O ENSINO DO PCP BASEADO EM PROBLEMAS. Marcos Ricardo Rosa Georges Pontifícia Universidade Católica de Campinas - PDF
O ENSINO DO PCP BASEADO EM PROBLEMAS. Marcos Ricardo Rosa Georges Pontifícia Universidade Católica de Campinas
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Lucca Varejão da Costa
1 O ENSINO DO PCP BASEADO EM PROBLEMAS Marcos Ricardo Rosa Georges Pontifícia Universidade Católica de Campinas Abstract This article presents the results of the adoption of the Problems Based Learning methodology in the education of the Operations Management, in specific case of the Production Planning and Control (PCP). The problems and their resolutions are made in small projected plants for the pupils from the choice of a product and dimensioned to grant a specific demand. The problems to be presented follow the sequence of the stages of MRPII system, way that the pupil, during the development of the course, recognizes the problem in its plant and decides with the application of the boarded techniques during the course. This article presents the stages of the project of these plants and also it presents the sequence of boarded problems and to the end the results observed in classroom are told. Key words: Production Planning and Control, Manufacturing Resource Planning, Problem Based Learning, Operation Management Education. 1. Introdução Este artigo apresenta o resultado na mudança do paradigma no exercício da docência na disciplina de Administração da Produção para o curso de Administração de Empresas, relatando os detalhes desta experiência e a maneira como a disciplina foi planejada e conduzida até o encerramento do semestre letivo. A disciplina de Administração de Produção ocorre em dois semestres, nas versões I e II, mas a experiência desenvolvida se refere somente a segunda versão da disciplina que tem como foco principal o PCP: Planejamento e Controle da Produção. A mudança de paradigma que se citou no primeiro parágrafo diz respeito à adoção da metodologia do Aprendizado Baseado em Problemas ou PBL (Problem Based Learning). A motivação para a adoção de uma nova metodologia de ensino se origina na observação diária da prática do exercício da docência, onde se nota claramente a grande dificuldade que os alunos apresentam. Os motivos destas grandes dificuldades são variados e pode-se citar a falta de vivência em um ambiente de produção ou então a dificuldade em lidar com números e cálculos, mas dentre todas as dificuldades, a pior é a apatia e o desinteresse do aluno. O aluno se sente pouco desafiado e não quer esperar para, só no final do curso, perceber o conjunto da obra e reconhecer a utilidade e onde se aplicar tal conhecimento. Acredita-se aqui, que esta apatia tem origem no tipo de ensino tradicional, que é essencialmente expositivo, e que confere ao aluno um comportamento passivo e reativo. É necessário desafiar o aluno, dar uma nova dinâmica na sala de aula que rompe com transmissão de conhecimento expositiva, o aluno não pode ficar sentado recebendo o conteúdo transmitido pelo professor com pouquíssima interação. Os alunos não têm mais paciência para ficarem sentados, é necessário mais ação em sala de aula. Frente a estas observações optou-se em adotar uma nova abordagem de ensino, que proporcionasse uma atitude não reativa em sala de aula, e que conferisse ao aluno uma
2 posição central na aquisição do seu conhecimento ao invés de ser um mero participante coadjuvante do seu aprendizado. 2. Aprendizado Baseado em Problemas O Aprendizado Baseado em Problemas (Problem Based Learning - PBL) é uma nova concepção de organização curricular que vem sida muito utilizada nos cursos da área da saúde, em especial os cursos de Medicina. Sua idéia central é desenvolver o conteúdo após a apresentação de um problema e conduzir os alunos para, a partir do problema proposto, buscar os referenciais teóricos e então propor solução para o problema. Soares et al.(2001) afirmam que o PBL consiste num enfoque educacional desenvolvido inicialmente na Faculdade de Ciências da Saúde da Universidade de McMaster, no Canadá, como tentativa de superar dificuldades identificadas no ensino de graduação dos estudantes de medicina. Dentre estas, destacavam-se a dificuldade de retenção e aplicação dos conhecimentos adquiridos no período de estudo das ciências básicas e sua aplicação na prática clinica. Conforme Sakai e Lima apud Berbel (1998) fazem a seguinte apresentação sobre o Aprendizado Baseado em Problema: O PBL é o eixo principal do aprendizado teórico do currículo de algumas escolas de Medicina, cuja filosofia pedagógica é o aprendizado centrado no aluno. É baseado no estudo de problemas propostos com a finalidade de fazer com que o aluno estude determinados conteúdos. Embora não constitua a única prática pedagógica, predomina para o aprendizado de conteúdos cognitivos e integração de disciplinas. Esta metodologia é formativa à medida que estimula uma atitude ativa do aluno em busca do conhecimento e não meramente informativa como é o caso da prática pedagógica tradicional. Segundo Anacleto (2007) o Aprendizado Baseado em Problemas destaca o uso de uma situação contextualizada e aplicada para o aprendizado, promove o desenvolvimento da habilidade de trabalhar em grupo, e também estimula o estudo individual, de acordo com os interesses e o ritmo de cada estudante. O aprendizado passa a ser centrado no aluno, que sai do papel de receptor passivo, para o de agente e principal responsável pelo seu aprendizado. Nota-se claramente nos dois parágrafos anteriores a mudança na posição do aluno frente ao aprendizado, saindo da posição de receptor passivo para ser o principal agente do seu aprendizado. Esta ruptura no paradigma pedagógico fornecerá estímulos e desafios que dificultarão a manutenção da postura apática e indiferente dos alunos em sala de aula. No entanto, o PBL é um enfoque pedagógico que direciona o projeto pedagógico de um curso, estando presente em todas as disciplinas e necessita de uma estrutura mais complexa e sofisticada do que a pedagogia tradicional. Enquanto que neste artigo o PBL foi aplicado isoladamente na disciplina de Administração de Produção II, através de uma decisão do docente com o consentimento da direção do curso como uma tentativa de solucionar os problemas encontrados em sala de aula. Neste sentido, o conteúdo da disciplina PCP foi planejado e desenvolvido em torno da apresentação de problemas em um ambiente produtivo. Este planejamento da disciplina e a sua operação são feitos a partir da criação de um cenário uma fábrica projetada a partir de um produto escolhido pelos alunos e dimensionada para atender uma demanda dada pelo professor. Apresentando problemas sobre este cenário que se desenvolve o ensino do PCP. 3. O PCP
3 O PCP é uma palavra formada pelas iniciais de Planejamento, Programação e Controle da Produção. É, essencialmente, um conjunto de metodologias destinadas ao gerenciamento de todo o fluxo de transformação em uma empresa. Manipulando dados, tempo, capacidade, volume, e sendo capaz de planejar e operar o sistema de modo eficiente. São duas as correntes mais conhecidas de sistemas de PCP, a chamada produção empurrada e produção puxada. A produção empurrada é assim dita por ser orientada a previsão, onde se produz antes da demanda real ocorrer, sendo então empurrada. A produção puxada é assim dita pelo fato de somente após a demanda real ocorrer é que se inicia a produção, sendo então puxada pela demanda. Os sistemas de produção puxada são baseados nas técnicas industriais japonesas, em especial o Sistema Toyota de Produção e, mais recentemente, a Manufatura Enxuta. Os sistemas de produção empurrada são baseados nos sistemas MRPII. A abordagem adotada no desenvolvimento do PBL na disciplina de Administração da Produção é o MRPII. O MRPII deriva das letras iniciais de Manufacturing Resource Planning, cuja tradução é dada por Planejamento dos Recursos da Manufatura. O II do MRPII denota a segunda geração de um método, cuja primeira geração, o MRP (Material Requirement Planning) que em português é chamado de Planejamento da Requisição de Materiais. O MRP é um método que se destina a planejar, ao longo do tempo, a quantidade e momento que deverá ser efetuadas compras (ou a produção) de todos os itens utilizados para produzir um produto em função da demanda deste produto ao longo de um período futuro de tempo. Em oposição aos métodos usados na época de seu surgimento, o MRP, se mostrava mais adequado para o planejamento da reposição de estoques, como Orlicky (1975) apud Laurindo e Mesquita (2000) os sistemas tradicionais de reposição de estoques, baseados na classificação de Pareto e nos conceitos do lote econômico e ponto de reposição, são inadequados para a administração de estoques no ambiente industrial. A principal razão desta inadequação está na premissa subjacente aos modelos clássicos de demanda estável e constante. Na realidade, a demanda de materiais e componentes na produção intermitente tende a ser bastante irregular por conta da irregularidade do plano mestre de produção e da política de formação de lotes. O modelo MRP, apresentado por Orlicky e outros, permitiria o cálculo das necessidades destes materiais ao longo do tempo e, em decorrência, a redução dos níveis de estoque. O MRP se tornou conhecido após a publicação da obra literária homônima, em 1975, com o apoio da American Production and Inventory Control Society APICS, seu autor é J. A. Orlicky, e então difundiu-se mundialmente nas indústrias e na academia. As informações que o MRP necessita para operar são as estruturas dos produtos (o BOM Bill of Material), a quantidade disponível em estoque de cada dos itens e o planejamento mestre da produção. A essência do MRP é determinar a quantidade a ser comprada e produzida e momento que deve iniciar a compra ou a produção de todos os itens necessários para atender uma demanda do produto final. O demanda líquida do produto final em um dia é dada pela demanda bruta do dia subtraído o estoque disponível projetado deste produto para este mesmo dia. O calculo da demanda líquida dos demais itens é feito através da explosão da demanda na estrutura do produto, onde a demanda líquida de um item acima determina a demanda bruta dos itens abaixo. Com a demanda líquida de um item determina-se a demanda bruta dos itens abaixo (itens filhos) através da multiplicação da demando do item acima (pai) com o número de itens filho necessários para produzir uma unidade do item pai.
4 Este cálculo da necessidade liquida se repete neste nível e novamente se desdobra o calculo da necessidade bruta dos itens do nível abaixo. Repete-se o procedimento até que se chegue ao último nível. A figura 1 a seguir ilustra este conceito de explosão da demanda para o cálculo das quantidades de todos os itens de um produto. Nível 0 MPS Ordens de produção Registro de estoque AA Nível 1 Lista de materiais Ordens de produção Registro de estoque B(2) B(2) C(1) C(1) Nível 2 Lista de materiais Ordens de produção Registro de estoque D(1) D(1) E(3) E(3) Figura 1 - Conceito de explosão da demanda Embora na sua época se mostrasse melhor do que os métodos existentes, o MRP possui diversas limitações para gerar seus planos de produção. As limitações do MRP não são poucas. Na verdade o MRP se restringe ao cálculo da quantidade e do momento que deverão ser feitos os pedidos de compra, ou de produção, dos diversos itens que compõe os produtos em uma empresa. O MRP não considera, em nenhum momento, a capacidade produtiva da empresa, também não fornece nenhuma orientação para a programação que, efetivamente, deverá ser feita sobre os postos de trabalho, assim como não fornece nenhuma orientação na realização do Planejamento Mestre de Produção. Em decorrência destas limitações, em 1981 Oliver Wight publica o livro Manufacturing Resources Planning, MRPII, no qual apresenta a nova geração dos MRP's. O MRPII é um método mais abrangente que o MRP, incorporava a capacidade produtiva e ampliava o escopo de aplicação para o nível tático e para a programação no chão de fábrica. Além de ser mais abrangente, amplia-se também seu escopo, pois antes o MRP destinava-se aos cálculos das quantidades e momentos de produção e compra, e agora o MRPII também determina os recursos da produção necessários para atender a demanda. A figura 2 a seguir mostra o MRPII como um sistema derivado do MRP a partir da agregação de outros módulos que abordam os problemas não tratados no MRP.
5 S&OP Previsão de Demanda MRPII MPS RCCP MRP CRP Compras SFC Figura 2 - O MRPII como evolução do MRP Os módulos S&OP (Sales and Operation Planning) e Previsão de Vendas são destinados a Gestão da Demanda. A Previsão de Vendas é constituído de métodos estatísticos (em geral séries temporais) para gerar uma demanda futura baseando-se no histórico de vendas e o S&OP é destinado ao gerenciamento do ciclo de vida do produto, incluindo promoções, substituições e até mesmo o momento de sua retirada do mercado. Os módulos MPS (Master Production Schedule) e RCCP (Rought-Cut Capacity Planning) são destinados a gerar um plano de produção para os próximos meses para cada família de produto. São planos mais agregados e de médio prazo, mas que são revisados semanalmente. O RCCP trata de modo grosseiro a capacidade instalada e o MPS gera os planos agregados para os próximos meses. O planejamento diário da produção de cada item só é então realizado pelo MRP onde, depois, se verifica a capacidade é no módulo CRP (Capacity Resources Planning). Os módulos RCCP e CRP são destinados a verificar a capacidade instalada, de forma agregada e detalhada, e quando a capacidade é excedida, seja no RCCP ou no CRP, é feito um re-planejamento e a capacidade é novamente verificada. No início esta verificação e o replanejamento eram feitos por tentativa e erro, e só depois que surgiram os métodos capazes de gerar um plano de produção e verificar a capacidade simultaneamente. De posse dos planos gerados pelo MRP inicia-se o processo de Compras e o SFC (Shop Floor Control). O SFC se destina a gerenciar o fluxo das operações nos centros de trabalho definindo prioridades e programando as ordens de produção segundo algum critério predefinido. Também se destina ao controle das ordens programadas para verificar seu andamento e agir caso haja divergências entre o programado e o efetivamente executado. Assim, o desenvolvimento do PCP na disciplina será feito utilizando o MRPII, tal como ilustrado na figura 2, onde a seqüência dos problemas e abordagem da teoria se dará de acordo com a seqüência dos módulos do sistema MRPII aplicados no sistema produtivo construído pelos alunos (os cenários). A partir desta breve exposição do MRPII e de cada um de seus módulos é possível perceber que se trata de um método abrangente e complexo, e que traz muitas dificuldades de entendimento, mas se bem aprendido pelo aluno, este terá condições para atuar na área de produção, seja como analista, coordenador e até gerente de PCP ou de Produção. 4. Preparando os Cenários
6 Neste item será detalhado o processo de construção dos cenários dos alunos. A sala de aula é divida em grupos de, no máximo, cinco alunos e cada grupo elaborará um cenário detalhado o suficiente para se defrontarem com os problemas a serem resolvidos. O cenário consiste na especificação dos recursos necessários a um sistema produtivo para atender uma demanda mensal dada pelo professor. Os recursos são máquinas, equipamentos e mão-de-obra e são especificados a partir do processo de fabricação de um produto e dimensionados para produzir em grande escala. A construção do cenário começa pela escolha do produto. São dadas algumas sugestões, mas nada impede a escolha de outro produto, ao contrário, é encorajado a fazê-lo, desde que o produto tenha algumas características para constituir o cenário mínimo. A lista de produtos é organizada por segmentos tradicionais da indústria, mas são produtos bem mais simples que os frequentemente associados aos segmentos citados. Por exemplo, na indústria automobilística, cujo produto símbolo é o automóvel, as opções de produtos oferecidos são: skate, patinete, patins, carrinho de rolimã. Esta organização permite uma analogia com a produção de seus produtos emblemáticos, enriquecendo a discussão e, ao mesmo tempo, motivando-os para a questão. Os produtos sugeridos estão apresentados na tabela 1 a seguir. Tabela 1 - Sugestão de produtos a serem escolhidos Segmento Industrial Automobilística Têxtil Eletrodoméstico Moveleira Alimentícia Eletrônico Bebidas Produtos Sugeridos Skate, Patins, Patinete, Carrinho Rolimã. Bolsa, Sandália, Boné. Cafeteira, batedeira, liquidificador, garrafa térmica. Criado mudo, cadeira, mesa telefone. Lasanha, bolo, marmitas. Relógio parede, lanterna, abajur. Limonada suíça, milk shake O critério para a sugestão dos produtos é a familiaridade dos alunos com o produto e com as etapas da sua fabricação. É importante que o produto escolhido seja amplamente conhecido por todos os alunos ou que possa ser trazido em aula para discutir detalhes do processo de fabricação para que todos visualizem com clareza a construção da sua estrutura de produto. É desejável que a estrutura do produto tenha, pelo menos, cinco níveis e uma dúzia de itens ou componentes, e que não seja necessário à desmontagem completa do produto para obter este resultado. Não é aconselhável a desmontagem de motores elétricos, de placas de circuito interno e de engrenagens mais internas de um dispositivo mecânico. Organizados em grupos e de posse de um produto o passo seguinte é construir a estrutura do produto e, a partir da estrutura do produto, é feito o roteiro de fabricação, especificando as etapas do processo de fabricação, como: máquinas, tempo, ferramentas e mão-de-obra. Com a estrutura do produto e o roteiro de fabricação é dada uma demanda mensal e finaliza-se a construção do cenário com o dimensionado destes recursos para atender a demanda dada.
7 Para orientar os alunos na construção de seus cenários são desenvolvidos dois exemplos: uma caipirinha e um. Divididos e organizados em grupos, cada grupo é encarregado na elaboração da descrição do modo de preparo, da lista dos ingredientes e dos instrumentos necessários. Esta tarefa sempre se mostrou de fácil execução pelos alunos. A partir do modo de preparo e da lista de ingredientes é desenvolvida a estrutura do produto, associando os ingredientes às etapas a partir da narração do modo de preparo. A partir da lista de instrumentos e encenando o modo de preparo é elaborado o roteiro de fabricação, associando as etapas aos níveis da estrutura do produto e definindo tempo, máquina e mão-de-obra. A descrição do modo de preparo, a lista dos ingredientes e instrumentos está apresentada na figura 3 a seguir. Brigadeiro Modo de preparo Em uma panela coloque o conteúdo de uma lata de leite condensado, três colheres de chocolate em pó e 1 colher de margarina. Ponha a panela em fogo baixo e, mexendo sempre, cozinhe até atingir o ponto. Despeje o produto em um refratário e resfrie-o em uma geladeira. Abra as forminhas e deseje o chocolate granulado em um refratário. Com uma colher pequena e com as mãos untadas de margarina enrole o, passe-o no granulado e colocando-o na forminha. Ingredientes 1 lata de leite condensado (395g); 3 colheres de chocolate em pó (60g); 2 colheres de margarina (40g); 100g de chocolate granulado; 40 forminhas pequenas. Instrumentos 1 fogão, 1 panela, 1 abridor de latas, 1 colher grande, 1 colher de medida, 1 colher para enrolar, 3 refratários, 1 bancada de trabalho para enrolar e 1 geladeira. Figura 3 - O exemplo do A estrutura do produto está apresentada na figura 4 a seguir. O objetivo principal é identificar as diferentes etapas do processo de fabricação e associa-los as mudanças de nível da estrutura do produto. A especificação da quantidade não é relevante neste momento, visto que já se sabe as quantidades em função da lista de ingredientes. O foco está nas etapas de fabricação, para então, fazer o roteiro de fabricação. BRIGADEIRO ( 40 un.) enrolado chocolate granulado forminha margarina resfriado quente Leite condensado chocolate em pó margarina Lata fechada Figura 4 - Estrutura do Produto do
8 O roteiro de fabricação é feito a partir da estrutura de produto, identificando cada etapa como sendo uma mudança no nível da estrutura e, para cada etapa, especificar a maquina e equipamento, o tempo e a quantidade de mão-de-obra. O roteiro de fabricação gerado para o caso do está exposto na figura 5 seguir. margarina Leite condensado Lata fechada OP 10 enrolado resfriado quente chocolate em pó BRIGADEIRO ( 40 un.) OP 40 OP 30 OP 20 chocolate granulado margarina OP 50 forminha ROTEIRO DE FABRICAÇÃO N OPERAÇÃO MAQUINA/EQUIPAMENTO MÃO-DE- OBRA TEMPO 10 Abrir a lata de leite condensado Abridor 1 pessoa 1 min. 20 Despejar os ingredientes, cozinhar e por no refratário Panela, Fogão, 1 colher, 1 refratário 1 pessoa 15 min. 30 Resfriar 1 refratário e 1 geladeira 0 pessoa 1 horas 40 Enrolar o 1 colher, 2 refratários e 1 bancada 1 pessoa 08 min. 50 Granular e enformar 3 refratários e 1 bancada 1 pessoa 12 min. Figura 5 - Roteiro de Fabricação do Brigadeiro De posse do roteiro de fabricação, do modo de preparo e da estrutura do produto passa-se a última etapa da elaboração do cenário: a produção em escala industrial. É dado o desafio aos alunos para produzirem unidades diárias de tendo como referência o ambiente doméstico. Ou seja, com o que se tem em casa é possível atender a demanda, pergunta-se aos alunos. É muito interessante como a fabricação de um produto doméstico pode sair da produção artesanal e ganhar escala industrial. A partir do roteiro de fabricação esta pergunta é respondida, e mais além, são especificados os recursos necessários para atender esta demanda dada. Alguns cálculos simples são feitos de maneira aproximada e sem maiores detalhes fornece os seguintes valores, mostrados na tabela 2 a seguir, para o dimensionamento dos recursos para uma produção diária de unidades (ou 100 receitas por dia). Tabela 2 - Dimensionamento do sistema produtivo Recurso Disponibilidade Para produzir uma Para produzir 100 Receitas por Dia receita receitas Mão-de-obra 8:00 h/d 0:36 h/receita 13,33 receita/dia 7,5 8 Fogão 8:00 h/d 0:15 h/receita/boca 128 receita/dia 0,8 1 Geladeira 8:00 h/d 1:00 h/ 8 receitas 64 receita/dia 1,6 2 Panela 8:00 h/d 0:15 h/receita 32 receita/dia 3,1 4 Abridor 8:00 h/d 0:01 h/receita 480 receita/dia 0,2 1 Colher untar 8:00 h/d 0:08 h/receita 60 receita/dia 1,7 2 Refratário não fixo 8:00 h/d 1:20 h/receita 6 receita/dia 16,7 17 Bancada enrolar 8:00 h/d 0:08 h/receita 60 receita/dia 1,7 2 Bancada enformar 8:00 h/d 0:12 h/receita 40 receita/dia 2,5 3 Por exemplo, um funcionário trabalhando 8 horas/dia é capaz de produzir 13,33 receitas por dia, logo, são necessários oito funcionários para produzir 100 receitas por dia. No caso do fogão cada boca faz uma receita em 15 minutos, como as bocas trabalham em paralelo, o fogão faz 16 receitas por hora, ou 128 receitas por dia. A geladeira tem capacidade para resfriar 8 receitas simultaneamente, como cada receita demora uma hora para resfriar, a
9 geladeira resfria 64 receitas por dia, logo, para produzir 100 receitas são necessárias duas geladeiras. E assim se segue, dimensionando os recursos, mas sem detalhes. O dimensionamento dos refratários é mais complexo, e para efetuar este cálculo dividiram-se os refratários em fixos e não fixos. Os fixos são aqueles que sempre estarão junto a um posto de trabalho, como nas bancadas de enrolar, que sempre haverá um refratário para colocar os s enrolados, e nas bancadas de enformar, que sempre haverá dois refratários fixos, um para o granulado e outro para o enformado. Logo, são necessários 8 refratários fixos. Os refratários não fixos são aqueles se acomodam o produto a ser processado na etapa seguinte, como os refratários que levam o quente até refrigerador e depois para enrolar e por fim para enformar. O dimensionamento dos refratários não fixos é dado pela tabela acima, e é calculado sobre o tempo que o refratário permanece ocupado ao longo das etapas de fabricação (que são 01h20min.), o que exige 17 refratários não fixos. No entanto, o número definitivo da mão-de-obra, dos refratários e dos demais recursos dependerá do leiaute adotado e do nivelamento da linha de produção, sendo freqüente a aumento dos recursos necessários em relação ao cálculo anterior. Para a definição do leiaute é sugerida a utilização da própria estrutura do produto, fazendo uma analogia com o desenho da árvore como primeira aproximação para o leiaute a ser projetado. É interessante notar a passagem da escala artesanal para a escala industrial, pois a medida que a demanda aumenta deixa de ser vantajoso a realização de todas as etapas por um único operador em um único posto de trabalho, passando a ser natural ao alunos, a visualizarão de uma linha de produção, com postos de trabalhos especializados realizando uma única etapa dispostos em serie, tal como ilustra a figura 6 a seguir. Lata fechada OP 10 OP 10 Leite condensa do chocolate em pó margarina quente margarina resfriado OP 20 OP 30 OP 40 OP 20 OP 30 OP 40 enrolado chocolate granulado forminha OP 50 OP 50 BRIGADEIR O ( 40 un.) Figura 6 - Sugestão de leiaute em função da estrutura do produto A seguir na figura 7 é exposto um pequeno leiaute do processo produtivo feito a partir da sugestão da figura 6. A especificação de um leiaute torna evidente muitas das simplificações assumidas, como a não consideração dos tempos de movimentação interna, da necessidade de lavar os refratários e as panelas e da inexistência de perdas nas 8 horas de trabalho diário dos funcionários. Após a definição do leiaute é feito alguns ajustes no número de funcionários e nas máquinas e equipamentos.
10 ABRIDOR FOGÃO GELADEIRAS BANCADAS DE ENROLAR BANCADAS DE ENFORMAR 8 refratários não fixos 2 refratários não fixos e 2 refratários fixos 3 refratários não fixos e 6 refratários fixos 4 Panelas e 4 colheres em uso 4 refratários não fixos Figura 7 - Leiaute do sistema produtivo Por fim a elaboração do cenário exemplo está terminada, dimensionando os recursos necessários para se produzir uma demanda dada de um produto escolhido. Agora os alunos seguem este exemplo e cada grupo deve desenvolver o cenário para o produto que escolheram. É importante ressaltar que a demanda dada para cada grupo são diferentes e dependem do tipo de produto escolhido, em geral, a demanda é dada de modo a atingir um volume que o aluno saia das dimensões domésticas, exigindo a contratação de funcionários e a aquisição de máquinas e equipamentos. Em geral, se o tempo para a produção de uma unidade for muito pequeno e o roteiro de fabricação for simples, como no caso dos s, pede-se uma demanda da ordem de milhares unidades por dia, mas se o produto for demorado para ser fabricado e o roteiro de fabricação for detalhado, então se pede uma demanda da ordem de dezenas de unidades por dia, e para os casos intermediários a demanda é da ordem de centenas de unidades por dia. Com os cenários prontos inicia-se o desenvolvimento da disciplina através da abordagem baseada e problemas. 5. A Dinâmica da Disciplina Baseada em Problemas A dinâmica da disciplina baseada em problemas é dada pela seqüência: apresentação do problema, fundamentação teórica e obtenção da solução. Sempre se inicia um conteúdo programático com a apresentação do problema a ser resolvido, esta é a essência desta abordagem baseada em problema, e acredita-se que conhecer o problema antes de conhecer a ferramenta motiva o aluno para o aprendizado da própria ferramenta. Os problemas apresentados são aqueles que frequentemente assolam as gerencias de produção das indústrias, mas que na sala de aula são transportados para a gerencia do sistema produtivo de cada grupo. Ou seja, cada grupo é o responsável pelo PCP da sua fábrica. Os problemas expostos são extraídos da própria utilização do MRPII, ou seja, divide-se o exercício do MRPII em diversos pequenos problemas que vão dando ritmo a disciplina à medida que são apresentados e conduzem a sua fundamentação teórica e posterior solução. A fundamentação teórica é feita a partir do livro texto e de algumas literaturas complementares informadas no início do semestre letivo, mas é premiado o grupo que busca fontes de informações externa, seja na biblioteca ou internet. Após a fundamentação teórica parte-se para a resolução do problema. Em geral, a resolução é feita por analogia, a partir de um exercício resolvido em sala ou então utilizando um exemplo do livro, mas, em alguns casos, a resolução ocorre sem a necessidade de
11 explicação por parte do professor, os alunos se mostram capazes de ler e entender o tópico e reproduzir o conhecimento adquirido na gestão da sua fábrica, mas estes casos não são freqüentes, sendo que, na maioria das vezes, é o professor que explica o conteúdo. É importante acompanhar de perto do andamento de cada grupo, pois, para que a disciplina possa passar ao próximo problema é necessário que todos os grupos tenham terminado a resolução do problema anterior. A seqüência dos problemas que são apresentados é obtida a partir do MRPII, tal como ilustra a figura 2. A tabela 3 a seguir apresenta esta seqüência com uma pequena descrição do desafio que os alunos deverão resolver no cenário que elaboraram, assim como a tabela apresenta o tópico a ser abordado na fundamentação teórica e o caminho para a resolução do problema. Tabela 3 - Seqüência dos problemas apresentados N Duração Problema Teoria Resolução 1 1 sem. 2 2 sem. 3 1 sem. 4 2 sem. 5 2 sem. 6 1 sem. 7 2 sem. 8 2 sem. 9 1 sem. Como representar o produto de maneira a explicitar os estágios de fabricação e as quantidades necessárias Constituir o cenário do ambiente produtivo onde se fabrica o produto escolhido pelo grupo Gerar uma demanda futura para os próximos meses Planejar os recursos (mãode-obra e máquina) para os próximos meses Planejar a quantidade e o momento de produção/compra de cada item do meu produto Alterações bruscas na demanda (forçar a capacidade) Como determinar a seqüência das operações Como determinar as quantidades e os momentos de fazer compras de itens O que é mais importante para a competitividade e como a produção é afetada Conceito de Árvore de Produto e roteiro de fabricação Leiaute, estudo de capacidade, dimensionamento de recursos Previsão de Vendas (séries temporais) Políticas de acompanhamento da demanda e cálculo da capacidade MRP, conceito de explosão da demanda, programação para traz e gráfico de Gantt MRP ciclo fechado e capacidade finita e infinita Programação, Analise do Fluxo da Fabrica, Teoria das Restrições Sistema de revisão contínua e periódica, lote econômico, estoque de segurança Critérios de desempenho na manufatura e estratégia de operações Fazer a árvore do produto e o roteiro de fabricação para o produto escolhido Definir número de máquinas e operadores em função das operações de fabricação do produto Gerar uma previsão para os próximos seis meses com base nos métodos de previsão e S&OP Fazer o MPS e RCCP em função da previsão e da capacidade instalada. Fazer o MRP para duas semanas do produto Verificar o estouro da capacidade mediante inclusão de pedidos Fazer a programação das operações para dois dias de produção Projetar um sistema de controle de estoque para um item (definir os parâmetros do sistema) Fazer uma análise competitiva do produto O primeiro grande problema é a escolha do produto e a posterior confecção da estrutura do produto e do roteiro de fabricação, depois o segundo problema é o dimensionamento do sistema produtivo para uma dada demanda, tal como apresentados no item anterior. O terceiro problema que os alunos enfrentam é a necessidade de se fazer previsões para planejar os meses futuros. Para cada grupo é fornecido um histórico de vendas com valores próximos ao da demanda padrão usada para construir o cenário, mas este histórico de vendas possui elementos de tendência e sazonalidade além da aleatoriedade comumente encontrada e os alunos são encorajados a resolverem o problema pesquisando as técnicas estatísticas de séries temporais. Feita a projeção da demanda futura, o quarto problema é escolher a melhor maneira de acompanhar a demanda de modo a minimizar os custos. Aqui os alunos são desafiados a tomarem uma de quatro decisões de acompanhamento da demanda: contratar e demitir, pagar
12 horas extras, subcontratação ou fazer estoque. Para este problema são fornecidos custos de contratação, de demissão, de estocagem, da hora extra, da subcontratação e de outros elementos de custo de modo que a decisão seja feita baseada em critérios quantitativos. O quinto problema é determinar as quantidades de matéria-prima e o momento de iniciar cada etapa do processo de fabricação em função do plano de produção gerado no problema anterior. Aqui é feito efetivamente o MRP, determinando o início de cada etapa e calculando as quantidades compradas ou produzidas de cada item, mas sem considerar as restrições de capacidade. O sexto problema inclui a restrição da capacidade no plano gerado pelo MRP, aqui o objetivo é apresentar o MRP de ciclo fechado, testando a viabilidade de um plano gerado e, caso não seja possível, fazer modificações no plano de modo a torná-lo viável. O sétimo problema é destinado a trabalhar as questões de sequenciamento da produção, fornecendo elementos para a programação de n tarefas em m máquinas e também para desenvolver a habilidade de identificar o fluxo de material em transformação dentro do sistema produtivo. Elementos de controle também são trabalhados aqui, como a definição de registros, formulários e ordens de produção. O oitavo problema é relativo aos sistemas de controle de estoque, em particular o sistema de revisão contínua e revisão periódica, fornecendo elementos para a definição dos parâmetros de funcionamento de cada um destes sistemas, tais como: estoque de segurança, ponto de pedido, tamanho do lote, intervalo entre pedidos. E por fim, o nono e último problema é para fazer o aluno revisar os critérios de desempenho em manufatura, identificando os fatores de competitividade que são relevantes para cada produto e como, através das escolhas de arranjo físico, grau de automação e tecnologia de processo, desenvolver um sistema produtivo capaz de responder as exigências de mercado. A figura 8 a seguir ilustra a seqüência dos problemas apresenta segundo a metodologia MRPII. Observa-se claramente a aderência dos problemas apresentados com os módulos a serem executados na metodologia MRPII. Problema 1 Criação do Cenário Problema 2 S&OP Previsão de Demanda Problema 3 MRPII MPS Problema 4 RCCP Problema 5 Problema 6 MRP CRP Compras Problema 7 Problema 8 SFC Problema 9 Análise Competitiva Figura 8 - Seqüência de problemas segundo o MRPII No item a seguir serão apresentados os resultados da aplicação desta nova abordagem de aprendizado o PBL aplicado a uma disciplina de administração de empresas, utilizando a metodologia de construção do cenário e a seqüência de problemas descrita.
13 6. Considerações Finais Foram vários os resultados observados na adoção da metodologia do PBL no ensino do PCP, mas também vários outros desafios ficaram evidentes e necessitam ser superados para se atingir ganhos maiores e efetivos aos alunos. O primeiro grande resultado observado foi a mudança na postura do aluno, reduzindo significativamente o número de alunos que chegam atrasados ou que deixam a aula antes do término, embora não se tenha observado uma redução no número de ausentes. Nas disciplinas foi observado um aumento na participação do aluno, através de questionamentos e das sugestões para se resolver os problemas propostos. É interessante notar que o aluno, de um modo geral, tem uma boa intuição para propor soluções, mas que, na maioria absoluta das vezes, não sabem por onde começar e não tem a habilidade manipular os dados para se chegar a uma solução. Acredita-se que esta característica é fruto de um aprendizado mais de informação do que de informação, pois os alunos parecem já ter ouvido falar sobre todas as técnicas, mas não sabe executar nenhuma delas. Alguns grupos se mostraram muito entusiasmados, fato revelado pelo grande detalhamento do cenário construído, indo muito além do exigido para a disciplina. Nos anos anteriores já foi observados cenários extremamente detalhados e alguns reais para produtos como: sistema de transmissão, uniforme escolar, rótulos e etiquetas, notebooks, pizzas congeladas e refrigerantes. Outros grupos demonstram seu entusiasmo com o primor na resolução dos problemas, desenvolvendo planilhas extremamente organizadas, precisas, com fórmulas elaboradas e com o uso de macros, de fato planilhas muito além do esperado para um aluno de graduação. Também se observou um aumento no uso dos recursos da biblioteca, utilizando outros serviços além do empréstimo de livro como a pesquisa em base de dados digitais, em periódicos eletrônicos e em acervo de teses, mas ainda em pequeno número. Uma observação interessante foi o grande número de visitas técnicas que os próprios alunos organizavam para conhecer indústrias do segmento que escolheram para compor o cenário. De um modo geral, se observou uma melhoria na postura profissional do aluno, parecendo até que o aluno de fato é empregado da fábrica. A exigência na resolução de problemas no prazo de uma ou duas semanas confere um clima de pressão e cobrança constante, muito parecido com o ambiente empresarial, tornando o comportamento do aluno em sala mais parecido com o comportamento no trabalho. No entanto, toda inovação traz consigo desafios a serem superados. Um dos grandes desafios que o professor se depara é garantir que todos os grupos andem juntos no desenvolvimento dos trabalhos, exigindo um acompanhamento atencioso e semanal. Este acompanhamento semanal traz uma carga adicional de trabalho que exige um esforço adicional do professor, visto que não se faz nenhuma modulação da sala em função da adoção da prática do PBL. Nos cursos de medicina, a modulação chega a 15 alunos por professor, enquanto que a realidade no curso de administração onde se deu a experiência é, em média, 70 alunos por sala. A preparação dos problemas exigiu muito tempo nos dois primeiros anos que esta experiência de desenvolveu, mas que agora já não exige tanto, mas a correção dos trabalhos é sempre desgastante e exige muito tempo do docente. Outras dificuldades dizem respeito a própria infra-estrutura da sala de aula, que dificulta a formação de grupos de trabalho quanto estão com 70 alunos, e também não permitem uma encenação do processo de fabricação (o que já foi tentado) para o melhor
14 dimensionamento dos recursos e definição do leiaute. Seria muito interessante desenvolver espaços para a realização de atividades mais lúdicas, como uma fabrica modelo, onde o aluno poderia observar o fluxo de material em transformação e visualizar a quantidade de material, os tempos de operação e a capacidade das máquinas. Embora o aspecto lúdico não possa ser usado em toda a sua plenitude, ele é bem explorado quando os diversos grupos fazem a apresentação de seus produtos e demonstram perante a sala a estrutura do produto e o roteiro de fabricação. Alguns grupos chegaram a imprimir o leiaute em banners com mais de um metro quadrado e traziam para a aula e o usavam como um grande tabuleiro para discutir os problemas de dimensionamento e sequenciamento da produção. De fato tem sido muito gratificante poder experimentar uma nova metodologia de ensino e os resultados obtidos até o momento reforçam o interesse e entusiasmo do presente autor em destinar mais esforço no aperfeiçoamento desta nova abordagem que tem se mostrado como uma alternativa para contornar as dificuldades enfrentadas no exercício da profissão do docente nos dias de hoje. 7. Referências Bibliográficas Anacleto, J.C. Aprendizado Baseado em Problemas, disponível em <http://www.dc.ufscar.br/~junia/index-pbl.htm>, acessado em 25 de janeiro de Berbel, N. A. N. A Problematização e a Aprendizagem Baseada em Problemas: diferentes termos ou diferentes caminhos?.interface Comunicação, Saúde, Educação, v.2, nº 2, Laurindo, F.J.B.; Mesquita, M. A. - Material Requirements Planning: 25 anos de história: uma revisão do passado e prospecção do futuro. Gestão e Produção, São Carlos, v. 7, n. 3, Orlicky, J. - Material Requirements Planning: the new way of life in Production and Inventory Management, McGraw-Hill, Soares, S.M.S.; Serapioni, M. e Caprara, A. A Aprendizagem Baseada em Problema Pós- Graduação a experiência do curso de gestores de sistemas locais de saúde do Ceará. Revista Brasileira de Educação Médica, Rio de Janeiro, v. 25, nº 1, jan/abr de 2001.