As abordagens para melhoria de processos do Lean Thinking e Busines Process Management (BPM) foram concebidas em diferentes momentos da história da gestão da qualidade. A abordagem Lean possibilita melhorar processos sustentados por princípios fundamentais associados à aplicação de técnicas para eliminação de desperdícios. Embora o método possua relevante contribuição para melhoria de processos, seu modelo não avança para domínios de governança e tecnologia. A abordagem BPM agrupa um conjunto de disciplinas para gerenciar o ciclo de vida dos processos desde a fase de identificação até a fase de automatização dos mesmos. Não obstante a promover implicitamente a eliminação dos desperdícios, esta abordagem não utiliza explicitamente os princípios e técnicas do Lean para eliminação dos desperdícios e compreensão dos valores relevantes sob a ótica do cliente. Neste contexto, este trabalho tem o objetivo de apresentar um modelo de integração destas duas abordagens de melhoria de processos e como estas podem se fortalecer mutuamente mediante associação de conceitos, técnicas e ferramentas aplicadas ao ciclo de melhoria de processos e fluxos de informação. O desenvolvimento deste trabalho foi precedido de pesquisa exploratória em periódicos indexados pela CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior), bibliografia especializada e discussões com especialistas na área. Foi possível concluir que a maior parte dos esforços de pesquisa acadêmica envolvendo as abordagens de melhorias de processos do Lean ou BPM trata de aplicações isoladas ou com baixa correlação entre si, sendo que a abordagem Lean constituiu a maior parte dos resultados. Observou-se ainda aplicações semelhantes provenientes da indústria de Tecnologia da Informação com forte associação ou dependência de softwares proprietários para melhoria de processos combinada com automatização de fluxos de informação. O resultado deste trabalho é um modelo de aplicação integrada associando as características da abordagem Lean Office, juntamente com as características contemporâneas da abordagem BPM para melhoria de processos de serviço e fluxos de informação. Ressalta-se, no entanto que o modelo proposto não foi colocado em prática, em situação científica de validação de modelos e por este motivo não é possível concluir com base em uma evidência de aplicação, sobre sua efetividade.

A proposição de um Modelo de Agente Inteligente foi realizada, utilizando da área de pesquisa de algoritmos de Inteligência Artificial, e aplicada na Otimização de Planejamento em Linhas de Produção de Células de Manufatura de software. Em um ambiente de Planejamento e Controle da Produção, um exemplo de Agente Inteligente GQIMP Petri Bayesiano foi (i) algoritmizado, (ii) formalizado, (iii) implementado e (v) integrado em um ciclo de desenvolvimento de sistemas, a partir deste Modelo de Agente Inteligente. No entanto, este Agente precisou ser concebido estruturadamente para um processo da Fábrica por meio das diretrizes de integração, descritas em um Meta-algoritmo. Esta integração entre (i) Modelo, (ii) Agente e (iii) processos de Fábrica foi orquestrada pelo Meta-algoritmo para viabilizar fundamentalmente: (i) atividades metrológicas, (ii) coletas de dados e (iii) geração de indicadores. Com esta integração estabilizada, a obtenção de cálculos de estimativas foi viabilizada para o desempenho dos analistas desenvolvedores nos projetos de software, contendo previsões mais realistas. Como consequência do uso destes indicadores, a identificação da capacidade instalada de produção de código, de uma linguagem de programação específica, foi viabilizada por este Agente, fornecendo informações de desempenho mais precisas e utilizando os dados para realizar correções recursivas, visando a Otimização do Planejamento nos novos projetos de desenvolvimento de software.

O sistema de controle é um componente essencial no ciclo de desenvolvimento de sistemas de automação industrial, sendo a verificação do programa uma etapa essencial. A detecção de erros ainda na fase de projeto é muito importante, pois o custo de correção na fase final de desenvolvimento ou após a implementação do sistema é significativamente mais elevado do que nas fases iniciais do projeto. As células de Manufatura atuais são constituídas de dispositivos mecatrônicos de toda ordem como robôs e sistemas de movimentação controlados por um sistema de controle, usualmente controladores lógicos programáveis (CLP). A maioria das empresas depende de mais de um fornecedor para desenvolvimento de seus projetos e a concepção de uma célula de produção. A falta de todos os componentes restringe os testes do sistema de controle para a etapa final do projeto. Os testes para verificação e a validação de uma célula é o comissionamento, é nessa fase onde é feito os últimos ajustes do programa de controle da sequência. Uma alternativa para a validação do sistema de controle é o comissionamento virtual, onde é possível desenvolver e testar o programa responsável pelo controle de linhas na fase do planejamento, e assim diminuir o tempo de execução do projeto. O comissionamento virtual exige a integração de diferentes tecnologias, a exemplo da programação de CLP (Controlador Lógico Programável), comunicação de dispositivos com o protocolo OPC (OLE for Process Control), a simulação de uma linha de produção, além do projeto de dispositivos e ferramentas que podem ser elaborados por meio de aplicativos CAD (Computer Aided Design). O comissionamento virtual pode avaliar o funcionamento completo de uma linha de montagem, tanto simulando processos em ambiente digital, quanto testando equipamentos e ferramentas reais, integrados num sistema que compartilha os sinais dos sensores e atuadores com a simulação no computador de forma a apresentar os requisitos das tecnologias envolvidas. Nesse cenário este trabalho apresenta uma proposta de um método para aplicação de comissionamento virtual em linhas de produção automatizadas, ou seja, um passo a passo de simulação utilizando o comissionamento virtual (CV) para a antecipação das etapas dos testes do programa supervisório, com aplicação simultânea entre o sistema de controle e os componentes dos modelos computacionais. Para isto, inicialmente, será apresentada uma revisão da literatura sobre temas relativos à comissionamento virtual, na sequência a proposição do método e sua aplicação. E, finalmente, as conclusões sobre o trabalho.

O controle de perdas tem sido apontado como uma das principais estratégias para melhoria do desempenho e para redução de custos de sistemas de produção. Entretanto, apesar de sua importância, este é um tema pouco abordado na literatura sobre gestão da construção, principalmente no que se refere a sistemas de controle da produção. Alguns estudos recentes chamaram a atenção para a existência de uma perda típica do setor, denominada de making-do, a qual pode ser definida como a redução de desempenho do sistema produtivo devido à execução de atividades em condições subótimas. Este tipo de perda ainda tem sido apontada como uma das causas fundamentais de problemas da qualidade, e de outras perdas, tais como retrabalho e trabalho em progresso. Falhas na análise de restrições realizadas no planejamento de médio prazo têm sido apontadas como a principal razão para o surgimento de perdas por making-do, pois na ausência dos requisitos necessários para execução das atividades normalmente as equipes realizam improvisações, que podem afetar o desempenho da produção. O presente trabalho propõe um método de controle integrado produção e qualidade que permita mensurar perdas por making-do e também a ocorrência de pacotes de trabalho informais. Este método está dividido em três módulos: (a) identificação de perdas por making-do; (b) identificação de pacotes informais; e (c) controle integrado produção e qualidade. O desenvolvimento da pesquisa foi dividido nas seguintes etapas: (a) compreensão do problema; (b) estruturação do método; (c) consolidação do método; (d) avaliação dos resultados e proposição do método final. Como principais contribuições do trabalho, além do próprio método proposto, o estudo propõe uma conceitualização de perdas por making-do, retrabalho e falta de terminalidade. Ainda, os resultados demonstram a existência de uma forte relação entre as perdas por making-do, a execução de pacotes informais e o aumento do trabalho em progresso. / Waste control has been pointed out as one of the key strategies for improving the performance and reducing costs of production systems. However, despite its importance, this is a topic poorly discussed in the construction management literature, especially in relation to production control systems. Some recent studies have called the attention for a type of waste that is typical of the construction sector, named making-do, which can be defined as a loss in performance due to the execution of activities in sub-optimal conditions. It has been suggested that this type of waste is one of the root causes of quality failures, and also of other types of waste, such as rework and work in progress. Failures in constraint analysis at the medium term planning level have been pointed out a major cause of makingdo waste, as the crews tend to improvise when faced with the lack of prerequisites for the execution of tasks, which may affect the production performance. This research work proposes a method for integrated production and quality control, which enables the measurement making-do waste and also the occurrence of informal work packages This method is divided into three modules: (a) identification of making-do waste; (b) identification of informal work packages; and (c) integrated and production and quality control. The development of this research work was divided into the following stages: (a) understanding the problem; (b) structuring the method; (c) consolidating the method; (d) evaluation of results and proposition of the final version of the method. As main contributions, besides the integrated control method, this investigation proposes a conceptualization for three categories of waste: making-do, rework, and unfinished work. Moreover, the results indicate that there is a strong relationship making-do waste, the execution of informal packages and the increase of work in progress.

O desempenho dos sistemas de Planejamento e Controle de Produção e dos sistemas de Planejamento e Controle de Chão-de-Fábrica é fortemente dependente da qualidade e confiabilidade dos dados de operação e da rapidez com que estes dados são obtidos para análise e acompanhamento da execução dos planos de produção. O processo de coleta e tratamento destes dados tem sido pouco detalhado nos modelos de referência encontrados na literatura. Este trabalho posicionou a utilização de sistemas supervisórios para a coleta de dados de produção em sistemas de planejamento e controle no ambiente da manufatura discreta, propondo um roteiro de atividades a serem consideradas no desenvolvimento de sistemas de planejamento. / The Production Planning and Control Systems and Shop Floor Control Systems performance are extremely dependent of the quality and reliability of the operational data and readiness in data collection process, in order to provide information to analyse the execution of production plans. The data collection process has been pour detailed in the reference models found in literature. This work locates the supervisory and control data acquisition systems role in the landscape of discrete manufacturing planning systems and proposes a routing of tasks to be considered in developing process of a manufacturing planning system.

Os controles de produção e qualidade executados no canteiro de obras têm sido frequentemente associados a trâmites burocráticos, sendo limitados a tarefas administrativas, em lugar de adicionar valor para os clientes internos e externos. Por esta razão, diversas pesquisas propuseram abordagens e indicadores para a integração entre controles de produção e qualidade. Uma das abordagens apontadas na literatura como promissora consiste no uso de dispositivos móveis, para apoiar a implementação destes controles. Tais dispositivos permitem a gestão de grandes quantidades de informações, evitando retrabalhos e erros derivados da coleta manual no papel e transcrição posterior para dispositivos digitais. Outros esforços têm se focado na integração entre os modelos de processo e produto de forma que a informação possa ser utilizada de forma mais eficaz na fase de construção. Os modelos de processo são necessários para realizar o planejamento e controle da produção, enquanto os modelos do produto são relacionados a representações 2D e 3D das obras e, mais recentemente, a modelos BIM. No entanto, a literatura sobre o uso de tecnologia da informação para implementar sistemas integrados de controle da produção e da qualidade é escassa. O objetivo do presente trabalho consiste em desenvolver um modelo para a integração entre processos gerenciais, representados pelos sistemas de planejamento e controle da produção e de gestão da qualidade, e um modelo BIM do produto, buscando facilitar o acompanhamento da execução da obra, incluindo o desempenho em termos de qualidade e a ocorrência de perdas. Foram desenvolvidos dois estudos empíricos em diferentes empresas construtoras, sendo adotada a abordagem metodológica da design science research. A principal contribuição deste trabalho está relacionada à execução da integração entre os resultados de controles pró-ativos no canteiro e o modelo BIM do empreendimento de forma sistemática. Além disso, o modelo proposto tem a possibilidade de ser adaptado para usos diversos, podendo, assim, incorporar informações correspondentes a outras fases do ciclo de vida dos empreendimentos construtivos. / Production and quality controls undertaken in construction sites have often been associated to bureaucratic procedures, being limited to simple administrative tasks, instead of adding value for internal and external stakeholders. For that reason, some research studies have proposed approaches and indicators for the integration of production and quality controls. One of these approaches pointed out in the literature is the use of mobile devices, to support the implementation of those controls. Those devices allow the management of large information batches, reducing rework and errors derived from manual paper-based data collection and further transcription to digital media. Other efforts have focused on the integration between product and process models so that information can be more effectively used during the construction phase of the project. Process models are necessary for carrying out production planning and control, while product models are concerned with 2D or 3D design, and, most recently, with BIM models. Nonetheless, the literature on the use of information technology for implementing integrated production and quality control is scarce. The aim of this research work is to develop a model for the integration of management processes, composed by production planning, control and quality management processes, and a BIM product model, in order to facilitate the monitoring of project execution, including the performance in terms of quality and the occurrence of waste. Two empirical studies were carried out in different construction companies, using the design science research approach. The main contributions of this investigation are related to the integration between some proactive control results and the BIM model in a systematic way. Furthermore, the proposed model has the possibility to be adapted for diverse uses, such as incorporating information from different phases of the construction project life cycle.

O conhecimento experimentado nas últimas décadas é tão expressivo que nem o professor e tampouco o aluno são capazes de adquiri-lo ou gerenciá-lo nos moldes tradicionais. No ensino superior, um dos problemas a ser resolvido reside na atitude passiva com que os alunos recebem o conhecimento de seus professores. Na sala de aula, a interface professor-aluno é mantida por um planejamento de ensino que privilegia a simples transmissão de conhecimentos. A utilização de algumas tecnologias, onde se destaca o computador, vem permitindo que o processo de ensino-aprendizagem sofra sensíveis transformações. O computador, deixando o estigma de calculadora sofisticada, começa a ser empregado na construção do conhecimento. Procurando discutir essa questão, este trabalho analisa, em termos de recursos, exigências e limitações, como o computador pode contribuir para melhorar o processo de ensino-aprendizagem na educação em engenharia. Conhecimentos resultantes dessa análise foram reunidos na criação de um ambiente de aprendizagem na Web, desenvolvido através do software WebCT e tendo como domínio de aplicação a disciplina SEM-387 "Planejamento e Controle da Produção I", do curso de Engenharia de Produção da EESC-USP. Melhorar o processo de ensino-aprendizagem não é um atributo inerente ao computador, mas uma conseqüência que está vinculada ao modo como ele é utilizado. / The knowledge experienced in the last decades is so expressive that neither the teacher nor the student is capable of acquiring it or managing it in the traditional way. Concerning college education, one of the problems to be solved is the passive attitude the students show when receiving the knowledge from their teachers. In the classroom, the interface teacher-student is maintained by a teaching planning that privileges the simple transmission of knowledge. The use of some technologies, among which the computer stands out, allows that the teaching-learning process suffers noticeable transformations. The computer, getting off the stigma of sophisticated calculator, begins to be used in the construction of the knowledge. Trying to discuss this subject, this work analyzes, in terms of resources, demands and limitations, how computers can contribute to improve the teaching-learning process in engineering education. The resulting knowledge of this analysis was gathered in the creation of a learning environment in the Web, developed through the software WebCT and having as application domain the discipline SEM-387 "Planning and Control of the Production I", which is a discipline of the course of Production Engineering of EESC-USP. Improving the teaching-learning process is not an inherent attribute of the computer, but a consequence that is linked to the way it is used.

Production planning problems are of paramount importance within supply chain planning, supporting decisions on the transformation of raw materials into finished products. Lot sizing in production planning refers to the tactical/operational decisions related to the size and timing of production orders to satisfy a demand. The objectives of lot-sizing problems are generally economical-related, such as saving costs or increasing profits, though other aspects may be taken into account such as quality of the customer service and reduction of inventory levels. Lot-sizing problems are very common in production activities and an efficient planning of such activities gives the company a clear advantage over concurrent organizations. To that end it is required the consideration of realistic features of the industrial environment and product characteristics. By means of mathematical modelling, such considerations are crucial, though their inclusion results in more complex formulations. Although lot-sizing problems are well-known and largely studied, there is a lack of research in some real-world aspects. This thesis addresses two main characteristics at the lot-sizing context: (a) setup crossover; and (b) perishable products. The former allows the setup state of production line to be carried over between consecutive periods, even if the line is not yet ready for processing production orders. The latter characteristic considers that some products have fixed shelf-life and may spoil within the planning horizon, which clearly affects the production planning. Furthermore, two types of perishable products are considered, according to the duration of their lifetime: medium-term and short-term shelf-lives. The latter case is tighter than the former, implying more constrained production plans, even requiring an integration with other supply chain processes such as distribution planning. Research on stronger mathematical formulations and solution approaches for lot-sizing problems provides valuable tools for production planners. This thesis focuses on the development of mixed-integer linear programming (MILP) formulations for the lot-sizing problems considering the aforementioned features. Novel modelling techniques are introduced, such as the proposal of a disaggregated setup variable and the consideration of lot-sizing instead of batching decisions in the joint production and distribution planning problem. These formulations are subjected to computational experiments in state-of-the-art MILP-solvers. However, the inherent complexity of these problems may require problemdriven solution approaches. In this thesis, heuristic, metaheuristic and matheuristic (hybrid exact and heuristic) procedures are proposed. A lagrangean heuristic addresses the capacitated lot-sizing problem with setup carryover and perishable products. A novel dynamic programming procedure is used to achieve the optimal solution of the uncapacitated single-item lot-sizing problem with setup carryover and perishable item. A heuristic, a fix-and-optimize procedure and an adaptive large neighbourhood search approach are proposed for the operational integrated production and distribution planning. Computational results on generated set of instances based on the literature show that the proposed methods yields competitive performances against other literature approaches. / Problemas de planejamento da produção são de suma importância no planejamento da cadeia de suprimentos, dando suporte às decisões da transformação de matérias-primas em produtos acabados. O dimensionamento de lotes em planejamento de produção é definido pelas decisões tático-operacionais relacionadas com o tamanho das ordens de produção e quando fabricá-las para satisfazer a demanda. Os objetivos destes problemas são geralmente de cunho econômico, tais como a redução de custos ou o aumento de lucros, embora outros aspectos possam ser considerados, tais como a qualidade do serviço ao cliente e a redução dos níveis de estoque. Problemas de dimensionamento de lotes são muito comuns em atividades de produção e um planejamento eficaz de tais atividades, estabelece uma clara vantagem à empresa em relação à concorrência. Para este objetivo, é necessária a consideração de características realistas do ambiente industrial e do produto. Para a modelagem matemática do problema, estas considerações são cruciais, embora sua inclusão resulte em formulações mais complexas. Embora os problemas de dimensionamento de lotes sejam bem conhecidos e amplamente estudados, várias características reais importantes não foram estudadas. Esta tese aborda, no contexto de dimensionamento de lotes, duas características muito relevantes: (a) preservação da preparação total e parcial; e (b) produtos perecíveis. A primeira permite que o estado de preparação de uma linha de produção seja mantido entre dois períodos consecutivos, mesmo que a linha de produção ainda não esteja totalmente pronta para o processamento de ordens de produção. A ultima característica determina que alguns produtos tem prazo de validade fixo, menor ou igual do que o horizonte de planejamento, o que afeta o planejamento da produção. Além disso, de acordo com a duração de sua vida útil, foram considerados dois tipos de produtos perecíveis: produtos com tempo de vida de médio e curto prazo. O ultimo caso resulta em um problema mais apertado do que o anterior, o que implica em planos de produção mais restritos. Isto pode exigir uma integração com outros processos da cadeia de suprimentos, tais como o planejamento de distribuição dos produtos acabados. Pesquisas sobre formulações matemáticas mais fortes e abordagens de solução para problemas de dimensionamento de lotes fornecem ferramentas valiosas para os planejadores de produção. O foco da tese reside no desenvolvimento de formulações de programação linear inteiro-mistas (MILP) para os problemas de dimensionamento de lotes, considerando as características mencionadas anteriormente. Novas técnicas de modelagem foram introduzidas, como a proposta de variáveis de preparação desagregadas e a consideração de decisões de dimensionamento de lotes ao invés de decisões de agrupamento de ordens de produção no problema integrado de planejamento de produção e distribuição. Estas formulações foram submetidas a experimentos computacionais em MILP-solvers de ponta. No entanto, a complexidade inerente destes problemas pode exigir abordagens de solução orientadas ao problema. Nesta tese, abordagens heurísticas, metaheurísticas e matheurísticas (híbrido de métodos exatos e heurísticos) foram propostas para os problemas discutidos. Uma heurística lagrangeana aborda o problema de dimensionamento de lotes com restrições de capacidade, preservação da preparação total e produtos perecíveis. Um novo procedimento de programação dinâmica e utilizado para encontrar a solução ótima do problema de dimensionamento de lotes de um único produto perecível, sem restrições de capacidade e preservação da preparação total. Uma heurística, um procedimento x-and-optimize e uma abordagem por buscas adaptativas em grande vizinhanças são propostas para o problema integrado de planejamento de produção e distribuição. Resultados computacionais em conjuntos de instâncias geradas com base na literatura mostram que os métodos propostos obtiveram performances competitivas com relação a outras abordagens da literatura.

Os regulamentos de controle de emissões de exaustão de motores pequenos fora de estrada, recentemente introduzidos nos EUA e na Europa, exigem a realização de ensaios em motores, conhecidos como PLT – Production Line Testing. O presente trabalho apresenta uma sistemática para implantação deste programa de ensaios na linha de produção pelo fabricante. Neste trabalho foi identificada a oportunidade de utilizar métodos complementares para monitoramento e melhoria da qualidade, considerando requisitos do usuário e regulamentos. A sistemática proposta foi aplicada em uma empresa fabricante de motores durante a introdução de uma linha de produção e possibilitou a implantação do PLT com sucesso. O monitoramento da qualidade permitiu a identificação de informações adicionais, como tendências de afastamento do ajuste, que passariam despercebidas pelos métodos exigidos pelos regulamentos, e assim ajudou a prevenir a produção de unidades não-conformes. Finalmente, foi realizada uma otimização baseada em dados de testes compulsórios, que resultou em melhoria da qualidade sem custos adicionais. / Regulations for engine exhaust emissions control, recently introduced in the USA and Europe, demand engine testing, known as PLT – Production Line Testing. The present work suggests a systematic approach for implementation of such a manufacturer production line testing. The opportunity of integrating complementary methods for quality monitoring and improvement, considering both, regulations and user requirements, was identified. The proposed approach was applied for an engine manufacturer during introduction of a production line, allowing a successful implementation of PLT. The complementary quality monitoring allowed the identification of additional information, such as adjustment offset trends, that would have been unnoticed by only applying the methods as demanded by the regulations, and thus helped to prevent production of non-conforming products. An optimization based on data from compulsory tests was performed, resulting in quality improvements at no additional costs.

Submitted by admin tede (tede@pucgoias.edu.br) on 2017-10-09T12:07:31Z No. of bitstreams: 1 Bianca Marcelo Mamede.pdf: 2670645 bytes, checksum: da945ec531f92927e420ca490396ffed (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T12:07:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bianca Marcelo Mamede.pdf: 2670645 bytes, checksum: da945ec531f92927e420ca490396ffed (MD5) Previous issue date: 2017-05-18 / The CONWIP production management method overcomes in productive systems because it eliminates waste and enhances the productive process’ performance. Maketo- stock production systems need to reduce stocks in order to enhance the performance of their productive processes. However, the application of CONWIP is sparse in MTS systems industrial reality. Hence a research has been done, through computational simulations and modelling methodology, with the aim to compare the operational results of a real productive MTS system with the results that a CONWIP method managed system would generate. The CONWIP hás held the demand by reducing the excess production presented by MTS, using 71% less inputs and reducing the processing stocks (WIP) by 85%. Considering the Factory Physics laws, the CONWIP performance was better when compared to MTS for enhancing the resources usage, reducing the processing time variability and eliminating the waste. This work hás contributed to reduce CONWIP performance analysis through computational simulation and modelling studies absence in literature. / O método de gerenciamento da produção CONWIP sobresai em sistemas produtivos jobbing por eliminar desperdícios e aprimorar o desempenho do processo produtivo. Sistemas de produção make-to-stock (MTS) necessitam reduzir estoques de modo a aprimorar o desempenho de seus processos produtivos. Entretanto a aplicação do CONWIP é escassa na realidade industrial de sistemas MTS. Nesse contexto foi realizada uma pesquisa, através da metodologia de modelagem e simulação computacional, com o objetivo de comparar os resultados operacionais de um sistema produtivo MTS real com os resultados que geraria ao ser gerenciado pelo método CONWIP. O CONWIP atendeu a demanda reduzindo a produção em excesso apresentada pelo MTS, utilizando 71% menos insumos e reduzindo o nível de estoques em processo (WIP) em 85%. Considerando as leis da Ciência da Fábrica o desempenho do CONWIP foi melhor, comparado ao MTS por ter aprimorado a utilização dos recursos, reduzido a variabilidade dos tempos de processamento e eliminado desperdícios. Este trabalho contribuiu para diminuir a ausência de estudos na literatura com análises do desempenho do CONWIP através da modelagem e simulação computacional.