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Case Carrier

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ProModel: a ferramenta estratégica no novo milênio

por Vikrant Trilokelar Springer Carrier Corporation

"...A mudança é uma realidade diária na manufatura atual, e é a similação que irá nos permitir na Carrier a responder rápida e efetivamente a fim de permanecermos competitivos e exceder as expectativas de nossos clientes."

Sobre a empresa

Todas as pessoas envolvidas tem uma opinião sobre os problemas, as restrições e os gargalos dentro de um sistema industrial, assim como também idéias de melhorias que podem aumentar o desempenho deste sistema.

Porém, só a simulação permite a experimentação sobre um modelo, ao invés de no sistema real, o que tem permitido a nós da Carrier examinar objetivamente as mudanças pretendidas ou os novos projetos antes de sua implementação real.

A simulação ajudou o segmento de negócio de refrigeração da Carrier a aumentar a capacidade e o processamento em seu sistema de pintura a seco, dentro de um patamar de investimento mínimo. Após o grupo de engenharia ter analisado manualmente o sistema e determinar a alocação de um grande investimento de capital, o ProModel foi utilizado para provar/contestar as restrições determinadas manualmente, testar idéias para melhoria na condução de processos e, finalmente, selecionar a melhor entre as múltiplas alternativas de projeto industrial usando experimentações do tipo "o que ocorre no caso de".

Isto resultou numa decisão que foi lucrativa para a empresa, com custos drasticamente reduzidos. O modelo válido pode agora ser usado para se testar economicamente: novos equipamentos; políticas operacionais e métodos, antes da implementação e sem se afetar a produção diária.

A Carrier Refrigeration Corporation é uma divisão da Carrier Corporation. Com faturamento anual de aproximadamente US$ 6,9 bilhões, a Carrier Corporation é o maior fabricante mundial de sistemas de aquecimento, ar condicionado, e sistemas e equipamentos de refrigeração. É uma subsidiária da United Technologies Corporation, fornecedora de uma ampla gama de produtos de alta tecnologia e serviços de apoio para as indústrias aeroespaciais e de construção.

Objetivos e escopo

Os métodos tradicionais usados para se analisar as operações de manufatura consistem em otimizar elementos individuais do sistema, em lugar do conjunto inteiro composto de elementos interdependentes. A avaliação subjetiva pode ser freqüentemente enganosa, resultando no uso impróprio dos fundos limitados para investimentos. Nós estamos usando o ProModel para analisar objetivamente e predizer o comportamento de sistemas complexos como as linhas de pintura, o que nos permitiu atingir as seguintes metas:

  1. Melhoria de produtividade
  2. Redução de custos
  3. Justificativa de investimento de capital

Nós enfocamos inicialmente o sistema de pintura, o qual era crítico em vários aspectos:

  1. Contaminação transversal durante as mudanças de cor
  2. Restrições de capacidade as quais forçaram à terceirização
  3. Aumento nos Custos, devido aos problemas acima

O passo inicial em nosso projeto de simulação era enfrentar os múltiplos objetivos que se impunham:

  1. Construir um modelo inicial baseado no sistema existente
  2. Provar / reprovar as restrições de capacidade determinadas subjetivamente.
  3. Capacidade de cura do forno
  4. Prioridades do forno
  5. Velocidade de processo da lavadora
  6. Requisitos de custo operacional
  7. Número de dispositivos de carregamento
  8. Determinar idéias de melhoria de processo
  9. Averiguar a viabilidade de propostas de investimento de capital alternativas antes de sua implementação.
  10. Determinar a solução ótima

O engenheiro responsável pela linha de pintura foi envolvido ao longo de todo o estudo a fim de se conquistar confiança na validação do projeto. O modelo foi construído usando-se o ProModel, tendo sido previamente decidido quais elementos do sistema deveriam ser incluídos para se alcançar as metas desejadas. A fim de reproduzir o sistema real, verificar o modelo de base, e documentar nossas suposições, nós coletamos amostras de tempos reais dos processos durante 5 dias, acerca dos componentes transportados pela linha de pintura. Estes dados foram então usados para comparar o modelo construído da linha de pintura com o sistema real.

Várias horas foram gastas na depuração do modelo, primeiro para se verificar sua autenticidade, e depois para convencer os demais acerca de sua validade ( isto é modelo deve representar com veracidade a linha de pintura real).

O modelo nos habilitou inicialmente a obter sugestões sobre quais variáveis eram críticas para as medidas como produção final atingida e os custos, analisando sua interação e os efeitos no desempenho do sistema. Por exemplo: a engenharia determinou analiticamente que a velocidade crescente do processo da lavadora, a capacidade do forno de cura, e, prioridades nos fornos teriam um efeito positivo e eliminariam os problemas existentes. Porém, o modelo nos habilitou a explorar os efeitos destas mudanças no desempenho do sistema como um todo.

Os resultados obtidos não mostraram nenhuma melhoria para o sistema existente e, em certos cenários, mostraram-se até ser de natureza prejudicial. A animação trouxe vida para o modelo e, aumentando ou diminuindo a velocidade da simulação, nós pudemos investigar por que certos fenômenos aconteceram, além de identificar gargalos existentes, e recomendar ações corretivas.

Resultados e Ganhos

O modelo do sistema apresentou um erro de apenas 0,2% sobre o desempenho do sistema real. A experimentação nos habilitou a determinar, com um alto grau de confiança, que idéias de melhoria de processos resultariam em realmente atingir nossas metas. O modelo foi usado para selecionar a melhor dentre as várias alternativas de projeto industrial, através da variação dos parâmetros do sistema; como velocidade, tempo de processo, capacidade e custo operacional alocado. Finalmente, nós usamos a simulação como uma ferramenta de avaliação para ver quão bem o projeto otimizado selecionado se comportou, através de critérios específicos.

Com o aumento atual da competição global e a necessidade de respostas cada vez mais rápidas, a experimentação do tipo tentativa e erro' com o capital é arriscada. O modelo animado foi uma ferramenta de apresentação poderosa, já de ele nos habilitou a justificar o investimento de capital e a convencer a administração de que as mudanças de projeto propostas tinham sido testadas, validadas, e seria realmente mais lucrativa para a empresa.

A simulação nos evitou que cometêssemos erros custosos, economizando assim dinheiro da companhia. Uma idéia em particular, que melhorava a taxa de processo da lavadora, teria nos custado quase US$ 500.000, levaria oito meses para ser implementada, mas não proporcionaria de fato qualquer benefício. Outra idéia, teria nos custado US$ 10.000, levaria dois meses para ser implementada, mas também não renderia resultados positivos. A tabela abaixo ilustra a economia de custos individuais relacionadas à não implementação daquelas idéias anteriores de melhoria de processos que foram constatadas pelo modelo como sendo economicamente inexeqüíveis.

No futuro

A experimentação nos habilitou a enfocar aquelas áreas do sistema de pintura em que nós poderíamos implementar mudanças que realmente resultariam no sucesso de nossas metas. A solução comprovada pelo modelo de adicionar um forno infravermelho, cuja implementação estamos executando, nos custará cerca de US$ 500.000, levará oito meses para ser concluída, e gerará uma economia estimada em US$ 370.000 anuais. A simulação nos provou ser uma ferramenta necessária, poderosa, e efetiva em termos de custos, a qual ocupará um papel estratégico no novo milênio, especialmente no tocante às instalações industriais. Nós podemos agora experimentar novos processos, equipamentos e idéias sem afetar a produção diária.

Idéias propostas e não implementadas Economias
Modificar a taxa de Processo da lavadora US$500,000
Adicionar uma cabina de pintura US$300,000
Aumentar em aproximadamente 10% os dispositivos de carregamento US$30,000
Mudar as prioridades do forno US$10,000