Estudo sobre a aplicação da tecnologia RFID em sistemas de Kanban eletrônico - PDF
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Geraldo Estrela Tavares
1 Universidade de São Paulo Escola de Engenharia de São Carlos Estudo sobre a aplicação da tecnologia RFID em sistemas de Kanban eletrônico Trabalho de conclusão de curso Gustavo Rasteiro Orientador: Prof. Dr. Antonio Freitas Rentes São Carlos 2009
2 2 GUSTAVO RASTEIRO Estudo sobre a aplicação da tecnologia RFID em sistemas de Kanban eletrônico Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo para a obtenção do título de Engenheiro Mecatrônico Área de concentração: Produção Enxuta Orientador: Prof. Dr. Antonio Freitas Rentes São Carlos 2009
3 3 RESUMO RASTEIRO, G. Estudo sobre a aplicação da tecnologia RFID em sistemas de Kanban eletrônico. (Trabalho de Conclusão de Curso) Escola de Engenharia de São Carlos, USP, 2009, São Carlos, SP, Brasil. Devido ao lento crescimento da economia mundial e à acirrada competição entre os diversos setores, as empresas estão adotando processos de produção que permitam a eliminação dos desperdícios e a redução de estoques. Este trabalho apresenta uma solução que possibilita o monitoramento efetivo do processo produtivo através da utilização de identificadores por rádio freqüência, com o intuito de dar maior agilidade nos processos produtivos e no gerenciamento de materiais. Palavras chaves: Kanban, RFID, Produção enxuta.
4 4 ABSTRACT RASTEIRO, G. Study on the application of RFID technology in electronic Kanban systems. (Trabalho de Conclusão de Curso) Escola de Engenharia de São Carlos, USP, 2009, São Carlos, SP, Brasil. Due to the slow growth of world economy and to the incited competition between the diverse sectors, companies are adopting production processes that allow the elimination of waste and reduce inventory. This paper presents a solution that makes possible the effective monitoring of the production process through the use of radio frequency identifiers in order to give greater flexibility in production processes and materials management. Key words: Kanban, RFID, Lean production.
5 5 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Conceito de obtenção de lucro sob a visão tradicional e da Produção Enxuta Figura 2: Representação de um fluxo de valor (Conceito cliente - fornecedor). Fonte: Bezerra (2008) Figura 3: Categorias de Desperdícios Figura 4: Proporção das atividades que agregam valor (AV) e das que não agregam valor (NAV) nas empresas com enfoque das melhorias na produção enxuta. Fonte: Hines e Taylor (2000) Figura 5: As quatro categorias do Modelo Toyota. Fonte: Liker (2004) Figura 6: Casa da Toyota Figura 7: Algumas figuras para Mapeamento de Fluxo de Valor. Fonte: Rother e Shook (1998) Figura 8: Visão de um sistema empurrado. Fonte: Rother e Shook (1998) Figura 9: O sistema de puxar elimina a necessidade de se programar todas as operações. Fonte: Nazareno, Figura 10 - Empurrar e puxar a produção Figura 11 - Modelo de cartão de produção Figura 12 - Modelo de cartão de retirada Figura 13 - Sistema kanban de um cartão Figura 14 - Sistema kanban de dois cartões Figura 15 - Tela do módulo do Produto Figura 16 - Tela do módulo de Demanda Figura 17 - Tela do módulo de Supermercado Figura 18 - Tela inicial do Módulo de Controle do EPS... 44
6 6 Figura 29 - Estrutura de produto da mini-fábrica Figura 30 - Mapa de fluxo de valor Figura 31 - Layout da mini-fábrica Figura 32 - Mapa de Fluxo de valor com Loops definidos Figura 33 - Mapa de Fluxo de valor com os pontos de leitura Figura 34 - Tela de monitoramento do quadro de matéria-prima Figura 35 - Tela de monitoramento dos produtos Figura 19 - Evolução histórica do RFID Figura 20: Modelo esquemático dos componentes do RFID Figura 21: Foto de um tag Figura 22 -RFID Ativo versus Passivo Figura 23 - Descrição dos componentes da rede EPC (GS1 Brasil, 2005) Figura 24 - Arquitetura da Rede EPC (GS1 Brasil, 2005) Figura 25 - Estrutura do código EPC Figura 36 - Layout com pontos das antenas de RFID Figura 26 - Custos de RFID Figura 27 - Payback por setor Figura 28 - Paybak em empresas... 68
7 7 LISTA DE QUADROS Quadro 1 - Cronograma macro de atividades Quadro 2 - Comparativo RFID x Código de Barras Quadro 3 - Ganhos com utilização de RFID... 69
8 8 LISTA DE SIGLAS AV: Agrega valor TPS: Toyota Production System RFID: Radio Frequency Identification STP: Sistema Toyota de produção LT: Lead time NAV: Não agrega valor JIT: Just in time SMED: Single minute exchange or die MFV: Mapa de fluxo de valor MRP: Material Requirements Planning EPS: Electronic Pull System TPT: Toda parte toda TI: Tecnologia de informação LF: Low frequency HF: High frequency UHF: Ultra high frequency EAS: Electronic article surveillance EPC: Electronic product code ISO: International Organization for Standardization CD: Centro de distribuição SOA: Service oriented to architecture
9 9 ONS: Object name service EAN: European article number WMS: Warehouse management software TMS: Transportation management software
10 10 SUMÁRIO RESUMO... 3 ABSTRACT... 4 LISTA DE FIGURAS... 5 LISTA DE QUADROS... 7 LISTA DE SIGLAS... 8 SUMÁRIO INTRODUÇÃO APRESENTAÇÃO DA PESQUISA OBJETIVOS CONTEXTUALIZAÇÃO E JUSTIFICATIVA CRONOGRAMA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA PRODUÇÃO ENXUTA História da Produção Enxuta Conceito de cliente fornecedor Os sete desperdícios da produção enxuta Atividades que agregam e não agregam valor Princípios da produção enxuta Práticas e Ferramentas Lean Sistemas de Produção Puxados versus Sistemas Empurrados Sistema Kanban (JIT/Lean Production) Origem Características do sistema kanban Regras do kanban... 34
11 Tipos de Kanban Dinâmica do sistema KANBAN ELETRÔNICO Electronic Pull System (EPS) Ilustração do uso do EPS Radio-Frequency Identification (RFID) Visão Geral O que é RFID Etiquetas de RFID (tag) O leitor Componentes do sistema de software Ilustração da utilização do RFID em controle de fluxo de materiais 62 3 Análise Crítica da Literatura RFID x Código de Barras Custos Envolvidos Retorno finaceiro Conclusão BIBLIOGRAFIA... 71
12 12 1 INTRODUÇÃO 1.1 APRESENTAÇÃO DA PESQUISA Este trabalho descreve um estudo realizado no ano de 2009 com o intuito de discutir a utilização da tecnologia de identificadores por rádio freqüência em sistemas Kanban eletrônico. 1.2 OBJETIVOS O objetivo deste trabalho é estudar a aplicabilidade do modelo de planejamento programação e controle da produção por meio de Kanban (Justin-time) de maneira eletrônica, juntamente com a utilização de identificadores por rádio freqüência e analisar os possíveis ganhos. 1.3 CONTEXTUALIZAÇÃO E JUSTIFICATIVA A globalização há algum tempo já é realidade no cenário econômico mundial. Essa realidade fez com que se tornasse possível uma maior competitividade entre as empresas ao redor do mundo. Isto, sem dúvidas, tem gerado grandes benefícios aos países emergentes, especialmente o BRIC (Brasil, Rússia, Índia e China), com grandes economias de exportação, grande mercado interno e cada vez maior presença mundial. Desta maneira as empresas não encaram mais as proximidade física como vantagem competitiva, fazendo com que o real custo de produção se torne o fator determinante para se obter vantagem nos negócios. A partir disto podemos observar que as empresas têm buscado migrar de um paradigma tradicional, onde o aumento do lucro é alcançado através do repasse dos custos de fabricação somado a uma margem de lucro maior, para
13 13 o paradigma da produção enxuta, que o aumento do lucro é alcançado através de uma diminuição dos custos de fabricação. Como mostrado na figura abaixo: Figura 1: Conceito de obtenção de lucro sob a visão tradicional e da Produção Enxuta. Com isso fica claro que a redução dos custos de fabricação deve ser o principal foco a ser seguido pelas empresas. E com base nisto, as empresas vem adotando a metodologia do Sistema Toyota de Produção, que tem suas bases na eliminação constante de desperdícios.
14 14 Alguns dos desperdícios assimilados pela produção enxuta estão intimamente ligados pelo sistema de programação e controle da produção, e para remediar tal mal, dentre outras ferramentas do TPS, tem-se a criação de fluxos contínuos de produção e implementação de sistemas puxados por meio de Kanbans. Em paralelo à concretização do mundo globalizado, temos a constante evolução das tecnologias que vem proporcionando métodos de processamentos mais eficientes. Entre essas tecnologias, temos o RFID (Radio Frequency, Identification), que evoluiu exponencialmente nos últimos anos. Possibilitando a rastreabilidade de objetos com a capacidade de levar em seus códigos informações referentes aos objetos em que estão acoplados. Diante disto surgiu o interesse de analisar qual seria o impacto no sistema de produção enxuta, quando a tecnologia de RFID se aliasse à metodologia de programação e controle da produção do Kanban, e é o que será descrito ao longo deste trabalho. 1.4 CRONOGRAMA A tabela a seguir especifica a seqüência de atividades desenvolvidas na construção deste trabalho e sua distribuição ao longo do tempo.
15 15 Quadro 1 - Cronograma macro de atividades Atividades Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Definição do Problema Revisão Bibliográfica Levantamento de Casos de Aplicação Análise Crítica da literatura e casos Análise Crítica e Conclusões
16 16 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 PRODUÇÃO ENXUTA História da Produção Enxuta A história da Toyota começa em finais do século 19, no momento em que Sakichi Toyoda inventou a primeira máquina de fiar elétrica no Japão, que acabou por revolucionar a indústria têxtil do país. Em Janeiro de 1918, Sakichi fundou a Toyoda Spinning and Weaving Company e, com a ajuda do seu filho, Kiichiro Toyoda, realizou o sonho de uma vida ao fabricar uma máquina de fiar automática, em Dois anos mais tarde, era criada a Toyoda Automatic Loom Works. Tal como o seu pai, Kiichiro tinha um espírito inovador e durante as suas visitas à Europa e aos Estados Unidos nos anos 20 ficou profundamente interessado na indústria automobilística que aí ia dando os primeiros passos. Rentabilizando ao máximo as que Sakichi Toyoda recebeu pela venda dos direitos da patente da sua máquina de fiar automática, Kiichiro estabeleceu as fundações da Toyota Motor Corporation (TMC), a qual foi criada em Conhecida pela fabricação de caminhões durante a Segunda Guerra Mundial, a Toyota concentrou seus esforços em produzir automóveis para consumo em larga escala após a guerra. Nessa época, dizia-se que um trabalhador americano era cerca de dez vezes mais produtivo que um japonês, o que só poderia ser explicado por perdas no modelo de produção oriental. E foi no modelo de produção Norte-Americano que a Toyota buscou se apoiar, entretanto sem resultados. Este fracasso estava intimamente ligado às diferenças das situações econômicas e de mercado consumidor entre oriente e ocidente. A produção japonesa tinha dificuldade para exportar devido a larga escala de produção das empresas ocidentais, e seu mercado interno requeria uma gama de produtos muito diversificada. O que acarretou no fracasso da
17 17 produção em larga escala aplicada na Toyota, que tem como premissas a baixa variedade de produtos e alto volume de produção. No final dos anos 50 foi quando Taiichi Ohno, então engenheiro-chefe da Toyota, despertou para as grandes fontes de desperdício provenientes deste modelo de produção, que possuía uma curva de demanda bem diferente das montadoras ocidentais. Os desperdícios notados eram: níveis de estoque elevados, excesso de retrabalhos e trabalhadores subutilizados focados em atividades repetitivas. A partir de então, Taiichi Ohno iniciou uma nova metodologia de produção, focada na redução dos desperdícios, e assim até a disseminação desses conceitos à suas redes de fornecedores. Mas no ano de 1973 foi quando a Toyota realmente teve seu reconhecimento em relação ao seu método de produção. Com as empresas sofrendo com a crise ocasionada pela alta do petróleo, mais ainda as automobilísticas, a Toyota ganhou visibilidade mundial por não sofrer tanto com os efeitos da crise. Assim o mundo começou a se interessar pelo modelo de gestão da Toyota, levando à criação de uma join venture entre a Toyota e a General Motors, a NUMMI. Mas apenas após o lançamento do livro A Máquina que Mudou o Mundo em 1990, fruto de cinco anos de pesquisas, veio à tona o novo paradigma de produção que melhor vem se adequando aos requisitos modernos de mercado Conceito de cliente fornecedor Segundo Bezerra (2008), para que a metodologia do Sistema Toyota de Produção (STP) seja bem assimilada, deve-se ter o conceito de cliente fornecedor claramente descrito. Por definição o conceito de cliente consiste em: aquele que compra habitualmente de uma pessoa. Fornecedor é aquele que vende ou fornece algo a alguém. Em um ambiente produtivo este conceito pode ser amplamente aplicado a partir do instante em que se deixa de adotar como cliente apenas aquele que compra o produto final da empresa, mas também aqueles processos que recebem um determinado produto (durante uma fase da
18 18 produção) de um processo anterior. Com isso temos dois tipos de clientes: o cliente externo e os clientes internos. Conseqüentemente podemos adotar esta mesma terminologia para os fornecedores, assim temos: fornecedores externos e fornecedores internos. Para melhor entendimento do conceito cliente fornecedor, temos o fluxo representado na figura 2: Figura 2: Representação de um fluxo de valor (Conceito cliente - fornecedor). Fonte: Bezerra (2008). Observa-se acima um fluxo com 4 etapas de processamento. No conceito determinado o fornecedor externo é representado pelo nome Fornecedor que abastece o Processo A. Já o cliente externo é representado por Cliente que é abastecido pelo Processo D. Já nas relações internas temos o Processo A sendo fornecedor interno para o Processo B e, com isso, o Processo B é cliente interno do Processo A. Esta mesma relação pode ser observada entre os processos B e C, e C e D Os sete desperdícios da produção enxuta
19 19 Shingo (1996), afirma que a teoria do STP é sustentada pela eliminação contínua e sistemática das perdas (desperdícios) nos processos produtivos, e assim eliminando os custos desnecessários. Sendo a eliminação dos desperdícios foco principal do STP. Com isso temos os sete desperdícios classificados como (SHINGO, 1996; WOMACK; JONES, 1996; HINES; TAYLOR, 2000): 1. Superprodução: Produzir excessivamente ou cedo demais, resultando em um fluxo pobre de peças e informações ou excesso de inventário. 2. Espera: Longos períodos de ociosidade de pessoas, peças e informação, resultando em um fluxo pobre, bem como em lead times longos. 3. Transporte excessivo: Movimento excessivo de pessoas, informação ou peças resultando em dispêndio desnecessário de capital, tempo e energia. 4. Processos inadequados: Utilização do jogo errado de ferramentas, sistemas ou procedimentos, geralmente quando uma abordagem mais simples pode ser mais efetiva. 5. Inventário desnecessário: Armazenamento excessivo e falta de informação ou produtos, resultando em custos excessivos e baixa performance do serviço prestado ao cliente. 6. Movimentação desnecessária: Desorganização do ambiente de trabalho, resultando em baixa performance dos aspectos ergonômicos e perda freqüente de itens. 7. Produtos defeituosos: Problemas freqüentes nas cartas de processos, problemas de qualidade de produto, ou baixa performance de entrega.
20 20 Figura 3: Categorias de Desperdícios Atividades que agregam e não agregam valor Segundo Hines e Taylor (2000), existem três tipos de atividades que ocorrem nas organizações: 1. Atividades que agregam valor: são atividades que agregam valor ao produto ou serviço aos olhos do consumidor final. Ou seja, atividades pelas quais o cliente estaria disposto a pagar. 2. Atividades desnecessárias e que não agregam valor: são atividades que não agregam valor ao produto ou serviço aos olhos do consumidor final, e que são desnecessárias em qualquer circunstância. Estas atividades são desperdícios e devem ser eliminadas do processo produtivo a curto e médio prazo. 3. Atividades necessárias e que não agregam valor: são atividade que são necessárias, porém não agregam valor aos olhos do consumidor final. São considerados desperdícios difíceis de serem eliminados a curto prazo,
21 21 necessitam de um processo de melhora a longo prazo, a menos que sejam submetidos a um processo de transformação radical. Com isso, os autores afirmam que esses três tipos atividades são encontrados nas seguintes proporções nas empresas de manufatura (figura 3): 5% de atividades que agregam valor; 65% de atividades que não agregam valor; 35% de atividades que não agregam valor, mas são necessárias. Esses dados sugerem a existência de um ambiente propício para a realização de esforços voltados para a redução de desperdício. Figura 4: Proporção das atividades que agregam valor (AV) e das que não agregam valor (NAV) nas empresas com enfoque das melhorias na produção enxuta. Fonte: Hines e Taylor (2000) Princípios da produção enxuta Segundo Womack e Jones (1996), a produção enxuta se apóia em cinco princípios básicos com o objetivo de tornar as empresas mais flexíveis e capazes de responder efetivamente às necessidades dos clientes.
22 22 1. Determinar precisamente o valor por produto específico: é o ponto de partida e deve ser definido segundo as perspectivas dos clientes finais. 2. Identificar a cadeia de valor para cada produto: é o conjunto de todas as atividades para se levar um produto específico a passar pelas tarefas de desenvolvimento, gerenciamento da informação e da transformação física propriamente dita. 3. Fazer o valor fluir sem interrupções: é necessário fazer com que as etapas que criam o valor fluam. Isso exige uma mudança de mentalidade, o produto e suas necessidades devem ser o foco, e não as máquinas e equipamentos. O objetivo é reduzir as atividades que não agregam valor. 4. Deixar que o cliente puxe o valor do produtor: é fazer que os clientes (internos ou externos) precisam no momento certo, permitindo que o produto seja puxado quando necessário, isso minimiza os desperdícios comumente encontrados em sistemas empurrados. 5. Buscar a perfeição: fazer os quatro princípios anteriores interagirem em um processo contínuo na eliminação de desperdícios. De acordo com Liker (2004), existem 14 princípios que regem a produção enxuta, princípios esses que foram descritos após 20 anos de estudo na empresa. Os princípios estão divididos em quatro categorias: Filosofia, Processo, Pessoal/Parceiros e Solução de Problemas (figura 4):
23 23 Figura 5: As quatro categorias do Modelo Toyota. Fonte: Liker (2004). Segundo Liker (2004), os 14 princípios que constituem o Modelo Toyota são: Categoria 1: Filosofia de pensamento a longo prazo: 1) Basear as decisões administrativas em uma filosofia de longo prazo, mesmo em detrimento de metas financeiras de curto prazo. Categoria 2: O Processo certo produzirá os resultados certos: 2) Criar um fluxo de processo contínuo para trazer os problemas à tona. 3) Usar sistemas puxados para evitar a superprodução. 4) Nivelar a carga de trabalho (heijunka). 5) Construir uma cultura de parar e resolver os problemas, obtendo a qualidade logo na primeira tentativa. 6) Tarefas padronizadas são a base para a melhoria contínua e a capacitação dos funcionários. 7) Usar controle visual para que nenhum problema fique oculto.
24 24 8) Usar somente tecnologia confiável e completamente testada que atenda aos funcionários e processo. Categoria 3: Valorização da organização através do desenvolvimento de seus funcionários. 9) Desenvolver líderes que compreendam completamente o trabalho, que vivam a filosofia e a ensinem aos outros. 10) Desenvolver pessoas e equipes excepcionais que sigam a filosofia da empresa. 11) Respeitar sua rede de parceiros e fornecedores desafiando-os e ajudando-os a melhorar. Categoria 4: A solução contínua de problemas na origem estimula a aprendizagem organizacional. 12) Ver por si mesmo para compreender completamente a situação. 13) Tomar decisões lentamente por consenso, considerando completamente todas as opções e implementá-las com rapidez. 14) Tornar-se uma organização de aprendizagem através da reflexão incansável e da melhoria contínua. De acordo com Liker (2004), a maioria das empresas ainda não ultrapassou a categoria de Eliminação de Desperdícios e Processos, pois apenas utilizam as ferramentas enxutas, e não foca no que as faz funcionarem juntas em um sistema: a cultura de melhoria contínua, necessária para a sustentabilidade dos princípios do Modelo Toyota Práticas e Ferramentas Lean As práticas e ferramentas utilizadas na produção enxuta são baseadas na figura abaixo, onde nos fornece a idéia de uma casa sustentada por seus dois pilares, o Just in Time (JIT) e o Jidoka. Na base que sustenta os dois
25 25 pilares está o trabalho padronizado quando não há padrão não há como assumir erros, falhas são consideradas anomalias (LIKER; HOSEUS, 2007) - e na cobertura da casa estão os requisitos do produto sob a ótica do cliente. Figura 6: Casa da Toyota. As práticas utilizadas com foco no pilar do JIT são: Criação de Fluxo Contínuo e se possível layout celular, com o intuito de eliminar estoques intermediários; Adequação da produção o tempo Takt, fazendo com que a produção entregue a quantidade necessária no tempo certo ao cliente; Implementação de Sistema Puxado, para quando não for possível a criação de fluxo contínuo, visando o controle dos estoques intermediários; Padronização de atividades, facilitando a localização de eventos que não estão de acordo o que foi projetado.
26 26 As ferramentas que consolidam o pilar do Jidoka são: Poka Yoke: tem como objeto a eliminação de erros na fonte; SMED (Single Minute Exchange of Die): é um sistema de trabalho para a redução de tempo de troca nas máquinas; Andon: é um dispositivo que indica o operador que a linha possui algum problema, e ainda permite que a linha de produção seja parada. Acima temos citadas apenas popularizadas na produção enxuta. algumas das ferramentas mais Sistemas de Produção Puxados versus Sistemas Empurrados Uma maneira em que pode ser observada claramente a diferença entre os sistemas empurrados e os sistemas puxados é através da utilização da ferramenta de Mapeamento de Fluxo de Valor (MFV), que é uma técnica de modelagem proveniente da metodologia de Análise da Linha de Valor (ROTHER; SHOOK, 1998). A metodologia proposta por Rother e Shook (1998) apresenta um conjunto de ícones para serem utilizados na modelagem, porém outros ícones ainda podem ser criados e inseridos no MFV a fim de indicar alguns detalhes ou peculiaridades do processo produtivo. Na figura abaixo podemos visualizar alguns dos ícones utilizados no mapeamento.
27 27 Figura 7: Algumas figuras para Mapeamento de Fluxo de Valor. Fonte: Rother e Shook (1998) Na figura a seguir podemos ter uma visão tradicional de um sistema empurrado.
28 28 Figura 8: Visão de um sistema empurrado. Fonte: Rother e Shook (1998). A maneira mais utilizada para empurrar a produção é através de softwares como MRP, sigla utilizada para Material Requirement Planning, ou Planejamento das Necessidades de Material. A dinâmica de processamento de MRP parte da necessidade de produtos finais em uma determinada data, a partir daí há a explosão do produto nas necessidades de componentes, com a devida defasagem no tempo (MOREIRA, 1993). Essa maneira de empurrar a produção acaba desconsiderando tempos de espera para a utilização de centros de trabalhos seguintes, tornando comum a existência de tempos ociosos, estoques, filas (SLACK, 1999). Em um sistema de produção puxada, o passo e as especificações do que é feito são estabelecidos pela estação de trabalho consumidora, que puxa o trabalho da estação de trabalho fornecedora (SLACK, 1999). O processo de puxar elimina a necessidade de programar todos os pontos de processamento do produto, como ocorre com a utilização de um
29 29 MRP. Tornando as decisões de o que e quando fazer, responsabilidades do operador, utilizando um simples padrão de sinalização que conecta as operações através do processo (FUJIWARA et al., 1998). Figura 9: O sistema de puxar elimina a necessidade de se programar todas as operações. Fonte: Nazareno, Quando a produção é controlada dessa maneira, apenas uma etapa recebe informação do cliente. Para realizá-lo ele busca peça do supermercado que é abastecido pelo seu fornecedor, com isso iniciando automaticamente a produção de seu fornecedor, e assim desencadeando para os respectivos fornecedores internos (NAZARENO, R. 2008).
30 Sistema Kanban (JIT/Lean Production) Dentro do Sistema Toyota de Produção (STP), o kanban está inserido no pilar do just-in-time sendo a ferramenta que o operacionaliza, ou seja, é apenas uma ferramenta e não o STP em si apesar de, por meio da sua técnica de puxar a produção, estimular ações que promovam o fluxo contínuo. Shingo (1996) acredita que se as pessoas fossem indagadas sobre o que é o STP, 80% responderiam que é um sistema kanban, 15% acreditariam que é um sistema de produção e uma minoria saberia em que realmente consiste. Por isso, esclarece: O Sistema Toyota de Produção é 80% eliminação das perdas, 15% um sistema de produção e apenas 5% o kanban. O kanban é um instrumento que visa sinalizar ao processo anterior a necessidade de material do processo cliente, ou seja, informa para o processo anterior o que produzir, quanto, quando. Marchwinski e Shook (2003) definem kanban como sendo um dispositivo que instrui e autoriza a produção ou para a retirada de itens em um sistema puxado. Sobre o kanban, Georgetti (2004) afirma que este é o mais antigo e mais conhecido método de puxar a produção, consistindo em um sistema visual de informações criado e desenvolvido por Taiicho Ohno, ex-presidente da Toyota no pós segunda guerra, cujo objetivo é controlar a produção, limitando a quantidade de estoque em processo por meio da sinalização via cartões. Já Tagliari (2002) aborda o kanban de forma mais ampla definindo-o, basicamente, como um sistema de informação que coordena vários departamentos de processo interligados em uma fábrica. Afirma ainda que o kanban é um ferramenta logística que puxa a produção e controla o material em processo.
31 Origem O sistema kanban foi desenvolvido analogamente ao sistema de ressuprimento encontrado nos supermercados americanos, onde os itens das prateleiras são repostos somente nas quantidades em que foram consumidas e no momento certo Ohno(1997) afirma que o sistema kanban foi desenvolvido na década de 60 com o objetivo de simplificar e dar agilidade as atividades de programação e controle da produção. Shingo (1996) relaciona quatro características comuns tanto para o supermerado quanto ao sistema kanban: a) Os consumidores escolhem diretamente as mercadorias e compram as suas favoritas; b) O trabalho dos empregados é menor pois os próprios consumidores levam suas compras às caixas registradoras; c) Ao invés de utilizar um sistema de reabastecimento estimado, o estabelecimento repõe somente o que foi vendido, reduzindo, dessa forma, os estoques; d) Os itens a e b permitem baixar os preços, as vendas sobem e os lucros crescem. Shingo (1996) afirma que, das quatro características citadas, a principal adotada pelo sistema kanban é a terceira, onde a empresa, ao invés de estimar um consumo, repõe exatamente o que foi consumido, reduzindo, dessa forma os estoques. A dinâmica de abastecimento dos supermercados e do sistema kanban, onde o cliente é quem determina quando e em que quantidade o item deve ser reposto, remete aos conceitos de produção puxada e produção empurrada.
32 32 A produção empurrada se vale das previsões de vendas produzindo grandes lotes onde se espera que sejam consumidos, ao passo que a produção puxada consiste em produzir pequenos lotes, repondo-os em pequenas quantidades no momento em que são consumidos, eliminando os riscos de superprodução. A figura a seguir demonstra a diferença da programação da produção de maneira empurrada e puxada. Figura 10 - Empurrar e puxar a produção Fonte: Tubino (1999) Observa-se que a necessidade de material dos processos clientes para os processos fornecedores é feita de maneira puxada, através de disparo dos cartões kanban que, após suprirem as necessidades dos processos clientes, são repostos reiniciando o ciclo Características do sistema kanban O sistema kanban possui algumas características que, de acordo com Pace (2003), são:
33 33 a) O uso desse sistema não admite a produção baseada em previsão de vendas, ou seja, seu funcionamento está condicionado a vendas já concretizadas: produz-se, de fato, o que já foi vendido. O que é produzido hoje deve ser entregue hoje, amanhã ou no menor prazo possível, não admitindo grandes estoques, portanto. Assim, esse sistema deve ser empregado somente nas relações produtor versus consumidor, em que o produto envolvido já tenha uma saída relativamente estável durante determinado período; b) Se na cadeia de produção ocorrer alguma paralisação, todo o processo é interrompido, automaticamente. Logo, todos os setores após o setor paralisado deixarão de produzir, uma vez que a fonte abastecedora está parada; e todos os setores antes do setor paralisado também deixarão de produzir, uma vez que a fonte consumidora está parada. Evita-se, portanto, produzir o que é desnecessário no momento; c) Níveis baixos de estoques de produtos em processo e de produtos acabados, uma vez que tudo o que é produzido é rapidamente consumido; d) Controle do inventário facilitado, uma vez que as embalagens utilizadas são padronizadas e equivalem a um único cartão kanban. Portanto, é suficiente verificar em que posição do processo cada cartão se encontra; e) Diante da padronização das embalagens, dos quadros kanban e dos cartões kanban, permite-se uma rápida visualização do andamento da produção; f) Dá ao supervisor ou encarregado do setor a responsabilidade do que e quando produzir. Cria-se, assim, o envolvimento e o voluntário esforço desses colaboradores para melhorar o sistema; g) O sistema requer a produção de lotes equivalentes a um dia ou a frações de um dia, o que restringe a produção de lotes grandes. Conseqüentemente, diminuem-se as perdas por má qualidade: menos tempo despendido para inspeção 100% e/ou menor quantidade de peças refugadas; h) Identificação da peça, situação de inspeção e ensaio ou qualquer outro registro do sistema da qualidade poderão ser anotados no cartão kanban;
34 34 i) O centro produtor somente inicia suas atividades de reposição quando o centro consumidor solicita. De acordo com as características listadas acima, pode-se observar que o kanban é um sistema que visa à simplicidade e praticidade de sua organização, aliado a uma boa gestão visual no chão de fábrica Regras do kanban As regras que devem ser cumpridas para que o Sistema Kanban funcione são: (Nazareno, R.R apud Monden (1998)) Regra 1: O processo seguinte deve retirar produtos do processo anterior na quantidade necessária e no momento correto. É preciso lembrar que a quantidade requisitada conforme a regra 1 deverá sempre ocorrer por meio de um cartão kanban. Outra ênfase que deve ser feita é que a não observância quanto à quantidade e o momento da requisição pode gerar desperdício de superprodução quando solicitada em excesso ou antecipado-a. Regra 2: O processo anterior deve produzir produtos para o processo seguinte nas quantidades retiradas por este. A segunda regra é simples e visa, mais uma vez garantir que não haja desperdício de superprodução ou desabastecimento do processo cliente. Além de produzir as quantidades requisitadas, o processo fornecedor deve atentar para a reposição dos cartões de produção na ordem em que os mesmos chegam. Regra 3: Produtos defeituosos nunca devem passar para os processos seguintes. Sendo que os estoques em processo são limitados e em uma quantidade mínima, necessita-se que o nunca se passe um produto defeituoso para um processo cliente, caso contrário o processo cliente terá que esperar
35 35 até que o processo fornecedor produza novamente o material que está precisando. Regra 4: O número de kanbans deve ser minimizado. O inventário máximo pode ser calculado com o número de kanbans multiplicado por quantas peças o cartão representa. Como na Toyota, é responsabilidade de cada supervisor trabalhar para que este número de kanbans diminua, ele deve se esforçar para que haja melhorias de processo a fim de o tempo de processo, para poder diminuir o lote e com isso o número de kanbans. Regra 5: O kanban deve ser usado para suportar pequenas variações na demanda Tipos de Kanban Pode-se dividir em dois tipos de kanban, os de Produção e os de Retirada/Transporte. Kanban de produção Corrêa e Gianesi (1996) informam que o kanban de produção dispara a produção de um pequeno lote de materiais para um determinado centro de produção da fábrica. Já Tubino (1999) chama o kanban de produção de kanban de processo e comtemplam que o mesmo autoriza a fabricação de um lote e possui seu escopo restrito ao centro de produção repondo os itens à medida que são consumido. É comum encontrar um lista de informações que devem ser contidas em um cartão, normalmente são esses itens: a) Centro de trabalho: identifica o centro produtor em que o cartão circula;
36 36 b) Código da peça: identifica o código de registro do produto que acompanha o cartão; c) Descrição da peça: descreve, sucintamente, o nome do produto que acompanha o cartão; d) Capacidade do contenedor: aponta a quantidade de produto que o cartão representa; e) Locação no estoque: identifica o local onde o contenedor cheio, acompanhado do cartão, deverá ser estocado até que seja transportado para o centro consumidor; f) Materiais necessários: identifica o nome, o código, o centro de trabalho e o local de estoque de saída de todos os materiais que comporão o produto identificado no cartão. Modelo do cartão abaixo. Figura 11 - Modelo de cartão de produção Fonte Tubino (1999)
37 37 Kanban de retirada/transporte O kanban de retirada funciona como autorização de transporte do material ou requisição de materiais do centro consumidor para o centro produtor, e deve conter as seguintes informações: a) Descrição da peça: descreve, sucintamente, o nome do produto que acompanha o cartão; b) Código da peça: identifica o código de registro do produto que acompanha o cartão; c) Capacidade do contenedor: aponta a quantidade de produto que o cartão representa; d) Número do cartão: é um número de controle que mostra a quantidade total de cartões de movimentação existentes entre o centro de produção e o centro de consumo, além do número seqüencial do cartão. Esse campo é muito útil, considerando-se que, nos constantes vai-e-vem dos cartões, um ou outro pode extraviar-se; e) Processo anterior: descreve o processo, o código do processo e o local de estoque de saída referente ao controle produtor do produto; f) Processo posterior: escreve o processo, o código do processo e o local de estoque de entrada referente ao centro consumidor do produto. Modelo abaixo:
38 38 Figura 12 - Modelo de cartão de retirada Fonte: Tubino (1999) Dinâmica do sistema Segundo Nazareno (2008), uma fábrica que trabalha com a produção puxada através de kanban tem basicamente dois tipos de procedimento, com um ou com dois cartões: Sistema Kanban de um cartão: Este sistema se caracteriza por possuir apenas um local de estoque, isto é, supermercado, entre um processo fornecedor e seu cliente (pode ser um processo produtivo ou não). O único cartão existente neste caso é o kanban de produção. Figura 13 - Sistema kanban de um cartão Fonte: NAZARENO,R.R
39 39 O supermercado de produtos do processo fornecedor fica concentrado junto ao cliente. À medida que o cliente consome estas peças, os cartões que estavam juntos às embalagens são colocados em uma caixa de coleta, próxima dele. A cada período definido de tempo, ou quando a quantidade de peças atingirem certo nível os cartões são retirados da caixa de coleta e levados para um quadro, junto ao processo fornecedor. A existência de cartões no quadro dá permissão para a linha produzir aqueles itens, na quantidade definida no cartão. Quando o processo forncedor termina de produzir uma embalagem, o cartão é retirado do quadro e colocado junto a ela. Quando for hora, estas embalagens serão levadas de volta para o supermercado, junto ao cliente, e os cartões que estiverem na caixa de coleta serão levados de volta para o quadro. Sistemas Kanban de dois cartões: Este sistema se caracteriza pela existência de dois supermercado em o cliente e o fornecedor, sendo que um dos supermercados fica no fornecedor e o outro no cliente. Sendo assim utilizase tanto kanban de Produção, quanto de Transporte. Figura 14 - Sistema kanban de dois cartões Fonte: NAZARENO, R. R. 2008
40 40 A dinâmica de funcionamento desse tipo de sistema ocorre da seguinte forma: o cliente consome de seu supermercado, que dispara o cartão de transporte até o supermercado do fornecedor, funcionando como uma lista de compras. Do supermercado do fornecedor é retirado e transportado apenas o que foi requerido pelo cartão de transporte. Quando o consumo do supermercado do fornecedor, pelo cartão de transporte, esgota a embalagem de produto, o cartão de produção é disparado e colocado no quadro para autorizar a produção do item para reabastecer o supermercado do fornecedor.
41 KANBAN ELETRÔNICO O Kanban eletrônico é uma solução tecnológica desenvolvida para ser um sistema integrado provedor de informações de apoio a implantação e sustentação de metodologias de produção puxada em empresas cujos sistemas legados à produção não estejam preparados para essa mudança. As principais funções de um sistema de Kanban eletrônico são o controle de cartões Kanban de forma eletrônica, através de código de barras ou RFID, e a extensão deste controle para outras áreas produtivas que não sejam controladas por quadro Kanban, criando assim uma malha de identificação de operações por toda a linha de produção da empresas. Os recursos computacionais de um sistema de Kanban eletrônico podem permitir a administração das atividades em cada unidade de produção através do acompanhamento de índices de controle de apoio à tomada de decisões. Estes índices orientam os responsáveis pela produção sobre mudanças em função das variações da demanda ou na aplicação de melhorias em um setor específico Electronic Pull System (EPS) O Electronic Pull System, ou também chamado de EPS, é um software de dimensionamento e controle eletrônico de Kanban. Desenvolvido em ambiente WEB, o EPS é adaptável às diferentes formas de configurações de layout de processos, número de dispositivos de controle de cartões de identificação (Kanban) e terminais de operação e administração do sistema. Elaborado de forma modular, possui um módulo de Produto que permite a inserção das estruturas de produtos presentes na empresa, catalogando-as e inserindo dados referentes aos produtos.
42 42 Figura 15 - Tela do módulo do Produto Há também o módulo de Demanda, onde são colocadas as previsões de demanda dos produtos finais da empresa e podem ser simulados vários cenários de demanda para serem utilizados nos cálculo de supermercado. Figura 16 - Tela do módulo de Demanda
43 43 Outro módulo presente no EPS é o de Supermercado, este módulo faz todos os cálculos de dimensionamento de supermercado através de informações adquiridas do módulo de demanda e diferencia as formas de controle com através das classificações ABC de custo e volume, que são feitas com informações provenientes do módulo de Produto. Figura 17 - Tela do módulo de Supermercado O módulo de Controle, também presente no EPS, é o que mais o caracteriza como um software de Kanban eletrônico. Neste módulo é onde fica definido o ciclo de processos do cartão, e assim é feito, por meio de leituras de código de barras, o controle físico dos cartões.
44 44 Figura 18 - Tela inicial do Módulo de Controle do EPS Com as informações na forma eletrônica é possível consultar o quadro de Kanban eletrônico, ser notificado através de alertas sobre problemas nos cartões ou quadros, obter em tempo real o TPT e o Lead Time, definir estoque médio em volume e custo. E fornecendo através desses dados, relatórios operacionais e gerenciais para o auxílio nas tomadas de decisão Ilustração do uso do EPS O funcionamento do EPS é ilustrado utilizando uma mini-fábrica que simula a produção de uma montadora que atua no ramo automobilístico. A empresa possui de produtos finais, que se diferenciam pela combinação das peças, sendo eles: Carro amarelo com o chassi azul Carro amarelo com o chassi verde Carro vermelho com o chassi azul Carro vermelho com o chassi verde A estrutura do produto pode ser compreendida pela figura a seguir:
45 45 Figura 19 - Estrutura de produto da mini-fábrica As fabricações de todos os produtos finais seguem o mesmo fluxo de produção e não há nenhuma customização e nem itens fora de série possam ser inseridos nos mesmos. Segue a baixo o mapa de fluxo de valor da empresa:
46 46 Figura 20 - Mapa de fluxo de valor A empresa também possui um layout otimizado, com o fluxo de produção linear, como se pode observar na figura abaixo: Figura 21 - Layout da mini-fábrica A produção do carro acontece da seguinte forma: há um supermercado de subconjuntos antecedendo a montagem final, de onde são consumidos os
47 47 subconjuntos para formar o produto final desejado; e conforme os subconjuntos vão sendo consumidos, eles são repostos pelos processos de montagens dos subconjuntos (chassi e carroceria). Caracterizando assim os loops de produção, que acontecem entre supermercados. Figura 22 - Mapa de Fluxo de valor com Loops definidos Utilização de Kanban Eletrônico A empresa tem todo o fluxo produtivo acontecendo de acordo com a lógica de produção puxada e utilizando de cartões kanban para gerenciar a movimentação das peças através da produção. O cálculo de tamanho dos supermercados foi feito com o auxílio do EPS utilizando o módulo de Dimensionamento. Todos os cartões possuem o código de barras, para que possam ser feitas as leituras nos pontos de leituras a fim de inseridos os dados no sistema.
48 48 Os pontos de leitura dos cartões foram determinados como sendo locais que antecedem possíveis pontos em que o cartão possa ficar parado (ex.: supermercado, quadro kanban, processo produtivo). Assim consegue-se monitorar se o cartão está no supermercado (a peça está em estoque), ou se está no quadro kanban (a peça não está em estoque e nem em produção), ou se está em processo. Então, para cada loop de produção teremos no mínimo três pontos de leitura. Figura 23 - Mapa de Fluxo de valor com os pontos de leitura Com o sistema implantado e a dinâmica de controle acontecendo através das leituras dos códigos de barras, podemos ter acesso em tempo real às métricas da produção e o acompanhamento da produção. Essas informações são fornecidas da seguinte forma: Monitoramento do quadro de kanban, indicando quais e quantos cartões estão no quadro:
49 49 Figura 24 - Tela de monitoramento do quadro de matéria-prima Monitoramento do produto, indicando por onde estão distribuídos os produtos pela fábrica:
50 50 Figura 25 - Tela de monitoramento dos produtos E com essa informações são extraídas as métricas de apoio a decisões gerenciais, como: TPT real Lead time de reposição real Lead time de processamento real Tamanho médio do supermercado Tamanho médio do loop Demanda real Produção real
51 Radio-Frequency Identification (RFID) Visão Geral Na perspectiva tecnológica, RFID vem sendo utilizado desde a segunda grande guerra, quando o Reino Unido utilizou dispositivos para diferenciar aeronaves retornando de batalhas de aviões inimigos. Antes de sua adoção e em outro contexto, a tecnologia de identificação por código de barras foi desenvolvida e amplamente usada para a identificação de produtos. Na perspectiva de negócio, a possibilidade de identificar unicamente um item de qualquer produto e acompanhar sua movimentação ao longo da cadeia tem um impacto enorme na visibilidade e no gerenciamento da mesma. Na perspectiva da implantação, esta tecnologia apresenta um diferencial em relação aos projetos de TI, pois ela depende de processos que estão acontecendo no mundo físico: a cadeia de suprimentos; devido a isto ela não pode apenas ser instalada em um data-center como os outros sistemas de TI, ela deve estar presente onde os eventos da cadeia de suprimentos estão acontecendo, assim o conceito de computação nas extremidades é um diferencial em relação às outras implantações. Figura 26 - Evolução histórica do RFID
52 52 Do ponto de vista de negócios, existem várias questões a serem respondidas, como: Quais são os reais custos e benefícios da tecnologia? O que é aplicável em minha empresa? Quando devo aderir a esta nova tecnologia? Qual o risco envolvido na adoção desta tecnologia? Qual a infraestrutura necessária para um projeto ter sucesso? O que é RFID É uma tecnologia que, por meio de ondas de rádio freqüência, permite que dados sejam armazenados e recuperados em um circuito integrado (chip). O RFID tem como objetivo básico viabilizar a captura automática de características e identidade de objetos (veículos, documentos, caixas, paletes, produtos), animais e até pessoas. De acordo com (FINKENZELLER, 2003), todo sistema de captura de dados por RFID possui o seguinte conjunto de componentes: Leitores / Gravadores Antenas Etiquetas RFID Software para gerenciamento do sistema de leitura Infra-estrutura de instalação
53 53 Figura 27: Modelo esquemático dos componentes do RFID Etiquetas de RFID (tag) O objetivo do tag é associar dados a um objeto físico. Cada tag tem um mecanismo para armazenar e comunicar esses dados. Apenas duas características são universais a todos os tags: eles são anexados para identificar produtos e eles são capazes de transmitirem informação através de ondas de rádio. Existem outras capacidades, mas estas não são universais como a possibilidade de serem desligados por um comando e nunca mais responderem a um interrogador, a capacidade de serem graváveis (uma ou mais vezes), terem protocolos de anti-colisão e encriptação, e o mais importante: seguirem padrões de mercado. Quanto à faixa de operação, as freqüências que os tags usam para se comunicar com os interrogadores são:
54 54 i. Baixa freqüência (LF): geralmente usada para controle de acesso e rastreamento de itens, seu alcance é de aproximadamente 50 cm; ii. Alta freqüência (HF): usado onde taxas de leituras e distâncias mínimas são necessárias, seu alcance médio fica em torno de 3 metros; iii. Freqüência Ultra Alta (UHF): que oferece as maiores taxas de leitura e distância, seu alcance chega até 9 metros; iv. Microondas: que é usado para identificação de veículos e tem alcance bem maior do que as outras faixas, acima de 10 metros. Quanto à capacidade de armazenamento, existem tags de vão desde o armazenamento de 1 bit, geralmente usada em dispositivos de segurança (EAS Electronic article surveillance) a tags com capacidade muito grande de armazenamento, porém devido à padronização, é mais comum encontrarmos tags com 64 e 96 bits. Caso o tag necessite ser lido por vários parceiros ao longo da cadeia de suprimentos, como é o caso estudado nesta monografia, a necessidade de padrões aumenta. O padrão EPCGlobal define os tags não apenas por características físicas, como freqüência, mas também pela capacidade de armazenamento e possibilidades de interação. São elas: Classe 0: tags passivas de apenas leitura Classe 0+: tags passivas com possibilidade de escrita (única) usando protocolo de classe 0 Classe 1: tags passivas com possibilidade de escrita (única) Classe 2: tags passivas com funcionalidades adicionais como encriptação Classe 3: tags regraváveis e semi-passivas como sensores e tags com baterias Classe 4: tags regraváveis ativas com possibilidade de comunicação ponto-a-ponto com outras tags Classe 5: tags e leitores que podem ativar classes tags 1, 2 e 3 e podem se comunicar com tags classes 4 e 5
55 55 Figura 28: Foto de um tag Componentes das etiquetas RFID A etiqueta RFID tem, basicamente, os seguintes componentes na sua estrutura: Sensor: responsável pela aquisição da grandeza física exigida pela aplicação (temperatura, luminosidade, etc.). Antena: Através da qual o chip se comunica com o leitor. Processador ou chip: responsável pela execução dos protocolos de comunicação e pela gestão dos dados armazenados em sua memória. Encapsulamento: invólucro externo no qual o chip, a antena e o sensor são acomodados. O conjunto processador e antena de uma etiqueta também é chamado de Inlay. A geometria e tamanho da antena interna do tag influenciam diretamente na interação do Inlay com o leitor, sendo assim encontra-se uma grande diversidade de formatos e tamanhos de antenas nas etiquetas. O encapsulamento tem a função direta pela proteção do Inlay em relação às condições ambientais, tais como: abrasividade superficial, choques mecânicos, líquidos, calor, entre outros. Sendo comumente encontrado o encapsulamento por meio da laminação do Inlay em uma etiqueta auto - adesiva.
56 56 Figura 29 -RFID Ativo versus Passivo O leitor Conhecido também como interrogador, transmite energia por meio de ondas eletromagnéticas através de suas antenas a um tag próximo que capta esta onda e a converte em energia, energia esta que é usada para transmitir de volta sua identidade (armazenada internamente), a qual é captada pelas antenas do interrogador que recebe a identificação e a envia para outros subsistemas. Ele é o ponto onde o tag se liga com a rede, é sua responsabilidade se comunicar com os tags e transmitir este evento adiante. Suas partes físicas integrantes são a antena, o controlador e a interface de rede. Como o interrogador se comunica com os tags usando rádio freqüência, uma parte fundamental de sua estrutura é a antena. Sua funcionalidade pode variar de acordo com o fornecedor, alguns usam a mesma antena tanto enviar, quanto para receber a informação, outros usam antenas independentes. Sua aplicabilidade varia de acordo com a aplicação. Existem vários tipos de leitores, que variam em relação a tamanho e formato, padrões e protocolos (dos quais os mais importantes são o EPC e o ISO), capacidade de trabalhar em ambientes hostis e diferenças relativas a regulamentações regionais.
57 57 Outra característica importante de um leitor, que influi diretamente em seu desempenho, é a disposição física em que se encontra. Embora cada aplicação seja um caso à parte, geralmente podemos caracterizar as disposições como: Portal: um portal significa uma entrada ou saída de um local determinado, as antenas são dispostas de modo a detectar a passagem de tags por uma entrada, geralmente usada em armazéns onde produtos geralmente chegam através de docas. Podem também ser portáteis e assim posicionados somente quando necessário; Túnel: é um cercado onde as antenas são dispostas como um pequeno portal. A única diferença é que geralmente possuem isolamento eletromagnético, possibilitando que existam outras antenas por perto com a garantia de que não ocorrerá interferência entre elas, geralmente usado em linhas de montagem e empacotamento, onde geralmente existem outros túneis por perto; Portátil: que possibilita que pessoas saiam com os dispositivos pelo local e coletem as informações em situações em que não é viável a movimentação dos materiais ante os leitores com esteiras ou turntables16, geralmente estes leitores também tem a capacidade de ler códigos de barra e são usados em situações onde a intervenção do operador é necessária; Embarcado: assim como os leitores portáteis, existe a possibilidade de embarcar leitores em empilhadeiras possibilitando que a integração dos eventos de leitura com sistemas aconteça durante a execução do processo; Prateleira inteligente: é uma aplicação interessante de RFID, são prateleiras com antenas embutidas de modo que a detecção de itens identificados com tags seja feita tanto na colocação como na retirada destes objetos, com isto existe a possibilidade de manter inventários em tempo real e enviar ordens de reposição baseados em eventos de retirada de objetos no instante em que eles são retirados da prateleira,
58 58 outra possibilidade é a de detectar se a validade do objeto é valida, e se o objeto está na posição certa, entre outras aplicações Componentes do sistema de software Quando se implanta um sistema EPC, aplicando-se as etiquetas RFID nos produtos a serem rastreados e instalando-se leitores e antenas em cada ponto estratégico da cadeia de suprimentos, é necessária a interligação de toda essa infra-estrutura com os sistemas de gestão (GOMES, J. E. 2006, apud AKKERMANS, H. A. 2003) empresariais já em operação. A integração é realizada por uma nova camada de software, normalmente chamado de Middleware, que é basicamente responsável pela comunicação entre as leitoras e os dispositivos auxiliares de captura automática de dados, a fim de disponibilizar os dados coletados de forma tratada e controlada Middleware O middleware é um termo que aplicado à tecnologia da informação pode ser entendido com o aquilo que liga um ambiente computacional a outro. Ele é basicamente uma ferramenta de software para a integração de sistemas, que é responsável por integrar as diferentes camadas que compõem o ambiente de TI: comunicação, distribuição e controle das mensagens; e processos relativos ao fluxo de trabalho. Selecionar os tags e as antenas apropriadas para cada aplicação não é uma tarefa simples e mesmo assim é apenas o primeiro passo para iniciar um projeto de RFID. O passo seguinte é a definição de como estes eventos irão chegar aos sistemas legados. O middleware existe para resolver três problemas comuns a toda implantação de RFID: Separar a aplicação da interface dos dispositivos;
59 59 Processar as observações capturadas pelos leitores de modo que as aplicações apenas processem eventos que sejam de interesse delas; Prover um meio de gerenciar e obter as informações adquiridas do leitor. Todos os middlewares do mercado devem prover pelo menos os três subsistemas abaixo: Interface com o leitor: interfacear com todos os leitores da rede, uma vez que cada leitor tem uma interface de programação específica, já que uma rede pode ter mais de um tipo diferente de leitor. E prover um meio único de controlar e obter observações dos leitores, facilitando a integração dos leitores da rede; Gerenciador de eventos: num cenário típico de um centro de distribuição, existirão dezenas de leitores, gerando uma quantidade de centenas a milhares de leituras para os aplicativos de controle do CD. Uma aplicação de controle de centro de distribuição não está preparada para receber todos estes eventos e tratá-los, uma aplicação deve filtrar estes eventos e enviar ao aplicativo apenas os eventos relevantes ao processo no contexto da aplicação, o sistema que tem esta lógica de filtrar e passar somente os dados relevantes é o middleware; Interface com aplicação: um dos benefícios do uso de middleware é a de prover uma interface padronizada para as aplicações. Uma interface orientada a serviço também chamada de interface de aplicação provê meios de se obter os eventos já processados que sejam úteis para a aplicação segundo seu contexto. Seguindo os princípios da arquitetura orientada a serviços (SOA) esta interface deve ser fracamente ligada e seguir os padrões atuais de serviços web (web services). Assim sendo o midleware tem a capacidade de automatizar processos de um modo que não era possível antes com as tecnologias de leitura de códigos de barra que dependiam da intervenção humana, no entanto este nível de automação requer que os leitores sejam monitorados e gerenciados remotamente, em alguns casos a solução será implantada em máquinas ou redes totalmente diferentes de onde a aplicação legada se encontra o que
60 60 poderia comprometer a infra-estrutura (devido ao alto consumo de banda) de rede caso não exista um middleware filtrando os eventos insignificantes à aplicação e trafegando apenas os eventos que interessam e tem significado no contexto da aplicação EPC O EPC, sigla para Eletronic Product Code, é um padrão de identificação de processos para aplicação empresarial do RFID à cadeia de suprimentos. O EPC tem a função de padronizar o chip RFID físico, as informações armazenadas no chip e as transações para utilização dessas informações, como mostrado na figura abaixo: Figura 30 - Descrição dos componentes da rede EPC (GS1 Brasil, 2005) A estrutura do código EPC garante a identificação única para cada produto. Para isso, a quantidade e distribuição das informações disponíveis dentro da etiqueta são padronizadas. Com isso, qualquer ponto dentro caminho
61 61 percorrido pelo produto saberá como interpretar e acessar todas as informações relativas a ele. E também é possível ter informações do item pela internet, desde sua fabricação até o seu último ponto de leitura. Na figura 24 pode-se observar como é formada a rede EPC. Constituise dos diversos elos de uma cadeia de suprimentos. Em cada um desses elos estão instalados os leitores e antenas capturando os dados dos produtos rasteados. Como vimos, estes equipamentos são gerenciados por uma camada de software denominada Middleware. A completa interligação das informações em cada um desses elos é garantida pela comunicação entre os Servidores EPC- IS, através de um mapeamento de endereços na internet provido pelos servidores NOS. Figura 31 - Arquitetura da Rede EPC (GS1 Brasil, 2005) A estruturação de codificação do EPC baseia-se completamente na estrutura já adotada pela EAN.