Planejamento e Programação da Produção: MPS, MRP, Capacidade e Como Parar de Ficar Sem os Dois

A hierarquia de planejamento

O planejamento da produção opera em três níveis, cada um com um horizonte de tempo diferente e uma unidade de planejamento distinta.

Planejamento de vendas e operações (S&OP). O processo de nível superior que alinha a demanda de vendas com a capacidade de suprimento em um horizonte de 3 a 18 meses. O S&OP trabalha em unidades agregadas (famílias de produtos, linhas de produção, receita total) e responde: temos capacidade suficiente para atender a demanda esperada? Onde estão as lacunas e como as fecharemos, por meio de adições de capacidade, modelagem de demanda, construção de inventário ou ajustes de compromissos com clientes? Os resultados do S&OP informam o programa mestre de produção.

Programa mestre de produção (MPS). O MPS converte o plano agregado do S&OP em um programa de produção no nível de SKU em um horizonte contínuo de 4 a 12 semanas. Especifica quais produtos acabados serão produzidos, em quais quantidades e em quais semanas. O MPS é o principal impulsionador de todo o planejamento subsequente: requisitos de materiais, carregamento de capacidade, sinais de abastecimento. Um MPS confiável, um que é seguido e não muda constantemente, é a base de uma cadeia de suprimentos estável. Um MPS instável que muda com frequência é uma fonte importante de desperdício de inventário, frete premium e danos aos relacionamentos com fornecedores.

Planejamento de requisitos de materiais (MRP). O MRP toma o MPS como entrada e calcula os requisitos de materiais, quais componentes, matérias-primas e subconjuntos são necessários, em quais quantidades e quando, ao explodir a lista de materiais (BOM) contra o programa de produção planejado e neteando contra o inventário existente e pedidos de compra abertos. Os resultados do MRP são pedidos de compra planejados (o que comprar) e ordens de produção planejadas (o que fabricar) com datas de vencimento derivadas do programa do MPS e dos prazos de entrega de fornecedores e fabricação.

O programa mestre de produção na prática

Uma entrada do MPS para um SKU e uma semana específicos contém três números: requisito bruto (quanta demanda deve ser satisfeita), recebimentos programados (o que já está em andamento, em produção ou em trânsito de fornecedores) e estoque projetado em mãos. O motor de planejamento calcula se o estoque projetado em mãos cairá abaixo da meta de estoque de segurança e, se sim, gera uma ordem de produção planejada para cobrir o déficit.

Estoque projetado = Estoque do período anterior + Recebimentos programados − Requisitos brutos

Quando o estoque projetado em mãos cai abaixo da meta de estoque de segurança em qualquer ponto do horizonte de planejamento, uma ordem planejada é gerada para o período deslocado para trás a partir da data de necessidade pelo prazo de produção. Se o prazo de produção de um produto é de 3 semanas e o estoque vai acabar na semana 8, a ordem planejada deve começar na semana 5.

A cerca de tempo é um conceito chave do MPS: a porção do horizonte de planejamento próxima à data atual durante a qual o programa deve ser congelado contra mudanças geradas pelo sistema. Dentro da cerca de tempo, apenas mudanças manuais são feitas, o replanejamento automático dentro desta janela desestabilizaria o trabalho em andamento e perturbaria o material que já foi comprometido. A cerca de tempo é normalmente estabelecida em ou ligeiramente dentro do prazo de fabricação cumulativo.

MRP: a lógica e as limitações

O MRP começa com o MPS e trabalha de volta pela BOM, nível por nível. Para cada componente em cada nível, calcula: quantos são necessários (requisito bruto), quantos já estão disponíveis (estoque em mãos) ou esperados (recebimentos programados) e, portanto, quantos devem ser adquiridos ou fabricados (requisito líquido). O requisito líquido é então deslocado de volta no tempo pelo prazo de entrega para gerar uma ordem planejada com a data de vencimento correta.

O MRP assume capacidade infinita, planeja com base no que precisa acontecer sem verificar se a capacidade de produção disponível é suficiente para executar. Esta é a limitação mais significativa do MRP: o plano do MRP pode ser fisicamente impossível de executar se a capacidade for insuficiente. O planejamento de requisitos de capacidade (CRP) é o processo complementar que aplica o plano do MRP às capacidades dos centros de trabalho para identificar sobrecargas. Quando sobrecargas são encontradas, o MPS deve ser ajustado, antecipando pedidos, adiando-os, adicionando capacidade ou renegociando datas de entrega com clientes.

O MRP também assume que os prazos de entrega são fixos. Na prática, os prazos de produção variam com a carga do chão de fábrica, um centro de trabalho operando a 95 por cento da capacidade demora mais para processar um trabalho do que um a 70 por cento. Este ciclo de feedback entre carga de capacidade e prazo de entrega é o desafio central na programação do chão de fábrica.

Planejamento de capacidade: grosseiro e detalhado

O planejamento de capacidade tem dois níveis correspondentes à hierarquia de planejamento.

Planejamento de capacidade de corte grosseiro (RCCP) opera no nível do MPS e responde se o MPS proposto é viável antes que o MRP seja executado. O RCCP usa um modelo de capacidade simplificado, recursos-chave (máquinas gargalo, habilidades críticas) e sua carga por unidade de produção, para verificar rapidamente se o MPS sobrecarrega algum recurso crítico. Se sim, o MPS é ajustado antes de executar o MRP, evitando o trabalho de planejar requisitos de materiais contra um programa que não pode ser executado fisicamente.

O planejamento de requisitos de capacidade (CRP) opera no nível do MRP e fornece uma análise detalhada de carga por centro de trabalho para cada período de tempo. O CRP identifica onde as ordens planejadas criam sobrecargas de capacidade e onde há capacidade ociosa disponível. Os planejadores usam o CRP para reprogramar ordens, autorizar horas extras ou turnos adicionais, ou terceirizar trabalho para processadores externos.

O centro de trabalho gargalo é o recurso limitante, aquele cuja capacidade restringe o rendimento total do sistema. O framework da Teoria das Restrições (TOC) argumenta que as decisões de programação devem ser ancoradas no gargalo: o gargalo nunca deve estar ocioso e o programa de todos os outros recursos deve ser subordinado ao programa do gargalo. Recursos não gargalo operando com máxima eficiência, mas produzindo mais rápido do que o gargalo pode absorver, simplesmente criam inventário de trabalho em andamento em vez de rendimento.

Dimensionamento de lotes no planejamento da produção

O MRP gera requisitos líquidos no nível do componente, mas as ordens de produção e compra reais são feitas em quantidades que refletem regras de dimensionamento de lotes. A decisão de dimensionamento de lotes equilibra custo de setup e custo de manutenção, exatamente como o modelo EOQ faz para itens comprados.

Lote a lote (L4L): produzir exatamente o que é necessário a cada período. Minimiza o inventário, mas pode resultar em muitas corridas de produção pequenas com alto custo de setup se os setups forem caros.

Quantidade de pedido fixa: sempre produzir em uma quantidade estabelecida (similar ao EOQ para fabricação). Equilibra custo de setup e custo de manutenção em um horizonte de planejamento.

Quantidade de pedido por período (POQ): produzir o suficiente para cobrir um número fixo de períodos de demanda. Reduz a frequência de setups mantendo os tamanhos de lote responsivos aos padrões reais de demanda.

O artigo sobre EOQ cobre o equilíbrio em detalhes. Para a fabricação, o equivalente do custo de pedido é o custo de setup, o custo de uma troca entre produtos. Quando os tempos de setup são longos e custosos, os tamanhos de lote devem ser maiores. Quando os setups são curtos (como no SMED, troca de ferramenta em um minuto, prática de manufatura enxuta), lotes menores e corridas de produção mais frequentes se tornam econômicos.

A conexão com a política de inventário

O planejamento da produção determina diretamente os níveis de inventário de produtos acabados. Um plano que produz em grandes lotes para amortizar o custo de setup cria alto estoque de ciclo. Um plano com longos prazos de produção cria altos requisitos de estoque de segurança. Um plano que muda frequentemente perturba os cronogramas de entrega dos fornecedores e aumenta o risco de escassez de componentes, o que por sua vez força aumentos de estoque de segurança a montante.

As entradas da calculadora de estoque de segurança, prazo de entrega, variabilidade do prazo, variabilidade da demanda, são todas influenciadas pelas decisões de planejamento. Reduzir o prazo de produção (reduzindo tamanhos de lotes, reduzindo o trabalho em andamento ou melhorando a estabilidade do programa) reduz diretamente o estoque de segurança necessário no nível de produtos acabados. Consulte a Calculadora de Estoque de Segurança para quantificar o impacto do inventário das mudanças no prazo de entrega.

A estabilidade do programa é uma entrada particularmente subestimada. Um MPS congelado que raramente muda permite aos fornecedores entregar em cronogramas previsíveis, reduz os custos de expedição e mantém os requisitos de estoque de segurança mais baixos do que um programa volátil que obriga os fornecedores a construírem seus próprios buffers.

S&OP: alinhando demanda e suprimento no nível executivo

O S&OP é o processo de governança que impede que a hierarquia de planejamento se fragmente sob pressões funcionais concorrentes. Sem o S&OP, as vendas se comprometem com os clientes com base em previsões otimistas, as operações planejam a produção com base em previsões conservadoras e as finanças planejam a receita com base em um terceiro conjunto de números. As lacunas entre esses planos criam surpresas de inventário, falhas no serviço ao cliente e metas financeiras perdidas.

Um processo S&OP funcionando produz um único plano acordado, um conjunto de números de demanda, um plano de produção, uma projeção de inventário, revisado e aprovado pela alta liderança em uma cadência mensal. O processo S&OP de cinco etapas: coleta de dados (reais vs. plano), revisão de demanda (previsão de vendas com premissas), revisão de suprimento (viabilidade de capacidade e material), reconciliação pré-S&OP de lacunas e reunião executiva de decisões de S&OP.

Erros comuns

• Executar MRP sem primeiro validar a viabilidade do MPS. O MRP executado contra um MPS inviável produz pedidos de compra e ordens de produção que não podem ser executados no prazo. As restrições de capacidade em um centro de trabalho gargalo se tornam escassez de componentes quando o trabalho planejado é atrasado. Execute o planejamento de capacidade de corte grosseiro antes do MRP para garantir que o MPS seja alcançável antes de comprometer o plano posterior.
• Tratar os resultados do MRP como um programa firme. O MRP produz ordens planejadas, não compromissos firmes. Os planejadores devem revisar, filtrar e liberar os resultados do MRP em vez de converter automaticamente cada ordem planejada em um pedido de compra ou ordem de produção firme. Uma ordem planejada dentro da cerca de tempo de planejamento que conflita com um compromisso firme deve ser resolvida manualmente.
• Ignorar o gargalo nas decisões de programação. Um programa detalhado que maximiza a eficiência em cada centro de trabalho de forma independente sobrecarregará o gargalo e subutilizará outros recursos. Programe primeiro para o gargalo, depois subordine o restante do programa para mantê-lo alimentado e produzindo.
• Definir estoque de segurança sem considerar a variabilidade do planejamento. Os cálculos de estoque de segurança (veja a Calculadora de Estoque de Segurança) assumem uma distribuição de variabilidade do prazo de entrega e da demanda. Se o processo de planejamento introduz variabilidade adicional, por meio de mudanças frequentes do MPS, precisão não confiável da BOM ou baixa aderência ao programa, o estoque de segurança calculado a partir de dados históricos de demanda e prazo será insuficiente.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre MPS e MRP?

O programa mestre de produção (MPS) é um plano de produção de produtos acabados no nível de SKU em um horizonte contínuo, especifica o que será produzido, em quais quantidades e em quais períodos. O planejamento de requisitos de materiais (MRP) toma o MPS como entrada e calcula os requisitos de componentes, matérias-primas e subconjuntos necessários para executar o MPS, neteando contra o inventário existente e pedidos abertos para gerar pedidos de compra e ordens de produção planejadas. O MPS planeja o que produzir; o MRP planeja o que comprar e fabricar para apoiar esse plano de produção.

O que é uma cerca de tempo de planejamento no MRP?

Uma cerca de tempo de planejamento é a porção do horizonte de planejamento do MPS mais próxima à data atual durante a qual o sistema não tem permissão para fazer mudanças automáticas no programa. Dentro da cerca de tempo, as mudanças nas ordens planejadas requerem intervenção manual de um planejador. Isso impede que o MRP reprograme automaticamente o trabalho em andamento e o material comprometido em resposta a flutuações de demanda que ocorrem depois que a produção já foi iniciada. A cerca de tempo é normalmente estabelecida em ou ligeiramente dentro do prazo de fabricação cumulativo do produto.

O que é planejamento de capacidade de corte grosseiro (RCCP)?

O planejamento de capacidade de corte grosseiro (RCCP) é uma verificação de viabilidade de alto nível aplicada ao MPS antes que o MRP seja executado. Ele usa um modelo simplificado de recursos-chave (máquinas gargalo, habilidades críticas, espaço de armazém) e sua carga por unidade de produção planejada para verificar rapidamente se o MPS proposto sobrecarrega algum recurso crítico. Se o RCCP encontrar uma sobrecarga, o MPS é ajustado antes de executar o MRP, evitando o trabalho de planejar requisitos de materiais contra um programa que não pode ser executado fisicamente.

Como o planejamento da produção afeta os níveis de inventário?

O planejamento da produção impulsiona o inventário por três canais. Primeiro, o dimensionamento de lotes: lotes de produção maiores reduzem a frequência de setup mas aumentam o estoque de ciclo médio. Segundo, o prazo de entrega: prazos de produção mais longos requerem mais estoque de segurança no nível de produtos acabados para cobrir a variabilidade durante o período de reabastecimento. Terceiro, a estabilidade do programa: um MPS que muda frequentemente obriga os fornecedores a manter excesso de material e a fábrica a manter excesso de trabalho em andamento para absorver as mudanças de programa, ambos aumentando o custo de inventário.

O que é a Teoria das Restrições e como se aplica à programação?

A Teoria das Restrições (TOC), desenvolvida por Eliyahu Goldratt, sustenta que todo sistema tem pelo menos uma restrição (gargalo) que limita o rendimento total do sistema, e que melhorar as não-restrições não melhora o rendimento do sistema. Na programação, a TOC implica: identificar o recurso gargalo, nunca deixá-lo ocioso (deve sempre ter trabalho na fila) e subordinar todas as outras decisões de programação para manter o gargalo alimentado e fluindo. Recursos não gargalo não devem ser programados para máxima eficiência de forma independente, fazê-lo cria inventário de trabalho em andamento que se acumula na frente do gargalo em vez de aumentar o rendimento.

O que é S&OP e por que importa para o planejamento da produção?

O planejamento de vendas e operações (S&OP) é o processo executivo mensal que alinha o plano de demanda (de vendas e marketing) com o plano de suprimento (de operações e abastecimento) e produz um único plano acordado revisado pela alta liderança. Importa para o planejamento da produção porque sem ele, vendas, operações e finanças operam com números diferentes, diferentes premissas de demanda levam a diferentes decisões de inventário e capacidade, e as lacunas entre planos criam a expedição, desabastecimentos e surpresas de inventário que o planejamento de produção é projetado para prevenir.