe-se que a simulação aliada ao dimensionamento convencional pode proporcionar resultados mais precisos, pois identifica possíveis gargalos nas quantidades desenhadas. Esta identificação impacta significativamente em custos, pois afeta a área total dimensionada e o nível de serviço para atender a operação. Assim, a simulação é muito útil para verificação de sistemas existentes e não somente para dimensionamento em projetos. Pode-se utilizar a simulação no modelo proposto, para a complementação do método de dimensionamento atual, pois poderá identificar se em algum momento, a quantidade de docas e baias de recebimento e expedição que serão utilizadas estarão sobrecarregadas ou subestimadas. A simulação não é utilizada para o dimensionamento e sim para a verificação do resultado do dimensionamento, pois com esta ferramenta é possível identificar o que poderá ocorrer no sistema caso haja variações nos parâmetros adotados inicialmente, ou seja, o ambiente que está sendo proposto pode ser simulado de maneira a “prever” o que poderá ocorrer. Seu uso é válido pois com estas identificações poderá auxiliar a composição mais exata dos custos, uma vez que a quantidade aquém da ideal de docas e baias irá impactar no bom funcionamento da operação, diminuindo o nível de serviço, pois com menos espaço para descarga e conferência os processos se
tornarão mais lentos. Em contra partida, a quantidade além da necessária para docas e baias fará com que seja cobrada maior área do que o realmente requerido, aumentando o custo total da operação. Embora a simulação seja eficaz em alguns pontos, como no desenho e alterações de cenários que ainda não ocorrem na prática, proporcionando a análise de erros sem que o projeto tenha sido executado, apresenta também alguns aspectos negativos de acordo com os dois modelos construídos. A simulação apresentada neste trabalho contempla um tempo de simulação restrito, menor do que o equivalente a um ano, devido a limitações da versão do software utilizado. Em outros parâmetros com certeza se obterá resultados diferentes. Outro aspecto a ser considerado para o modelo de baias de recebimento e expedição, é que ele não verifica se a profundidade adotada para as baias são realmente as ideais. Especificamente para este estudo, a simulação é valida aliada ao processo convencional usada ou, então, para a análise das operações já existentes no sentido de fazer melhorias de processos. O método de modelo de dimensionamento convencional, portanto, continua sendo recomendado para ser inicialmente utilizado e, após a finalização do dimensionamento, deve ser feito um modelo de simulação para identificar possíveis problemas no desenho do projeto. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
BALLOU, R (2006). Gerenciamento da Cadeia de Suprimentos / Logística Empresarial. Bookman. 5 ed. Porto Alegre. CHIN, S Y (2005). Simulação do Processo de Retirada de Itens em um CDP: Um estudo de Caso em Empresa do Ramo Automotivo. Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo. Escola de Engenharia de São Carlos. KOIDE, A (2006). Método para a Avaliação de Seleção de Softwares de Simulação de Eventos Discretos Aplicados a Analises de Sistemas Logísticos. Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo. Escola Politécnica da Universidade Estadual de São Paulo. NAPOLITANO, M (2003). The time, Space & Cost Guide to Better Warehouse Design. Distribuiton Group. Segunda Edição. PRADO, D (2004). Usando o ARENA em Simulação. INFG Tecnologia e Serviços Ltda. Belo Horizonte, v. 3.
Figura 4: Modelo de simulação para baias de conferência.
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