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MODELO DE SIMULAO APLICADO AO CONCEITO DA PRODUO ENXUTA NO ENSINO DE ENGENHARIA DE PRODUO
SIMULATION MODEL APPLIED TO THE LEAN PRODUCTION CONCEPT ON PRODUCTION ENGINEERING EDUCATION
Eduardo Guilherme Satolo11 Faculdade Politcnica de Campinas POLICAMP Campinas Brasil
engproducao@policamp.edu.br
Resumo
A utilizao de jogos e simulao tm se difundido atualmente como uma ferramenta de apoio ao ensino. No entanto, estes ainda esto restritos a poucos quando se aborda o ensino de engenharia de produo devido, principalmente, dificuldade de se criar um jogo. O presente artigo visa suprir esta necessidade apresentando um jogo didtico de montagem de avies de papel. A partir de uma fbrica pr-estruturada, os participantes so envolvidos e estimulados a modificarem o ambiente fabril, por meio dos conhecimentos adquiridos no decorrer do semestre letivo. So tratados diversos tpicos relativos produo enxuta, como: lotes de produo; padronizao do trabalho; simplificao de operaes; formao de clulas de manufatura; clculo de tempo de ciclo, clculo de takt time; aumento de velocidade e ritmo de trabalho; reduo do tempo de atravessamento; diminuio de transporte; curva de aprendizagem; e atividades que agregam/no agregam valor. Como resultado nota-se, entre diversos aspectos, a melhora por parte dos participantes na compreenso dos ensinamentos tericos, j que a aplicao da simulao demonstrar possveis casos e dificuldades que enfrentaro no ambiente fabril.
Palavras-chave: simulao; jogo didtico; fbrica avies de papel; sistema de produo enxuta.
1. Introduo
Historicamente, a transmisso de conhecimento dentro do ambiente acadmico abordada
de maneira fragmentada, em disciplinas separadas sem relacionamentos relevantes entre si. Alm
disso, as informaes e os alunos so tratados de maneira padronizada, cuja nfase da aprendizagem
est no professor, ao invs daquele que efetivamente deve aprender, resultando em alunos inertes
neste processo educacional, no qual exercem pouca influncia (OLIVEIRA et al., 2006).
Trabalhar com o ensino de adultos de maneira fragmentada e sem colocar o aluno como
principal cliente do ensino resulta na baixa absoro de conhecimentos. Estudos realizados na rea
da Andragogia, arte de ensino para adultos, demonstram que os estudantes adultos aprendem apenas
10% do que ouvem, aps 72 horas. Entretanto so capazes de lembrar 85% do que ouvem, vm e
fazem, aps as mesmas 72 horas (BELLAN, 2005).
Universidade Tecnolgica Federal do Paran - UTFPRCampus Ponta Grossa - Paran - Brasil
ISSN 1808-0448 / v. 07, n. 02: p. 201-216, 2011D.O.I.:10.3895/S1808-04482011000200011
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Fazer com que o aluno retenha mais do que 10% do seu conhecimento uma arte, e traz ao
profissional do ensino superior um desafio cada vez maior.
Nos ltimos anos, com os avanos da Tecnologia da Informao, diversos recursos foram
introduzidos no ambiente escolar para apoiar as ferramentas tradicionais de ensino: lousa e giz.
Apresentaes multimdia, lousa digital, vdeos, aulas prticas simulando ambientes reais tornaram-
se mais comuns e permitiram o aumento do conhecimento absorvido por parte dos alunos.
No entanto, em alguns campos do conhecimento ainda possvel utilizar ferramentas de
apoio ao ensino pouco empregadas no ambiente educacional, algumas vezes pelo desconhecimento
por parte dos docentes, ou pela dificuldade em se elaborar tais ferramentas.
O uso de jogos didticos uma alternativa de ensino, pois permite abordar tcnicas por meio
da simulao do processo produtivo, com o objetivo de melhorar a produtividade da equipe e o
aumento do nvel de conhecimento absorvido que passado (DEPEXE et al., 2006).
Os jogos e simulaes so consideradas ferramentas pedaggicas eficientes para o ensino,
pois permitem explorar estratgias alternativas e suas conseqncias, em um ambiente seguro e
prximo do real, com a vantagem de simplificar os elementos vivenciados cotidianamente e inseri-
los no ambiente escolar. (SCHRAMM; FORMOSO, 2007).
O uso da simulao apresenta diversos benefcios entre os quais: a possibilidade de
representao da complexidade de um sistema de produo, a comparao entre projetos
alternativos, mensurar os efeitos de diferentes polticas sobre o desempenho do sistema, formar as
competncias necessrias onde o conhecimento atual no suficiente, desenvolver as melhores
habilidades cognitivas e capacidade crtica, incluir o ambiente econmico no foco gerencial,
desenvolver esprito crtico nas decises, estimular a transposio da aprendizagem. (LAW;
KELTON, 2000; PESSA; MARQUES FILHO, 2001; FIGUEIREDO; ZAMBOM; SAITO, 2001;
ROBINSON, 2003; RAUCH-GEELHAAR; JENKE; THURNES, 2003).
Desta forma, segundo Depexe et al. (2006), estas ferramentas de treinamento, como a
simulao, devem ser adaptadas de acordo com a demanda especfica de conhecimento,
combinando diferentes formas de ensino, mtodos e ferramentas que possibilitem a aquisio de
competncias.
No entanto, o emprego de simulaes ainda pouco explorado no ensino de engenharia de
produo devido dificuldade de se criar um jogo (ANTONIO; WERMECK ; PIRES, 2005). Estas
dificuldades podem ser de origem conceitual, relacionadas a restrio na obteno de informaes
na literatura de jogos similares e ou pela formao de reserva de mercado por parte de seus
autores, haja vista que muitos deles so lucrativas fontes de renda em cursos pagos; de origem
tecnolgica, j que com o uso de novas tecnologias, principalmente as relacionadas com
computadores e simuladores, necessita de habilidades extras, tanto dos participantes quanto do
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instrutor; e de origem financeira, com a limitao de recursos para o desenvolvimento e criao dos
jogos (PROENA JUNIOR, 2003; LEIS et al., 2006).
Neste contexto, o objetivo deste artigo apresentar um jogo didtico como ferramenta de
apoio ao ensino da engenharia de produo e do conceito de sistema Lean Production, por meio da
simulao de uma linha de produo de avies de papel, a partir do qual se podem abordar diversos
conceitos relativos aos sistemas de produo enxuto.
2. Breve contextualizao do sistema de produo enxuta
As marcas deixadas pela 2 Guerra Mundial no Japo fizeram com que as empresas deste
pas buscassem alternativas para crescer em meio ao caos e ao baixo poder aquisitivo da populao.
Neste perodo, iniciou-se o conceito de um sistema produtivo denominado primeiramente Sistema
Toyota de Produo.
Os fundamentos desenvolvidos pelo Sistema Toyota de Produo deram origem ao que se
denomina atualmente de Sistema de Produo Enxuta (ou Sistema Lean Production). Esse sistema
possui como filosofia o emprego da identificao e minimizao ou eliminao progressiva das
fontes de desperdcios, baseando-se em cinco princpios fundamentais: a definio de valor (i), a
partir da viso do cliente e de suas necessidades, sendo ento determinadas s atividades necessrias
para ofertar o produto ao cliente com o menor nvel de desperdcio por meio da definio da cadeia
de valor (ii). Busca-se ento fabricao do produto usando de um fluxo contnuo (iii); que
disparado apenas quando o cliente efetua o pedido. Ou seja, usando de uma produo puxada (iv).
A partir destes quatro princpios e da utilizao de melhorias continuas (kaizen) ou melhorias
radicais (kaikaku) busca-se alcanar o quinto princpio fundamental que a perfeio (v) do
sistema (WOMACK; JONES; ROSS, 2004; HUNTER, 2004).
Benko e McFarlan (2003) destacam ainda outros aspectos que devem ser contemplados
dentro do Sistema de Produo Enxuto, tais como: maior preocupao com aspectos e questes
relativas a impactos ambientais; possibilidade de maior interao do cliente final na customizao
do produto; criao de mecanismos para estimular a fidelidade marca; montagem modular de
componentes e rpidas alteraes de configurao do cho-de-fbrica das empresas.
Ao se lecionar o conceito do Sistema de Produo Enxuta, deve-se levar em considerao
diversos temas que so interligados e que compem a denominada filosofia lean. Dentro destes
temas esto como: a melhoria contnua por meio do Kaizen, discernimento de uma cultura de
aprendizagem, desenvolvimento de liderana e times para implantao, utilizao de fluxo continuo
para identificao de problemas, utilizao de produo puxada, padronizao de atividades,
controle visual, entre outros (LIKER; MEIER, 2004).
Estes diversos temas associados aprendizagem do sistema de produo puxado foram
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levantados e destacados por Feld (2000) por meio do estabelecimento de uma classificao das
tcnicas e ferramentas mais comumente empregadas e que conseqentemente devem ser ensinadas
aos colaboradores durante a implantao do sistema. Para o autor tais tcnicas e ferramentas podem
ser agrupadas em cinco grandes categorias:
Fluxo de produo abrange tcnicas relacionadas com trocas fsicas, procedimentos de desenvolvimento de produtos e definio de padres que se fazem necessrios. Algumas tcnicas e
mtodos relacionados a esta categoria so: Mapeamento do Fluxo de Valor (MFV); maior grau de
customizao de processos, produtos e/ou servios; conceito de takt time; organizao de layout
celular, dentre outros.
Organizao e cultura so agrupadas neste conjunto questes relacionadas com a definio de papis de indivduos, aprendizado, comunicao e valores partilhados. Algumas
tcnicas e mtodos relacionados a esta categoria so: organizao de equipes multifuncionais,
empowerment, definio de misso e valores da organizao, dentre outros.
Controle de Processos aborda tcnicas relacionadas com acompanhamento/ monitoramento, controle, estabilizao e melhoria do processo de produo. Algumas tcnicas e
mtodos relacionados a esta categoria so: CEP (Controle Estatstico de Processo), SMED (Single
Minute Exchange of Die), Programa 5S, TPM (Total Productive Maintenance), Poka Yoke, dentre
outros.
Mtricas engloba tcnicas que medem o desempenho, objetivos de melhora e medidas de recompensa para os times de trabalho e colaboradores. Algumas mtricas realizadas so: tempo
de ciclo, giro de inventrio, valor agregado por trabalhador, dentre outros.
Logstica relaciona regras de funcionamento, tcnicas e mtodos de planificao e controle de fluxos de materiais internos e externos. Algumas tcnicas e mtodos relacionados a esta
categoria so: JIT (Just in Time), Kanban, classificao ABC, dentre outros.
A elaborao da dinmica busca contemplar o maior nmero possvel de elementos envoltos
a operacionalizao do Sistema Lean Production e aos ensinamentos transcorridos aos participantes
durante a aula ou treinamento ministrado. notrio que no ser possvel estabelecer uma dinmica
que envolva 100% das tcnicas e ferramentas aplicadas junto ao sistema de produo enxuta, sendo
que para atender aos demais tpicos deve-se utilizar ou elaborar outras simulaes.
3. Mtodo de desenvolvimento do trabalho
Os novos mtodos de ensino apoiados na simulao visam criao de ambientes cada vez
mais prximos da realidade. Alm disso, estes buscam criar, dentro do possvel, uma viso
sistmica do ambiente. Estes novos mtodos de ensino podem ser distintos em: jogo, cenrio,
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simulao (que por si s pode ser um mtodo de ensino) e mtodo case (SOUZA; CHAGAS;
SILVA, 2009).
Entre estes diversos mtodos de ensino, segundo Antonio, Wermeck e Pires (2005), existe
uma relao de dependncias que no so aplicadas a todos os casos. Segundo os autores, o mtodo
cenrio pode conter, internamente, um jogo ou um case e esse, por sua vez, um jogo. Tais
relaes so apresentadas na Figura 1.
Figura 1 - Relaes entre os mtodos de ensino
Fonte: Antonio, Wermeck; Pires (2005)
O desenvolvimento de uma proposta de jogos simulados, segundo Riis, Johansen e
Mikkelsen (1995), deve estar pautado em sete caractersticas, as quais foram trabalhadas durante a
criao deste trabalho. Estas caractersticas e abordagens utilizadas so apresentadas no Quadro 1.
Quadro 1 - Caractersticas para desenvolvimento de jogos simuladas e abordagem utilizadaCaracterstica do desenvolvimento de
jogos simuladosAbordagem utilizada
Possuir foco claro e restrito a poucos temas
A simulao apresenta-se focada em conceitos relativos ao sistema Lean Production e suas ferramentas.
Nvel do jogo adequado aos participantes O nvel do jogo concentra-se para alunos a partir do quinto semestre, os quais j possuem conceitos mais bem definidos, podendo-se obter resultados mais positivos da dinmica.
Conhecimento do tema pelos participantes A aplicao da dinmica aconselhada no final do semestre, de forma que o aluno possa utilizar e correlacionar os assuntos desenvolvidos.
Representao de um ambiente real, para que os participantes possam fazer analogia com a realidade
A simulao apresenta-se em torno de uma empresa fictcia, que, no entanto, possui caractersticas e desafios a serem alcanados porempresas reais.
Nvel de abstrao de acordo com as limitaes dos participantes, no contendo, se possvel, pontos ambguos
Os objetivos e os desafios a serem solucionados pelos alunos so destacados no incio da dinmica, delimitando o tema abordado e focando o assunto a ser trabalhado.
Resultado mensurvel, de preferncia quantitativamente
Os resultados obtidos nas diversas fases da simulao so representados quantitativamente por meio do auxilio de planilhas eletrnicas, as quais permitem a comparao entre os resultados obtidos durante as fases.
Conter direcionadores, tais como, desafios, competio e presso
So apresentados no incio da dinmica, com o intuito de direcionar e focalizar os esforos desenvolvidos.
Fonte: Autoria prpria (2011)
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Na literatura nacional o uso de simulao e jogos empresariais na engenharia de produo
apresenta-se restrito h poucos trabalhos, que abordam temas comumente estudado no campo da
Engenharia de Produo. O Quadro 2 descreve brevemente alguns desses trabalhos.
Quadro 2 - Artigos cientficos nacionais sobre jogos e simulao na Engenharia de ProduoAutor Foco Tema
Queiroz e Lucero (2009) Ensino Administrao da Produo
Uso de jogo empresarial para ensinar conceitos relativos a administrao da produo e planejamento e controle da produo
Rodrigues e Cavagnari (2006) Ensino de Administrao Uso de jogo empresarial para o ensino de conceitos relativos gesto de negcios
Pinho, Leal e Almeida (2005) Ensino de Gesto de Operaes
Uso de Bloquinhos de Montagem para o ensino de ferramentas de Gesto de Operaes
Ambrsio, Braga, Pereira (2009)
Ensino de Planejamento e Controle da Produo e Gesto da Cadeia de Suprimentos
Uso da simulao baseada no BeerGame, desenvolvido pelo MIT, o qual trabalho conceitos relativos a Planejamento e Controle da Produo e Gesto da Cadeia de Suprimentos.
Fonte: Autoria prpria (2011)
Com isso, o mtodo para elaborao da dinmica de simulao do Sistema de Produo
Enxuta seguiu o modelo apresentado na Figura 2.
Figura 2 Mtodo de desenvolvimento da simulao
Fonte: Autoria prpria (2011)
4. Dinmica de simulao do sistema produo enxuta
Nesta seo sero descritos os aspectos relativos proposta de criao de um ambiente fabril
simulado, no qual permite a 40 alunos aplicarem os conceitos aprendidos durante o semestre letivo
relacionados ao Sistema de Produo Enxuta.
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4.1 Caracterizao da empresa
A simulao inicia com a apresentao da empresa e dos desafios impostos as pessoas que
nela trabalham (neste caso os alunos). A narrativa da simulao desenvolve-se da seguinte maneira:
A POLIair atua no ramo de aeromodelismo h dois anos. A empresa produz em seu parque fabril
trs modelos de avies: tradicional (modelo bsico), morcego (modelo intermedirio), e wide fire
(modelo luxo). Nos ltimos trs meses a empresa vem passando por um processo de crescimento
superior ao esperado. No entanto, a empresa no dispe de recursos para investimentos de grande
porte, como aquisio de novos maquinrios ou a criao de um segundo turno de trabalho. Em
vista disso a empresa tem buscado alternativas que permitam continuar crescendo e atendendo ao
mercado.
4.2 O ambiente fabril atual
A POLIair dispe atualmente de uma rea planta fabril a qual conta com 40 colaboradores,
que possuem funes especificas e esto distribudos da seguinte maneira:
Almoxarife (trs colaboradores) responsvel pela separao do material a ser enviado fbrica;
Transportador (dois colaboradores) responsvel pelo transporte de materiais entre os processos produtivos;
Montador (12 colaboradores) divididos entre as 3 linhas de produtos da empresa (4 colaboradores em cada linha de produo: tradicional, morcego e wide fire), so responsveis pelo
processamento dos itens;
Inspetor de Qualidade (trs colaboradores) responsvel pela inspeo dos produtos fabricados no final da linha de montagem, e que sero encaminhados para posterior embalagem;
Embalagem (seis colaboradores) responsvel pelo empacotamento dos avies prontos.Supervisor de produo (dois colaboradores) responsvel pela superviso e manuteno
do ritmo da produo;
Cronoanalista (trs colaboradores) responsvel pela medio dos tempos de atividades;Analista de dados (trs colaboradores) responsvel pela coleta de dados junto aos
cronoanalistas
Os colaboradores apresentam-se dispostos no ambiente fabril o qual j possui um layout pr-
definido pelos proprietrios da empresa quando estes iniciaram suas atividades. Este layout
apresentado na Figura 3.
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Figura 3 - Layout inicial da fbrica de aeromodelos
Fonte: Autoria prpria (2011)
Como em todo ambiente fabril, as empresas possuem parmetros que impactam em seus
sistemas produtivos, tais como: o custo por unidade produzida, o custo de retrabalho/rejeio de
uma unidade, o preo de venda do produto, a produo diria necessria para atender a demanda,
entre outros. Estes aspectos so demonstrados no Quadro 3.
Quadro 3 - Parmetros fabris iniciais
Modelo Tradicional Morcego Wide Fire
Produo diria (peas/dia) 100 70 50
Produo em lote (peas/lote) 8 6 5
Tempo produo disponvel (min.) 30 min 30 min 30 min
Custo por unidade produzida R$ 4,50 R$ 5,20 R$ 7,60
Custo pea refugada/retrabalhada R$ 6,00 R$ 8,40 R$ 11,90
Preo de venda dos produtos R$ 12,00 R$ 17,50 R$ 25,50
Cor avio Roxo Verde Laranja
Fonte: Autoria prpria (2011)
3.3 Treinamento
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Aps a apresentao da empresa, da diviso das atividades entre os participantes e a
caracterizao do atual ambiente fabril, realizado o treinamento inicial onde demonstrada na
prtica qual tarefa este ir realizar. Nesta etapa importante apresentar aos participantes as tabelas
as quais tero de preencher, o trajeto que ter de percorrer, as operaes que tero de realizar para
montagem dos modelos, entre outros aspectos necessrios.
De forma a validar esta etapa, aconselhada a realizao de uma rodada de treinamento
(baseada na liberao de um lote de fabricao), onde o mediador da simulao acompanha o
processo e as tarefas de forma a esclarecer as dvidas.
Tal etapa importante, pois evita paradas desnecessrias da simulao quando esta j estiver
ocorrendo para se retirar dvidas relativas montagem dos produtos.
3.4 Rodada 1: produo em lotes
Terminada a rodada de treinamento e retirada das ltimas dvidas, inicia-se a jornada de
produo dos itens. Nesta fase os participantes da dinmica possuem 30 minutos para a fabricao
dos itens, sendo o objetivo principal atender a demanda estabelecida.
Cabe destacar, que nesta etapa de vital importncia o papel dos supervisores, os quais
devem exercem presso sobre as linhas de produo para que estas atinjam a meta, ao mesmo
tempo que devem verificar se os produtos esto sendo desenvolvidos dentro dos padres de
fabricao por lote.
Os inspetores de qualidade devem estar atentos aos produtos que chegam, de modo a
verificar se estes se encontram dentro das especificaes estabelecidas pelo mediador da dinmica.
Os cronoanalistas precisam realizar as medies de tempo que sero repassadas aos analistas
de dados, e que sero de grande importncia para a comparao dos resultados ao final da dinmica.
3.5 Anlise dos dados: rodada inicial
Encerrado o tempo de produo, os dados iniciais devem ser tabulados (vide Figura 3 no
anexo) de forma a permitir uma anlise preliminar da atual situao da empresa.
Nesta fase importante demonstrar aos participantes aspectos como: total de produtos
fabricados, total de produtos conformes, total de produtos refugados/rejeitados, tempos de
produo, tempo de valor agregado, tempo takt disponvel x tempo takt realizado.
3.6 Proposies e implementao de melhorias
Esta etapa concentra grande parte do sucesso da dinmica. Aps envolver os participantes
com a atual situao da empresa e faz-los vivenciar o seu dia-dia sob um aspecto produtivo,
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estes devero explorar o conhecimento adquirido nas aulas tericas e lig-los a atual situao da
empresa, com o intuito de melhorar ao mximo o desempenho fabril.
Para isso, os participantes devero possuir um intervalo para pensar e sugerir melhorias,
sendo uma ferramenta til para este processo o brainstorm. Uma sugesto que se apresentou til, foi
o desenvolvimento de uma tabela, na qual se permite no apenas anotar as sugestes recebidas
como tambm lig-las aos possveis ganhos que a empresa obter ao implant-la e ao tema da aula a
qual esta vinculada (Quadro 4).
Quadro 4 - Tabela exemplificada para anotaes das sugestes
Melhoria Sugerida Possvel Ganho Tema (s) Relacionado (s)
Alterao do layout de job shop para clulas de produo
Diminuio perdas relativas a transporteAumento produtividadeDiminuio do lead time
Layout
Tempo que agrega valor
Balanceamento da mo de obra nas clulas
Aumento produtividade Balanceamento da produo
Realizao de fluxo unitrio Aumento produoDiminuio de defeitos
Just in Time
Remoo das atividades de transporte
Aumento produo Tempo que agrega valor
Fonte: Autoria prpria (2011)
Aps anlise das melhorias sugeridas pelos participantes, estas so implantadas buscando
obter um melhor desempenho operacional da empresa. esperado nesta etapa que os participantes
tenham diagnostico possveis melhorias no layout organizacional, no fluxo de produo, na
possibilidade de formao de clulas de manufatura, no fluxo unitrio de produo, entre outros
aspectos.
3.7 Rodada 2: novo fluxo fabril
Aps o novo fluxo fabril ser desenvolvido e um breve treinamento realizado inicia-se
novamente a produo fabril em um perodo de tempo igual ao anterior. Deve-se ter ateno para os
mesmos aspectos citados na rodada inicial (item 3.4).
3.8 Anlise dos dados: rodada 2
Assim como na anlise de dados da primeira rodada, encerrado o tempo de produo os
dados devem ser tabulados (vide Figura 3 no anexo) de forma a permitir uma anlise da nova
situao da empresa.
Estes dados devem ser ento comparados aos dados anteriores destacando aos participantes
os benefcios das mudanas realizadas (vide Figura 4 no anexo). importante enaltecer a relao
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Revista Gesto Industrial
entre as propostas de melhorias e a obteno de ganhos no ambiente fabril.
3.9 Encerramento da dinmica
O fechamento da dinmica deve ser realizado destacando, de maneira resumida, o estado
inicial da fbrica, as metas propostas e se estas foram alcanadas e o estado atual o qual a empresa
ficou.
Alm disso, deve-se reservar um intervalo de tempo aos participantes, de maneira similar a
realizada no item 3.6, para que estes possam vislumbrar novas melhorias que ainda possam ser
efetivadas.
Por fim, o mediador da dinmica deve estimular que os participantes comentem quais foram
s lies aprendidas, a proporem melhorias e outros aspectos que virem como pertinentes, devendo
estas ser tabuladas para futuras melhorias na dinmica (Quadro 5).
Quadro 5 - Tabela proposta para cadastro de comentrios dos participantes
Participante Comentrio
Aluno 1 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Aluno 2 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Aluno n xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Fonte: Autoria prpria (2011)
4. Concluses
A implantao de novas metodologias de ensino uma realidade. Cada vez mais novas
formas de ensino vm tendo destaque nas universidades. Contudo, o uso destes mtodos ainda tem
ocorrido de forma relativamente tmida, pois esses mtodos demandam muitos recursos, em alguns
casos financeiros e intelectuais.
O presente trabalho objetiva apresentar o desenvolvimento e aplicao de uma simulao
como ferramenta didtica para complementao do processo de aprendizado. Esta ferramenta visa
suprir, de maneira inicial, a ausncia de simulaes, que destacada por Antonio, Wermeck e Pires
(2005), como pouco empregadas no ensino de engenharia de produo.
A aprendizagem vivencial (por meio dos jogos didticos) faz com que o papel principal do
processo de ensino-aprendizagem desloque para o discente, que passa a ser o centro do processo,
diferentemente do ensino tradicional que enfoca o papel do professor. Isto facilita um envolvimento
maior, pelo desejo da busca de aprendizado competitivo e cooperativo. O trabalho em grupo
prevalece sobre a apresentao expositiva e individual do docente.
A dinmica exposta visa trabalhar com conceitos ensinados no decorrer do semestre letivo e
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Revista Gesto Industrial
tratam tpicos relativos a produo enxuta, como: lotes de produo; padronizao do trabalho,
simplificao de operaes; formao de clulas de manufatura; clculo de tempo de ciclo, clculo
de takt time; aumento de velocidade e ritmo de trabalho; reduo do tempo de atravessamento;
diminuio de transporte; curva de aprendizagem; e atividades que agregam/no agregam valor.
A abordagem destes tpicos apresentam-se ainda distintos aos desenvolvidos pelas
simulaes criados por Queiroz e Lucero (2009), Rodrigues e Cavagnari (2006), Pinho, Leal e
Almeida (2005, Ambrsio, Braga, Pereira (2009), sendo esta simulao uma nova ferramenta para
aplicao e desenvolvimento da teoria.
O roteiro de criao (conjunto de passos e atividades) descrito contribui para a sistemtica
de processo do modelo de simulao aplicado junto aos alunos e permite um trabalho de captao
de necessidades e limitaes da empresa. Os diferentes passos e atividades configuraram como
orientadores do desenvolvimento, dando suporte a um processo estruturado de criao.
Cabe ressaltar que, mesmo havendo a compreenso dos conceitos envolvidos na dinmica
pelos participantes, deve-se haver um planejamento prvio para o efetivo sucesso da dinmica.
Dvidas sempre ocorrem durante a realizao principalmente quando se trabalha com um elevado
nmero de alunos, devendo sempre o professor esforar ao mximo para manter a organizao no
ambiente.
Esta dinmica vem sendo aplicada junto a alunos do curso de graduao de Engenharia de
Produo da Faculdade Politcnica de Campinas e Faculdade de Jaguarina desde 2008, tendo sido
uma ferramenta de complementao as aulas terica desenvolvidas no semestre letivo, tendo
participado neste perodo aproximadamente 200 alunos. Quanto aos resultados, destaca-se por parte
dos alunos a mudana imposta pela realizao da dinmica e a quebra da rotina de aulas. Os
mesmos enfatizam que tpicos muitas vezes trabalhados apenas teoricamente podem ser
experimentados na prtica, demonstrando possveis casos e dificuldades que enfrentaro no
ambiente fabril. Apontam ainda que as mudanas propostas no param apenas na formao do
layout do tipo linha, mas que podia-se ainda ser trabalhado o clculo e implantao do kanban para
dar continuidade a dinmica, trabalhando com isso a ferramenta PDCA.
Nota-se ainda que a criao deste jogo possibilitou a gerao de um modelo que aproximou-
se adequadamente a realidade. Os bons resultados obtidos estimulam a continuao dos estudos,
com possibilidade de desdobramentos para outras reas como Planejamento e Controle da Produo
(PCP); Gesto da Qualidade e Gesto de Operaes, haja vista a lacuna existente tanto na literatura
como no ambiente de aprendizagem da Engenharia de Produo.
Abstract
The usage of games and simulation has been currently spread as a support tool to the learning
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process. Nonetheless, these are still restricted to few types in the production engineering learning, due to the difficulty in creating one of them. The current article tries to fulfill this need presenting an educational game for assembling paper planes. From a pre-structured factory, the participants are involved and stimulated to modify the industrial environment by means of knowledge acquired during the academic term. Several topics linked to the lean manufacture are mentioned, like: production lots; work standardization, simplification of operations; formation of manufacture cells; calculation of cycle time, calculation of takt time; increase in the work speed and rhythm; reduction in intermediation time; decrease on transportation; learning curve; and activities which aggregate/dont aggregate value. As a result, among several aspects, the improvement on the visualization and fixation of the transmitted concepts is noticeable, since the application of simulation demonstrate possible cases and difficulties they face in the industrial environment.
Key words: simulation; didactic game; plant paper airplane; lean production system.
Referncias
AMBRSIO, B. G.; BRAGA, J. L.; PEREIRA, M. O. UFV BeerGame: intermediando o aprendizado em cadeias de fornecimento com simulao e jogos empresariais. In: SIMPSIO BRASILEIRO DE INFORMTICA NA EDUCAO, 17, Braslia. Anais... Braslia, 2006.
ANTONIO, D. G.; WERNECK, A. M. F.; PIRES, S. R. I. Simulao, cenrios, jogos e cases aplicados no ensino da Engenharia de Produo. In: SIMPSIO DE ENGENHARIA DE PRODUO, 12, Bauru. Anais... Bauru, 2005.
BELLAN, Z. S. Andragogia em ao: como ensinar adultos sem se tornar maante. Santa Brbara dOeste: SOCEP Editora, 2005.
BENKO, C.; MC FARLAN, W. Methamorphosis in the auto industry. Strategy & Leadership, v.31, n.4, p. 4-8, 2003.
DEPEXE, M. D.; DORNELES, J .B.; COSTA, A. C. F.; SANTOS, D.G.; HEINECK, L.F.M. Apresentao de um jogodidtico como ferramenta de apoio ao ensino da produo enxuta. Revista Gesto Industrial, v. 02, n. 04, p. 140-151, 2006.
FELD, W.M. Lean manufacturing: tools, techniques, and how to use them. CRC Ed. 248 p, 2000.
FIGUEIREDO, R. S.; ZAMBOM, A. C.; SAITO, J. R. A introduo da simulao como ferramenta de ensino e aprendizagem. In: ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUO, 21, Salvador. Anais Salvador,2001.
HUNTER, S.L. Ten Steps to Lean Production. FDM Management, p. 20-23, 2004.
LAW, A. M.; KELTON, W. D. Simulation modeling and analysis. 3rd ed. New York: McGraw Hill, 2000.
LEIS, R. P.; KLIPPEL, M.; PELLEGRIN, I.; ANTUNES JNIOR, J. A. A utilizao de jogos de simulao computacional no ensino de administrao da produo: um estudo comparativo da aplicao do PSP. In: ENCONTRO DA ANPAD, 30, Salvador. Anais... Salvador, 2006.
LIKER, J. K. MEIER, D. O modelo Toyota: manual de aplicao, Porto Alegre: Bookman, 2007
OLIVEIRA, F. P. S.; SOUZA, R. L. R.; MEDEIROS JUNIOR, J. V.; ANEZ, M. E. M. Aplicao da simulao empresarial no ensino da graduao. In: SIMPSIO DE ENGENHARIA DE PRODUO, 12, Bauru. Anais... Bauru,2006.
PESSA, M. S. P.; MARQUES FILHO, P. A. Jogos de empresas: uma metodologia para o ensino de engenharia ou administrao. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE EDUCAO EM ENGENHARIA, 29, Rio Grande do Sul. Anais... Rio Grande do Sul, 2001.
214
Revista Gesto Industrial
PINHO, A F.; LEAL, F.; ALMEIDA, D. A. Utilizao de bloquinhos de montagem LEGO para o ensino dos conceitos do Sistema Toyota de Produo. In: ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUO, 25, Porto Alegre. Anais... Porto Alegre, 2005.
PROENA JNIOR, D. Critrios para o uso de jogos pedaggicos. In: ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUO, 32, Ouro Preto. Anais... Ouro Preto, 2003.
QUEIROZ , A. A.; LUCERO, A. G. Jogos, uma alternativa para complementar o ensino da administrao da produo. In: ENCONTRO DE EDUCAO EM ENGENHARIA, 6, Rio de Janeiro. Anais Rio de Janeiro, 2000.
RAUCH-GEELHAAR, C.; JENKE, K.; THURNES, C. M. Gaming in industrial management quality and competence in advanced training. Production Planning & Control, v. 14, n. 2, p. 155-165, 2003.
RIIS; J. O.; JOHANSEN; J.; MIKKELSEN; H. Design of simulation games: simulation games and learning in production management. Denmak. Chapman & Hall, 1995.
ROBINSON, S. Simulation: the practice of model development and use. Chichester: John Wiley & Sons, 2003.
RODRIGUES, E. M. Z.; CAVAGNARI, D. W. Jogos de empresas universitrios UTP sistema didtico pedaggico de simulao de gesto de negcios. In: SEMINRIOS DE PESQUISA, 10, Paran, 2006.
SCHRAMM, F.K.; FORMOSO, C.T. Uso de simulao interativa visual no projeto de sistemas de produo de empreendimentos da construo civil. In: ENCONTRO DE TECNOLOGIA DE INFORMAO E COMUNICAO NA CONTRUO CIVIL, 3, Porto Alegre. Anais... Porto Alegre, 2007.
SOUZA, A. V.; CHAGAS, F. A.; SILVA, C. E. Jogos de empresas como ferramenta de treinamento e desenvolvimento. Revista Campus, Paripiranga, v.2, n.1, p.6-30, 2009.
WOMACK, J. P., JONES, D. T., ROOS, D. A mquina que mudou o mundo. Ed. Campus, 2004.
Dados dos autores
Nome completo: Eduardo Guilherme Satolo
Filiao institucional: Faculdade Politcnica de Campinas - POLICAMP
Departamento: Engenharia de Produo
Funo ou cargo ocupado: Professor Coordenador do Curso de Engenharia de Produo
Endereo completo para correspondncia (bairro, cidade, estado, pas e CEP): Av. Dona Jane
Conceio, 1385, Paulista, Piracicaba, So Paulo, Brasil, CEP 13403-040
Telefones para contato: (19) 9160-9659 ou (19) 3756-2300 ramal 226
e-mail: engproducao@policamp.edu.br ou edusatolo@hotmail.com
Enviado em: 28/06/2010
Aprovado em:15/06/2011
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Revista Gesto Industrial
ANEXOSQuadro 6 - Tabela mestra para coleta de dados
Modelo ________ Tem
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Cronometragem 1
Cronometragem 12
Cronometragem 25
Tempo mdio Acumulado
Tempo de Ciclo
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Previso
Demanda diria solicitada
Tempo disponvel (seg.)
Takt time (seg/p)
Unidades produzidas total Realizado
Unidades boas Demanda produzida
Unidades rejeitadas Tempo disponvel (seg.)
Takt Time realizado
Fonte: Autoria prpria (2011)
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Revista Gesto Industrial
Quadro 7 - Tabela de comparao dos resultados das rodadas
Indicadores Produo
Tempo Ciclo(seg.)
Tempo Agrega Valor (%)
Tempo No Agrega Valor (%)
Takt Time Estoque em Processo
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Tradicional
Morcego
Wide Fenix
ProduoQtdade Produzida Itens Refugados Itens bons
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Tradicional
Morcego
Wide Fenix
Total
FinanceiroCusto Produo Custo Refugados Custo total
(Produo + Refugados)Receita vendas Lucro Lquido Margem Lucro
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Tradicional
Morcego
Wide Fenix
TotalFonte: Autoria prpria (2011)
Universidade Tecnolgica Federal do Paran - UTFPR
Campus Ponta Grossa - Paran - Brasil
ISSN 1808-0448 / v. 07, n. 02: p. 201-216, 2011
D.O.I.:10.3895/S1808-04482011000200011
Revista Gesto Industrial
Modelo de simulao aplicado ao conceito da produo enxuta no ensino de engenharia de produo
Simulation model applied to the Lean Production concept on Production Engineering Education
Eduardo Guilherme Satolo1
1 Faculdade Politcnica de Campinas POLICAMP Campinas Brasil
engproducao@policamp.edu.br
Resumo
A utilizao de jogos e simulao tm se difundido atualmente como uma ferramenta de apoio ao ensino. No entanto, estes ainda esto restritos a poucos quando se aborda o ensino de engenharia de produo devido, principalmente, dificuldade de se criar um jogo. O presente artigo visa suprir esta necessidade apresentando um jogo didtico de montagem de avies de papel. A partir de uma fbrica pr-estruturada, os participantes so envolvidos e estimulados a modificarem o ambiente fabril, por meio dos conhecimentos adquiridos no decorrer do semestre letivo. So tratados diversos tpicos relativos produo enxuta, como: lotes de produo; padronizao do trabalho; simplificao de operaes; formao de clulas de manufatura; clculo de tempo de ciclo, clculo de takt time; aumento de velocidade e ritmo de trabalho; reduo do tempo de atravessamento; diminuio de transporte; curva de aprendizagem; e atividades que agregam/no agregam valor. Como resultado nota-se, entre diversos aspectos, a melhora por parte dos participantes na compreenso dos ensinamentos tericos, j que a aplicao da simulao demonstrar possveis casos e dificuldades que enfrentaro no ambiente fabril.
Palavras-chave: simulao; jogo didtico; fbrica avies de papel; sistema de produo enxuta.
1. Introduo
Historicamente, a transmisso de conhecimento dentro do ambiente acadmico abordada de maneira fragmentada, em disciplinas separadas sem relacionamentos relevantes entre si. Alm disso, as informaes e os alunos so tratados de maneira padronizada, cuja nfase da aprendizagem est no professor, ao invs daquele que efetivamente deve aprender, resultando em alunos inertes neste processo educacional, no qual exercem pouca influncia (OLIVEIRA et al., 2006).
Trabalhar com o ensino de adultos de maneira fragmentada e sem colocar o aluno como principal cliente do ensino resulta na baixa absoro de conhecimentos. Estudos realizados na rea da Andragogia, arte de ensino para adultos, demonstram que os estudantes adultos aprendem apenas 10% do que ouvem, aps 72 horas. Entretanto so capazes de lembrar 85% do que ouvem, vm e fazem, aps as mesmas 72 horas (Bellan, 2005).
Fazer com que o aluno retenha mais do que 10% do seu conhecimento uma arte, e traz ao profissional do ensino superior um desafio cada vez maior.
Nos ltimos anos, com os avanos da Tecnologia da Informao, diversos recursos foram introduzidos no ambiente escolar para apoiar as ferramentas tradicionais de ensino: lousa e giz. Apresentaes multimdia, lousa digital, vdeos, aulas prticas simulando ambientes reais tornaram-se mais comuns e permitiram o aumento do conhecimento absorvido por parte dos alunos.
No entanto, em alguns campos do conhecimento ainda possvel utilizar ferramentas de apoio ao ensino pouco empregadas no ambiente educacional, algumas vezes pelo desconhecimento por parte dos docentes, ou pela dificuldade em se elaborar tais ferramentas.
O uso de jogos didticos uma alternativa de ensino, pois permite abordar tcnicas por meio da simulao do processo produtivo, com o objetivo de melhorar a produtividade da equipe e o aumento do nvel de conhecimento absorvido que passado (Depexe et al., 2006).
Os jogos e simulaes so consideradas ferramentas pedaggicas eficientes para o ensino, pois permitem explorar estratgias alternativas e suas conseqncias, em um ambiente seguro e prximo do real, com a vantagem de simplificar os elementos vivenciados cotidianamente e inseri-los no ambiente escolar. (Schramm; FORMOSO, 2007).
O uso da simulao apresenta diversos benefcios entre os quais: a possibilidade de representao da complexidade de um sistema de produo, a comparao entre projetos alternativos, mensurar os efeitos de diferentes polticas sobre o desempenho do sistema, formar as competncias necessrias onde o conhecimento atual no suficiente, desenvolver as melhores habilidades cognitivas e capacidade crtica, incluir o ambiente econmico no foco gerencial, desenvolver esprito crtico nas decises, estimular a transposio da aprendizagem. (LAW; KELTON, 2000; PESSA; MARQUES FILHO, 2001; FIGUEIREDO; ZAMBOM; SAITO, 2001; ROBINSON, 2003; Rauch-Geelhaar; Jenke; Thurnes, 2003).
Desta forma, segundo Depexe et al. (2006), estas ferramentas de treinamento, como a simulao, devem ser adaptadas de acordo com a demanda especfica de conhecimento, combinando diferentes formas de ensino, mtodos e ferramentas que possibilitem a aquisio de competncias.
No entanto, o emprego de simulaes ainda pouco explorado no ensino de engenharia de produo devido dificuldade de se criar um jogo (ANTONIO; WERMECK ; PIRES, 2005). Estas dificuldades podem ser de origem conceitual, relacionadas a restrio na obteno de informaes na literatura de jogos similares e ou pela formao de reserva de mercado por parte de seus autores, haja vista que muitos deles so lucrativas fontes de renda em cursos pagos; de origem tecnolgica, j que com o uso de novas tecnologias, principalmente as relacionadas com computadores e simuladores, necessita de habilidades extras, tanto dos participantes quanto do instrutor; e de origem financeira, com a limitao de recursos para o desenvolvimento e criao dos jogos (PROENA JUNIOR, 2003; LEIS et al., 2006).
Neste contexto, o objetivo deste artigo apresentar um jogo didtico como ferramenta de apoio ao ensino da engenharia de produo e do conceito de sistema Lean Production, por meio da simulao de uma linha de produo de avies de papel, a partir do qual se podem abordar diversos conceitos relativos aos sistemas de produo enxuto.
2. Breve contextualizao do sistema de produo enxuta
As marcas deixadas pela 2 Guerra Mundial no Japo fizeram com que as empresas deste pas buscassem alternativas para crescer em meio ao caos e ao baixo poder aquisitivo da populao. Neste perodo, iniciou-se o conceito de um sistema produtivo denominado primeiramente Sistema Toyota de Produo.
Os fundamentos desenvolvidos pelo Sistema Toyota de Produo deram origem ao que se denomina atualmente de Sistema de Produo Enxuta (ou Sistema Lean Production). Esse sistema possui como filosofia o emprego da identificao e minimizao ou eliminao progressiva das fontes de desperdcios, baseando-se em cinco princpios fundamentais: a definio de valor (i), a partir da viso do cliente e de suas necessidades, sendo ento determinadas s atividades necessrias para ofertar o produto ao cliente com o menor nvel de desperdcio por meio da definio da cadeia de valor (ii). Busca-se ento fabricao do produto usando de um fluxo contnuo (iii); que disparado apenas quando o cliente efetua o pedido. Ou seja, usando de uma produo puxada (iv). A partir destes quatro princpios e da utilizao de melhorias continuas (kaizen) ou melhorias radicais (kaikaku) busca-se alcanar o quinto princpio fundamental que a perfeio (v) do sistema (WOMACK; JONES; ROSS, 2004; HUNTER, 2004).
Benko e McFarlan (2003) destacam ainda outros aspectos que devem ser contemplados dentro do Sistema de Produo Enxuto, tais como: maior preocupao com aspectos e questes relativas a impactos ambientais; possibilidade de maior interao do cliente final na customizao do produto; criao de mecanismos para estimular a fidelidade marca; montagem modular de componentes e rpidas alteraes de configurao do cho-de-fbrica das empresas.
Ao se lecionar o conceito do Sistema de Produo Enxuta, deve-se levar em considerao diversos temas que so interligados e que compem a denominada filosofia lean. Dentro destes temas esto como: a melhoria contnua por meio do Kaizen, discernimento de uma cultura de aprendizagem, desenvolvimento de liderana e times para implantao, utilizao de fluxo continuo para identificao de problemas, utilizao de produo puxada, padronizao de atividades, controle visual, entre outros (LIKER; MEIER, 2004).
Estes diversos temas associados aprendizagem do sistema de produo puxado foram levantados e destacados por Feld (2000) por meio do estabelecimento de uma classificao das tcnicas e ferramentas mais comumente empregadas e que conseqentemente devem ser ensinadas aos colaboradores durante a implantao do sistema. Para o autor tais tcnicas e ferramentas podem ser agrupadas em cinco grandes categorias:
Fluxo de produo abrange tcnicas relacionadas com trocas fsicas, procedimentos de desenvolvimento de produtos e definio de padres que se fazem necessrios. Algumas tcnicas e mtodos relacionados a esta categoria so: Mapeamento do Fluxo de Valor (MFV); maior grau de customizao de processos, produtos e/ou servios; conceito de takt time; organizao de layout celular, dentre outros.
Organizao e cultura so agrupadas neste conjunto questes relacionadas com a definio de papis de indivduos, aprendizado, comunicao e valores partilhados. Algumas tcnicas e mtodos relacionados a esta categoria so: organizao de equipes multifuncionais, empowerment, definio de misso e valores da organizao, dentre outros.
Controle de Processos aborda tcnicas relacionadas com acompanhamento/ monitoramento, controle, estabilizao e melhoria do processo de produo. Algumas tcnicas e mtodos relacionados a esta categoria so: CEP (Controle Estatstico de Processo), SMED (Single Minute Exchange of Die), Programa 5S, TPM (Total Productive Maintenance), Poka Yoke, dentre outros.
Mtricas engloba tcnicas que medem o desempenho, objetivos de melhora e medidas de recompensa para os times de trabalho e colaboradores. Algumas mtricas realizadas so: tempo de ciclo, giro de inventrio, valor agregado por trabalhador, dentre outros.
Logstica relaciona regras de funcionamento, tcnicas e mtodos de planificao e controle de fluxos de materiais internos e externos. Algumas tcnicas e mtodos relacionados a esta categoria so: JIT (Just in Time), Kanban, classificao ABC, dentre outros.
A elaborao da dinmica busca contemplar o maior nmero possvel de elementos envoltos a operacionalizao do Sistema Lean Production e aos ensinamentos transcorridos aos participantes durante a aula ou treinamento ministrado. notrio que no ser possvel estabelecer uma dinmica que envolva 100% das tcnicas e ferramentas aplicadas junto ao sistema de produo enxuta, sendo que para atender aos demais tpicos deve-se utilizar ou elaborar outras simulaes.
3. Mtodo de desenvolvimento do trabalho
Os novos mtodos de ensino apoiados na simulao visam criao de ambientes cada vez mais prximos da realidade. Alm disso, estes buscam criar, dentro do possvel, uma viso sistmica do ambiente. Estes novos mtodos de ensino podem ser distintos em: jogo, cenrio, simulao (que por si s pode ser um mtodo de ensino) e mtodo case (SOUZA; CHAGAS; SILVA, 2009).
Entre estes diversos mtodos de ensino, segundo Antonio, Wermeck e Pires (2005), existe uma relao de dependncias que no so aplicadas a todos os casos. Segundo os autores, o mtodo cenrio pode conter, internamente, um jogo ou um case e esse, por sua vez, um jogo. Tais relaes so apresentadas na Figura 1.
Figura 1 - Relaes entre os mtodos de ensino
Fonte: Antonio, Wermeck; Pires (2005)
O desenvolvimento de uma proposta de jogos simulados, segundo Riis, Johansen e Mikkelsen (1995), deve estar pautado em sete caractersticas, as quais foram trabalhadas durante a criao deste trabalho. Estas caractersticas e abordagens utilizadas so apresentadas no Quadro 1.
Quadro 1 - Caractersticas para desenvolvimento de jogos simuladas e abordagem utilizada
Caracterstica do desenvolvimento de jogos simulados
Abordagem utilizada
Possuir foco claro e restrito a poucos temas
A simulao apresenta-se focada em conceitos relativos ao sistema Lean Production e suas ferramentas.
Nvel do jogo adequado aos participantes
O nvel do jogo concentra-se para alunos a partir do quinto semestre, os quais j possuem conceitos mais bem definidos, podendo-se obter resultados mais positivos da dinmica.
Conhecimento do tema pelos participantes
A aplicao da dinmica aconselhada no final do semestre, de forma que o aluno possa utilizar e correlacionar os assuntos desenvolvidos.
Representao de um ambiente real, para que os participantes possam fazer analogia com a realidade
A simulao apresenta-se em torno de uma empresa fictcia, que, no entanto, possui caractersticas e desafios a serem alcanados por empresas reais.
Nvel de abstrao de acordo com as limitaes dos participantes, no contendo, se possvel, pontos ambguos
Os objetivos e os desafios a serem solucionados pelos alunos so destacados no incio da dinmica, delimitando o tema abordado e focando o assunto a ser trabalhado.
Resultado mensurvel, de preferncia quantitativamente
Os resultados obtidos nas diversas fases da simulao so representados quantitativamente por meio do auxilio de planilhas eletrnicas, as quais permitem a comparao entre os resultados obtidos durante as fases.
Conter direcionadores, tais como, desafios, competio e presso
So apresentados no incio da dinmica, com o intuito de direcionar e focalizar os esforos desenvolvidos.
Fonte: Autoria prpria (2011)
Na literatura nacional o uso de simulao e jogos empresariais na engenharia de produo apresenta-se restrito h poucos trabalhos, que abordam temas comumente estudado no campo da Engenharia de Produo. O Quadro 2 descreve brevemente alguns desses trabalhos.
Quadro 2 - Artigos cientficos nacionais sobre jogos e simulao na Engenharia de Produo
Autor
Foco
Tema
Queiroz e Lucero (2009)
Ensino Administrao da Produo
Uso de jogo empresarial para ensinar conceitos relativos a administrao da produo e planejamento e controle da produo
Rodrigues e Cavagnari (2006)
Ensino de Administrao
Uso de jogo empresarial para o ensino de conceitos relativos gesto de negcios
Pinho, Leal e Almeida (2005)
Ensino de Gesto de Operaes
Uso de Bloquinhos de Montagem para o ensino de ferramentas de Gesto de Operaes
Ambrsio, Braga, Pereira (2009)
Ensino de Planejamento e Controle da Produo e Gesto da Cadeia de Suprimentos
Uso da simulao baseada no BeerGame, desenvolvido pelo MIT, o qual trabalho conceitos relativos a Planejamento e Controle da Produo e Gesto da Cadeia de Suprimentos.
Fonte: Autoria prpria (2011)
Com isso, o mtodo para elaborao da dinmica de simulao do Sistema de Produo Enxuta seguiu o modelo apresentado na Figura 2.
Figura 2 Mtodo de desenvolvimento da simulao
Fonte: Autoria prpria (2011)
4. Dinmica de simulao do sistema produo enxuta
Nesta seo sero descritos os aspectos relativos proposta de criao de um ambiente fabril simulado, no qual permite a 40 alunos aplicarem os conceitos aprendidos durante o semestre letivo relacionados ao Sistema de Produo Enxuta.
4.1 Caracterizao da empresa
A simulao inicia com a apresentao da empresa e dos desafios impostos as pessoas que nela trabalham (neste caso os alunos). A narrativa da simulao desenvolve-se da seguinte maneira: A POLIair atua no ramo de aeromodelismo h dois anos. A empresa produz em seu parque fabril trs modelos de avies: tradicional (modelo bsico), morcego (modelo intermedirio), e wide fire (modelo luxo). Nos ltimos trs meses a empresa vem passando por um processo de crescimento superior ao esperado. No entanto, a empresa no dispe de recursos para investimentos de grande porte, como aquisio de novos maquinrios ou a criao de um segundo turno de trabalho. Em vista disso a empresa tem buscado alternativas que permitam continuar crescendo e atendendo ao mercado.
4.2 O ambiente fabril atual
A POLIair dispe atualmente de uma rea planta fabril a qual conta com 40 colaboradores, que possuem funes especificas e esto distribudos da seguinte maneira:
Almoxarife (trs colaboradores) responsvel pela separao do material a ser enviado fbrica;
Transportador (dois colaboradores) responsvel pelo transporte de materiais entre os processos produtivos;
Montador (12 colaboradores) divididos entre as 3 linhas de produtos da empresa (4 colaboradores em cada linha de produo: tradicional, morcego e wide fire), so responsveis pelo processamento dos itens;
Inspetor de Qualidade (trs colaboradores) responsvel pela inspeo dos produtos fabricados no final da linha de montagem, e que sero encaminhados para posterior embalagem;
Embalagem (seis colaboradores) responsvel pelo empacotamento dos avies prontos.
Supervisor de produo (dois colaboradores) responsvel pela superviso e manuteno do ritmo da produo;
Cronoanalista (trs colaboradores) responsvel pela medio dos tempos de atividades;
Analista de dados (trs colaboradores) responsvel pela coleta de dados junto aos cronoanalistas
Os colaboradores apresentam-se dispostos no ambiente fabril o qual j possui um layout pr-definido pelos proprietrios da empresa quando estes iniciaram suas atividades. Este layout apresentado na Figura 3.
Figura 3 - Layout inicial da fbrica de aeromodelos
Fonte: Autoria prpria (2011)
Como em todo ambiente fabril, as empresas possuem parmetros que impactam em seus sistemas produtivos, tais como: o custo por unidade produzida, o custo de retrabalho/rejeio de uma unidade, o preo de venda do produto, a produo diria necessria para atender a demanda, entre outros. Estes aspectos so demonstrados no Quadro 3.
Quadro 3 - Parmetros fabris iniciais
Modelo
Tradicional
Morcego
Wide Fire
Produo diria (peas/dia)
100
70
50
Produo em lote (peas/lote)
8
6
5
Tempo produo disponvel (min.)
30 min
30 min
30 min
Custo por unidade produzida
R$ 4,50
R$ 5,20
R$ 7,60
Custo pea refugada/retrabalhada
R$ 6,00
R$ 8,40
R$ 11,90
Preo de venda dos produtos
R$ 12,00
R$ 17,50
R$ 25,50
Cor avio
Roxo
Verde
Laranja
Fonte: Autoria prpria (2011)
3.3 Treinamento
Aps a apresentao da empresa, da diviso das atividades entre os participantes e a caracterizao do atual ambiente fabril, realizado o treinamento inicial onde demonstrada na prtica qual tarefa este ir realizar. Nesta etapa importante apresentar aos participantes as tabelas as quais tero de preencher, o trajeto que ter de percorrer, as operaes que tero de realizar para montagem dos modelos, entre outros aspectos necessrios.
De forma a validar esta etapa, aconselhada a realizao de uma rodada de treinamento (baseada na liberao de um lote de fabricao), onde o mediador da simulao acompanha o processo e as tarefas de forma a esclarecer as dvidas.
Tal etapa importante, pois evita paradas desnecessrias da simulao quando esta j estiver ocorrendo para se retirar dvidas relativas montagem dos produtos.
3.4 Rodada 1: produo em lotes
Terminada a rodada de treinamento e retirada das ltimas dvidas, inicia-se a jornada de produo dos itens. Nesta fase os participantes da dinmica possuem 30 minutos para a fabricao dos itens, sendo o objetivo principal atender a demanda estabelecida.
Cabe destacar, que nesta etapa de vital importncia o papel dos supervisores, os quais devem exercem presso sobre as linhas de produo para que estas atinjam a meta, ao mesmo tempo que devem verificar se os produtos esto sendo desenvolvidos dentro dos padres de fabricao por lote.
Os inspetores de qualidade devem estar atentos aos produtos que chegam, de modo a verificar se estes se encontram dentro das especificaes estabelecidas pelo mediador da dinmica.
Os cronoanalistas precisam realizar as medies de tempo que sero repassadas aos analistas de dados, e que sero de grande importncia para a comparao dos resultados ao final da dinmica.
3.5 Anlise dos dados: rodada inicial
Encerrado o tempo de produo, os dados iniciais devem ser tabulados (vide Figura 3 no anexo) de forma a permitir uma anlise preliminar da atual situao da empresa.
Nesta fase importante demonstrar aos participantes aspectos como: total de produtos fabricados, total de produtos conformes, total de produtos refugados/rejeitados, tempos de produo, tempo de valor agregado, tempo takt disponvel x tempo takt realizado.
3.6 Proposies e implementao de melhorias
Esta etapa concentra grande parte do sucesso da dinmica. Aps envolver os participantes com a atual situao da empresa e faz-los vivenciar o seu dia-dia sob um aspecto produtivo, estes devero explorar o conhecimento adquirido nas aulas tericas e lig-los a atual situao da empresa, com o intuito de melhorar ao mximo o desempenho fabril.
Para isso, os participantes devero possuir um intervalo para pensar e sugerir melhorias, sendo uma ferramenta til para este processo o brainstorm. Uma sugesto que se apresentou til, foi o desenvolvimento de uma tabela, na qual se permite no apenas anotar as sugestes recebidas como tambm lig-las aos possveis ganhos que a empresa obter ao implant-la e ao tema da aula a qual esta vinculada (Quadro 4).
Quadro 4 - Tabela exemplificada para anotaes das sugestes
Melhoria Sugerida
Possvel Ganho
Tema (s) Relacionado (s)
Alterao do layout de job shop para clulas de produo
Diminuio perdas relativas a transporte
Aumento produtividade
Diminuio do lead time
Layout
Tempo que agrega valor
Balanceamento da mo de obra nas clulas
Aumento produtividade
Balanceamento da produo
Realizao de fluxo unitrio
Aumento produo
Diminuio de defeitos
Just in Time
Remoo das atividades de transporte
Aumento produo
Tempo que agrega valor
Fonte: Autoria prpria (2011)
Aps anlise das melhorias sugeridas pelos participantes, estas so implantadas buscando obter um melhor desempenho operacional da empresa. esperado nesta etapa que os participantes tenham diagnostico possveis melhorias no layout organizacional, no fluxo de produo, na possibilidade de formao de clulas de manufatura, no fluxo unitrio de produo, entre outros aspectos.
3.7 Rodada 2: novo fluxo fabril
Aps o novo fluxo fabril ser desenvolvido e um breve treinamento realizado inicia-se novamente a produo fabril em um perodo de tempo igual ao anterior. Deve-se ter ateno para os mesmos aspectos citados na rodada inicial (item 3.4).
3.8 Anlise dos dados: rodada 2
Assim como na anlise de dados da primeira rodada, encerrado o tempo de produo os dados devem ser tabulados (vide Figura 3 no anexo) de forma a permitir uma anlise da nova situao da empresa.
Estes dados devem ser ento comparados aos dados anteriores destacando aos participantes os benefcios das mudanas realizadas (vide Figura 4 no anexo). importante enaltecer a relao entre as propostas de melhorias e a obteno de ganhos no ambiente fabril.
3.9 Encerramento da dinmica
O fechamento da dinmica deve ser realizado destacando, de maneira resumida, o estado inicial da fbrica, as metas propostas e se estas foram alcanadas e o estado atual o qual a empresa ficou.
Alm disso, deve-se reservar um intervalo de tempo aos participantes, de maneira similar a realizada no item 3.6, para que estes possam vislumbrar novas melhorias que ainda possam ser efetivadas.
Por fim, o mediador da dinmica deve estimular que os participantes comentem quais foram s lies aprendidas, a proporem melhorias e outros aspectos que virem como pertinentes, devendo estas ser tabuladas para futuras melhorias na dinmica (Quadro 5).
Quadro 5 - Tabela proposta para cadastro de comentrios dos participantes
Participante
Comentrio
Aluno 1
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Aluno 2
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Aluno n
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Fonte: Autoria prpria (2011)
4. Concluses
A implantao de novas metodologias de ensino uma realidade. Cada vez mais novas formas de ensino vm tendo destaque nas universidades. Contudo, o uso destes mtodos ainda tem ocorrido de forma relativamente tmida, pois esses mtodos demandam muitos recursos, em alguns casos financeiros e intelectuais.
O presente trabalho objetiva apresentar o desenvolvimento e aplicao de uma simulao como ferramenta didtica para complementao do processo de aprendizado. Esta ferramenta visa suprir, de maneira inicial, a ausncia de simulaes, que destacada por Antonio, Wermeck e Pires (2005), como pouco empregadas no ensino de engenharia de produo.
A aprendizagem vivencial (por meio dos jogos didticos) faz com que o papel principal do processo de ensino-aprendizagem desloque para o discente, que passa a ser o centro do processo, diferentemente do ensino tradicional que enfoca o papel do professor. Isto facilita um envolvimento maior, pelo desejo da busca de aprendizado competitivo e cooperativo. O trabalho em grupo prevalece sobre a apresentao expositiva e individual do docente.
A dinmica exposta visa trabalhar com conceitos ensinados no decorrer do semestre letivo e tratam tpicos relativos a produo enxuta, como: lotes de produo; padronizao do trabalho, simplificao de operaes; formao de clulas de manufatura; clculo de tempo de ciclo, clculo de takt time; aumento de velocidade e ritmo de trabalho; reduo do tempo de atravessamento; diminuio de transporte; curva de aprendizagem; e atividades que agregam/no agregam valor.
A abordagem destes tpicos apresentam-se ainda distintos aos desenvolvidos pelas simulaes criados por Queiroz e Lucero (2009), Rodrigues e Cavagnari (2006), Pinho, Leal e Almeida (2005, Ambrsio, Braga, Pereira (2009), sendo esta simulao uma nova ferramenta para aplicao e desenvolvimento da teoria.
O roteiro de criao (conjunto de passos e atividades) descrito contribui para a sistemtica de processo do modelo de simulao aplicado junto aos alunos e permite um trabalho de captao de necessidades e limitaes da empresa. Os diferentes passos e atividades configuraram como orientadores do desenvolvimento, dando suporte a um processo estruturado de criao.
Cabe ressaltar que, mesmo havendo a compreenso dos conceitos envolvidos na dinmica pelos participantes, deve-se haver um planejamento prvio para o efetivo sucesso da dinmica. Dvidas sempre ocorrem durante a realizao principalmente quando se trabalha com um elevado nmero de alunos, devendo sempre o professor esforar ao mximo para manter a organizao no ambiente.
Esta dinmica vem sendo aplicada junto a alunos do curso de graduao de Engenharia de Produo da Faculdade Politcnica de Campinas e Faculdade de Jaguarina desde 2008, tendo sido uma ferramenta de complementao as aulas terica desenvolvidas no semestre letivo, tendo participado neste perodo aproximadamente 200 alunos. Quanto aos resultados, destaca-se por parte dos alunos a mudana imposta pela realizao da dinmica e a quebra da rotina de aulas. Os mesmos enfatizam que tpicos muitas vezes trabalhados apenas teoricamente podem ser experimentados na prtica, demonstrando possveis casos e dificuldades que enfrentaro no ambiente fabril. Apontam ainda que as mudanas propostas no param apenas na formao do layout do tipo linha, mas que podia-se ainda ser trabalhado o clculo e implantao do kanban para dar continuidade a dinmica, trabalhando com isso a ferramenta PDCA.
Nota-se ainda que a criao deste jogo possibilitou a gerao de um modelo que aproximou-se adequadamente a realidade. Os bons resultados obtidos estimulam a continuao dos estudos, com possibilidade de desdobramentos para outras reas como Planejamento e Controle da Produo (PCP); Gesto da Qualidade e Gesto de Operaes, haja vista a lacuna existente tanto na literatura como no ambiente de aprendizagem da Engenharia de Produo.
Abstract
The usage of games and simulation has been currently spread as a support tool to the learning process. Nonetheless, these are still restricted to few types in the production engineering learning, due to the difficulty in creating one of them. The current article tries to fulfill this need presenting an educational game for assembling paper planes. From a pre-structured factory, the participants are involved and stimulated to modify the industrial environment by means of knowledge acquired during the academic term. Several topics linked to the lean manufacture are mentioned, like: production lots; work standardization, simplification of operations; formation of manufacture cells; calculation of cycle time, calculation of takt time; increase in the work speed and rhythm; reduction in intermediation time; decrease on transportation; learning curve; and activities which aggregate/dont aggregate value. As a result, among several aspects, the improvement on the visualization and fixation of the transmitted concepts is noticeable, since the application of simulation demonstrate possible cases and difficulties they face in the industrial environment.
Key words: simulation; didactic game; plant paper airplane; lean production system.
Referncias
Ambrsio, B. G.; Braga, J. L.; Pereira, M. O. UFV BeerGame: intermediando o aprendizado em cadeias de fornecimento com simulao e jogos empresariais. In: Simpsio Brasileiro de Informtica na Educao, 17, Braslia. Anais... Braslia, 2006.
Antonio, D. G.; Werneck, a. m. f.; Pires, s. r. i. Simulao, cenrios, jogos e cases aplicados no ensino da Engenharia de Produo. In: Simpsio de Engenharia de Produo, 12, Bauru. Anais... Bauru, 2005.
BELLAN, Z. S. Andragogia em ao: como ensinar adultos sem se tornar maante. Santa Brbara dOeste: SOCEP Editora, 2005.
Benko, C.; Mc Farlan, W. Methamorphosis in the auto industry. Strategy & Leadership, v.31, n.4, p. 4-8, 2003.
Depexe, m. d.; Dorneles, j .b.; Costa, a. c. f.; Santos, d.g.; Heineck, l.f.m. Apresentao de um jogo didtico como ferramenta de apoio ao ensino da produo enxuta. Revista Gesto Industrial, v. 02, n. 04, p. 140-151, 2006.
FELD, W.M. Lean manufacturing: tools, techniques, and how to use them. CRC Ed. 248 p, 2000.
FIGUEIREDO, R. S.; ZAMBOM, A. C.; SAITO, J. R. A introduo da simulao como ferramenta de ensino e aprendizagem. In: Encontro Nacional de Engenharia de Produo, 21, Salvador. Anais Salvador, 2001.
Hunter, S.L. Ten Steps to Lean Production. FDM Management, p. 20-23, 2004.
LAW, A. M.; KELTON, W. D. Simulation modeling and analysis. 3rd ed. New York: McGraw Hill, 2000.
Leis, R. P.; Klippel, M.; Pellegrin, I.; Antunes Jnior, J. A. A utilizao de jogos de simulao computacional no ensino de administrao da produo: um estudo comparativo da aplicao do PSP. In: ENCONTRO DA ANPAD, 30, Salvador. Anais... Salvador, 2006.
LIKER, J. K. MEIER, D. O modelo Toyota: manual de aplicao, Porto Alegre: Bookman, 2007
Oliveira, F. P. S.; SOUZA, R. L. R.; MEDEIROS JUNIOR, J. V.; ANEZ, M. E. M. Aplicao da simulao empresarial no ensino da graduao. In: SIMPSIO DE ENGENHARIA DE PRODUO, 12, Bauru. Anais... Bauru, 2006.
Pessa, M. S. P.; Marques Filho, p. a. Jogos de empresas: uma metodologia para o ensino de engenharia ou administrao. In: Congresso Brasileiro de Educao em Engenharia, 29, Rio Grande do Sul. Anais... Rio Grande do Sul, 2001.
Pinho, A F.; Leal, F.; Almeida, D. a. Utilizao de bloquinhos de montagem LEGO para o ensino dos conceitos do Sistema Toyota de Produo. In: Encontro Nacional de Engenharia de Produo, 25, Porto Alegre. Anais... Porto Alegre, 2005.
PROENA JNIOR, D. Critrios para o uso de jogos pedaggicos. In: Encontro Nacional de Engenharia de Produo, 32, Ouro Preto. Anais... Ouro Preto, 2003.
Queiroz , A. A.; Lucero, A. G. Jogos, uma alternativa para complementar o ensino da administrao da produo. In: ENCONTRO DE EDUCAO EM ENGENHARIA, 6, Rio de Janeiro. Anais Rio de Janeiro, 2000.
RAUCH-GEELHAAR, C.; JENKE, K.; THURNES, C. M. Gaming in industrial management quality and competence in advanced training. Production Planning & Control, v. 14, n. 2, p. 155-165, 2003.
RIIS; J. O.; JOHANSEN; J.; MIKKELSEN; H. Design of simulation games: simulation games and learning in production management. Denmak. Chapman & Hall, 1995.
ROBINSON, S. Simulation: the practice of model development and use. Chichester: John Wiley & Sons, 2003.
Rodrigues, e. m. z.; Cavagnari, d. w. Jogos de empresas universitrios UTP sistema didtico pedaggico de simulao de gesto de negcios. In: Seminrios de Pesquisa, 10, Paran, 2006.
SCHRAMM, F.K.; FORMOSO, C.T. Uso de simulao interativa visual no projeto de sistemas de produo de empreendimentos da construo civil. In: encontro de tecnologia de informao e comunicao na contruo civil, 3, Porto Alegre. Anais... Porto Alegre, 2007.
SOUZA, A. V.; CHAGAS, F. A.; SILVA, C. E. Jogos de empresas como ferramenta de treinamento e desenvolvimento. Revista Campus, Paripiranga, v.2, n.1, p.6-30, 2009.
WOMACK, J. P., JONES, D. T., ROOS, D. A mquina que mudou o mundo. Ed. Campus, 2004.
Dados dos autores
Nome completo: Eduardo Guilherme Satolo
Filiao institucional: Faculdade Politcnica de Campinas - POLICAMP
Departamento: Engenharia de Produo
Funo ou cargo ocupado: Professor Coordenador do Curso de Engenharia de Produo
Endereo completo para correspondncia (bairro, cidade, estado, pas e CEP): Av. Dona Jane Conceio, 1385, Paulista, Piracicaba, So Paulo, Brasil, CEP 13403-040
Telefones para contato: (19) 9160-9659 ou (19) 3756-2300 ramal 226
e-mail: engproducao@policamp.edu.br ou edusatolo@hotmail.com
Enviado em: 28/06/2010
Aprovado em:15/06/2011
Anexos
Quadro 6 - Tabela mestra para coleta de dados
Modelo ________
Tempo produo decorrido (em minutos)
Almoxarifado
Transporte 1
Dobra 1
Transporte 2
Dobra 2
Transporte 3
Dobra 3
Transporte 4
Dobra 4
Transporte 5
Inspeo
Trasnporte 6
Empacotamento
Tempo de Ciclo Mdio
Tempo Agrega Valor
Tempo No Agrega Valor
Cronometragem
1
Cronometragem
12
Cronometragem
25
Tempo mdio Acumulado
Tempo de Ciclo
Modelo _________________
Quantidade
Custo Unitrio
Custo produo
Preo venda unitrio
Custo total
(produao + rejeitado)
Receita Total (produtos bons)
Lucro
Lucro (%)
Previso
Demanda diria solicitada
Tempo disponvel (seg.)
Takt time (seg/p)
Unidades produzidas total
Realizado
Unidades boas
Demanda produzida
Unidades rejeitadas
Tempo disponvel (seg.)
Takt Time realizado
Fonte: Autoria prpria (2011)
Quadro 7 - Tabela de comparao dos resultados das rodadas
Indicadores Produo
Tempo Ciclo
(seg.)
Tempo Agrega
Valor (%)
Tempo No Agrega Valor (%)
Takt Time
Estoque em Processo
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Tradicional
Morcego
Wide Fenix
Produo
Qtdade Produzida
Itens Refugados
Itens bons
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Tradicional
Morcego
Wide Fenix
Total
Financeiro
Custo Produo
Custo Refugados
Custo total
(Produo + Refugados)
Receita vendas
Lucro Lquido
Margem Lucro
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Produo lote
Produo celular
Tradicional
Morcego
Wide Fenix
Total
Fonte: Autoria prpria (2011)
202
Revista Gesto Industrial
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