MTP – Mid Term Plan – PPB – Processo Produtivo Básico
Prompt
Atue como Arquiteto de Solução, que tem por objetivo detalhar a arquitetura de um sistema de PPB, Plano Produtivo Básico, para uma indústria que fabrica motos. Como requisitos temos:
- Receber informações de previsão de vendas, via Excel
- Receber informações de investimentos, via Excel
- Receber estimativa de compra em peças de novos modelos
- Elaborar e alinhar o cronograma das entregas de todos os insumos para realizar a simulação
- Calcular a rentabilidade
- Submeter simulação para aprovação. Workflow simples, com 2 ou 3 aprovadores em sequência
- Enviar a simulação aprovada para a Engenharia Industrial
- Enviar a simulação aprovada para Suprimentos
- Enviar novo plano de carga (PCP)
- Permitir comparativo entre simulações (aprovadas ou não) filtrado por ano
Answer
Visão geral da solução
A seguir apresento uma arquitetura de referência para um sistema de PPB (Plano Produtivo Básico) voltado a uma indústria de motocicletas, cobrindo ingestão de dados via Excel, simulações com rentabilidade, agendamento de insumos, workflow de aprovação, distribuição para Engenharia Industrial, Suprimentos e PCP, e comparativos entre simulações por ano. A proposta é modular, escalável e auditável, com integrações robustas ao ecossistema (ERP/MRP, PLM, MES, APS).
Objetivo: permitir que times de Planejamento, Engenharia e Suprimentos façam simulações “what-if” com previsões de vendas, investimentos, estimativas de compras e cronogramas de insumos, calculem rentabilidade, aprovem e publiquem o plano, disponibilizando o PCP e os demais setores para execução.
Requisitos mapeados para componentes
- Receber previsões de vendas (Excel)
- Módulo: Ingestão de Planilhas
- Funções: upload, padronização de template, validação, enriquecimento e armazenamento em staging + base relacional
- Conectores: interface web e opção de ingestão automática (pasta vigiada/reposição via SFTP/SharePoint/OneDrive)
- Receber investimentos (Excel)
- Módulo: Ingestão de Planilhas (mesma infraestrutura do item 1)
- Regras: identificação de CAPEX/OPEX, centro de custo, vida útil e modelo de depreciação
- Receber estimativa de compras de peças de novos modelos
- Módulo: Ingestão + Master Data
- Integração com BOM/PLM para mapear PN (part number), fornecedores e lead times
- Validações: cruzar com BOM efetiva e status de engenharia (pré-série, homologado, alternativo, N1/N2)
- Elaborar/alinha cronograma de entregas de insumos
- Módulo: Planejador de Insumos e Cronogramas
- Funções: cálculo de necessidades por período (MRP-like), janelas de recebimento, lotes mínimos, lead time, calendário de fábrica e restrições de fornecedor
- Interface: Gantt/Calendário, upload/edição, exportação para ERP/APS
- Calcular rentabilidade
- Módulo: Motor de Simulação Financeira
- Cálculos: preço médio de venda, tributos (ICMS, IPI, PIS/COFINS), custo material (BOM × preço + scrap), mão de obra, overhead, CAPEX (depreciação), OPEX, logística, incentivos PPB/ZFM quando aplicável
- Saídas: margem bruta, EBITDA simulado, NPV/IRR por cenário, sensibilidade
- Workflow de aprovação (2 ou 3 aprovadores em sequência)
- Módulo: Orquestrador de Aprovação (BPMN)
- Regras: rotas baseadas em alçadas; reenvio com comentários; trilha de auditoria
- Integrações: notificações (e-mail/Teams/Slack)
- Enviar simulação aprovada para Engenharia Industrial
- Integração: fila/evento + API para Eng. Industrial; publicar configurações para roteiros, tempos padrão, recursos críticos
- Enviar simulação aprovada para Suprimentos
- Integração: pedido de compra planejado (plan-only), revisões de contratos, acordos de fornecimento; publicar cronograma de entregas e volumes
- Enviar novo plano de carga (PCP)
- Módulo: Publicação PCP
- Saída: plano agregado por família/modelo e detalhado por período/linha; integração com MES/APS/ERP
- Comparativo entre simulações por ano (aprovadas ou não)
- Módulo: Catálogo de Simulações e Comparativos
- Funções: versionamento, tags, filtros por ano, KPIs lado a lado, diferença absoluta e percentual, trilha de alterações
Arquitetura lógica (macro)
- Camada de Apresentação
- Portal Web (SPA: React/Angular/Vue)
- Módulos: upload de Excel, modelagem de cenário, cronograma, análises, comparativos, workflow
- Camada de Orquestração e APIs
- API Gateway
- Autenticação/Autorização (OIDC/OAuth2, SSO corporativo)
- Rate limiting, throttling, auditoria
- Serviços de Negócio (microserviços ou modular monolito bem segmentado)
- Ingestão de Planilhas
- Master Data (Modelos, BOM, Fornecedores, Tabelas de Tributos/Incentivos, Calendários)
- Motor de Simulação (custos, impostos, CAPEX/OPEX, sensibilidade)
- Planejamento de Insumos e Cronogramas
- Workflow/Aprovação (BPM)
- Publicação PCP
- Integrações (ERP/MRP, PLM, MES, APS)
- Notificações
- Relatórios e Analytics
- Dados e Mensageria
- Banco relacional (PostgreSQL) para transações
- Data Lake/Blob Storage para arquivos (Excel) e resultados brutos de simulação
- Cache (Redis) para cenários em edição e dashboards responsivos
- Barramento de eventos (Kafka/Service Bus/SNS+SQS) para integrações desacopladas
- Data Warehouse (Synapse/BigQuery/Redshift/Snowflake) para análises históricas e comparativos
- Observabilidade e Segurança
- Logs centralizados, métricas, traces
- RBAC/ABAC, segregação de funções, criptografia em repouso e em trânsito, trilha de auditoria
- Backups, políticas de retenção e GDPR/LGPD (minimização e propósito)
Modelo de dados (entidades principais)
- Produto/Modelo
- Código do modelo, versão, família, ciclo de vida, status
- BOM (lista de materiais)
- Item, PN, quantidade por unidade, alternativos, fornecedor preferencial
- Fornecedor
- CNPJ, condições comerciais, lead times, lotes, SLA
- Previsão de Vendas
- Ano, mês, canal, mix por modelo/versão, preços médios
- Investimento
- CAPEX (ativo, vida útil, método de depreciação), OPEX (conta, centro de custo)
- Estimativa de Compras Novos Modelos
- PN, volumes por período, preços estimados, status de homologação
- Cronograma de Insumos
- PN, períodos, quantidades a entregar, janelas e restrições
- Simulação
- ID de cenário, versão, autor, data, premissas, status (rascunho/aprovação/aprovado)
- KPIs Financeiros
- Receita, CMV, margem, tributos, CAPEX depreciação, EBITDA, NPV, IRR
- Workflow
- Etapas, aprovadores, timestamps, comentários
- Publicação PCP
- Plano por linha/período, níveis de produção, sequência macro, vínculo com simulação aprovada
Relacionamentos chave:
- Simulação referencia Previsão de Vendas, Investimentos, Estimativas, Cronograma, BOM/Fornecedores
- Cada Simulação gera um conjunto de KPIs por período/modelo
- Publicação PCP referencia uma Simulação aprovada
Fluxos de processo (end-to-end)
- Ingestão de Excel (Previsão, Investimentos, Estimativas)
- Usuário baixa template padrão
- Upload no portal
- Serviço de Ingestão faz parsing, validação de schema, DQ checks (campos obrigatórios, ranges, datas)
- Erros retornados com linha/coluna e sugestão de correção
- Dados validados vão para staging e, após aprovação interna, para tabelas definitivas
- Montagem do cronograma de insumos
- Motor MRP-like calcula necessidade bruta: Previsão × BOM × fator de perdas
- Considera: saldos de estoque, pedidos em aberto, lead time, lote mínimo, calendário
- Planejador ajusta entregas, negocia datas com Suprimentos (integração opcional com portal de fornecedores)
- Cronograma é salvo como parte da Simulação ou como baseline compartilhado
- Cálculo de rentabilidade da simulação
- Receita: preço médio × volume, por período e modelo
- Tributos: regras configuráveis por UF/regime (ICMS, IPI, PIS/COFINS) e incentivos PPB/ZFM se aplicável
- CMV: materiais (BOM × preços), mão de obra, overhead, logística
- CAPEX: depreciação linear ou por unidades, conforme vida útil e início de uso
- OPEX: custos recorrentes por período
- KPIs: Margem, EBITDA, NPV/IRR (taxa de desconto configurável)
- Sensibilidade: variar até ±X% preços, volumes, câmbio, lead time e ver impacto
- Workflow de aprovação
- Rascunho → Submissão → Aprovador 1 → Aprovador 2 → (opcional) Aprovador 3
- Comentários e solicitações de ajuste retornam o cenário ao proponente
- SLA de cada etapa com lembretes automáticos
- Audit trail completo
- Publicação para Eng. Industrial, Suprimentos e PCP
- Ao aprovar, o orquestrador envia:
- Eng. Industrial: parâmetros de processo, roteiros alvo, restrições de gargalo
- Suprimentos: plano de compras e cronogramas de entrega por PN/fornecedor
- PCP: plano de carga por linha/célula e período
- Formatos: APIs, eventos em fila, ou arquivos estruturados (CSV/JSON/XML/IDoc)
- Idempotência, retries, DLQ e confirmações de recebimento
- Comparativos de simulações (por ano)
- Catálogo com filtros: ano, status, família, autor
- KPIs comparados: receita, CMV, margem, EBITDA, NPV, IRR, consumo de insumo, utilização de recursos críticos
- Diferenças em valores e percentuais, com destaque para premissas divergentes
- Snapshotting para garantir reprodutibilidade
Motor de rentabilidade (detalhes)
- Inputs
- Volumes e preços por período
- BOM e custos de materiais (preço, câmbio, perdas)
- Mão de obra direta e indireta, taxas horárias, capacidade
- Overheads rateados por driver (hora-máquina, unidade, faturamento)
- Impostos e incentivos configuráveis
- CAPEX: data de entrada em operação, vida útil, método
- OPEX por período
- Saídas
- P&L por cenário e período
- KPI por modelo e agregado
- Curvas de sensibilidade e elasticidade
- Performance
- Cálculo vetorizado e paralelização por período/modelo
- Cache de sub-resultados (ex.: custo de material por PN/fornecedor)
- Execução assíncrona para cenários grandes
Padrões de integração
- ERP/MRP (ex.: SAP S/4HANA/ECC)
- Idocs/APIs para previsões, requisições planejadas, contratos
- Leitura de custo padrão, saldo de estoque, pedidos abertos
- PLM (ex.: Siemens Teamcenter)
- Leitura de BOM oficial, status de liberação, revisões
- MES/APS (ex.: Opcenter APS, Rockwell, outros)
- Publicação do plano de carga e restrições de capacidade
- Mensageria
- Eventos “SimulationApproved”, “ScheduleUpdated”, “PCPPublished”
- DLQ, reprocessamento e tracing fim a fim
Segurança, auditoria e conformidade
- Autenticação: SSO corporativo (OIDC/OAuth2)
- Autorização: RBAC com papéis como Planejador, Eng. Industrial, Suprimentos, Aprovador N1/N2/N3, Auditor
- ABAC para restringir por unidade, linha, família de produto
- Criptografia: TLS em trânsito; dados sensíveis em repouso
- Auditoria: cada mudança de premissa e aprovação é registrada com user/time/IP
- LGPD: coletar apenas dados necessários, bases legais, retenção limitada, anonimização em analytics quando possível
Validações e qualidade de dados (DQ)
- Excel: validação de schema, tipos, listas de valores (códigos de modelo, PN, centro de custo), datas válidas
- Regras de negócio:
- Preço/volume não negativos
- Lead time maior que zero
- CAPEX com vida útil e data de entrada
- PN existente na BOM ou justificado como novo componente
- Relatório de erros por upload com ação recomendada
- Matching e enriquecimento: preencher atributos de PN e fornecedor a partir de Master Data
UI/UX (principais telas)
- Dashboard inicial: status de simulações, aprovações pendentes, alertas de DQ
- Upload Center: previsões, investimentos, estimativas com histórico de versões
- Modelador de Cenários: premissas, parâmetros tributários e cambiais, seleção de modelos e BOM
- Planejamento de Insumos: visão por PN/fornecedor, capacidade e Gantt de entregas
- Resultados e KPIs: P&L por período, sensibilidade, pontos de atenção
- Workflow: trilha de aprovação, comentários, anexos
- Comparativos: seleção multi-simulação por ano, exibição lado a lado e diffs
- Publicação: resumo do que será enviado a cada área, com logs de integração
Estratégia de dados e analytics
- Armazenamento operacional: PostgreSQL
- Data Lake: arquivos de upload e dumps de resultados detalhados por simulação
- Data Warehouse: fatos e dimensões
- FatoSimulacao, FatoCusto, FatoReceita, FatoInsumo
- Dimensões: Tempo, Produto/Modelo, Fornecedor, PN, Cenário, Aprovador
- BI: KPIs por ano, drill-down de custos, análise de variação e aderência pós-implementação
- Linhagem de dados e catálogo (Data Catalog) para governança
Não funcionais
- Escalabilidade: horizontal para serviços críticos (ingestão, cálculo, comparativos)
- Disponibilidade: alvo 99,9% (com janelas de manutenção programadas)
- Desempenho: cálculo de um cenário médio (< 1 min para até ~200 modelos × 12 períodos), filas para cenários grandes
- Resiliência: retry com backoff, timeouts, circuit breakers, DLQ
- Observabilidade: métricas por cenário (duração de cálculo, filas, erros), dashboards e alertas
- Backups: diários para bancos; versionamento de arquivos no storage
Template de Excel (sugestão de colunas)
- Previsão de vendas
- Ano, Mês, Modelo, Versão, Canal, Volume, Preço Médio, Moeda
- Investimentos
- Tipo (CAPEX/OPEX), Descrição, Centro de Custo, Valor, Moeda, Data Início, Vida Útil (CAPEX), Método Depreciação
- Estimativa de compras
- PN, Descrição, Fornecedor, Ano, Mês, Quantidade, Preço Estimado, Lead Time, Lote Mínimo, Status Homologação
Validações no template com listas suspensas e formatação condicional para erros.
Publicação PCP (saídas)
- Planejamento agregado: modelo/família × período × volume
- Sequência macro por linha/célula (se disponível)
- Restrições: paradas programadas, capacidade de turno
- Formatos: API para APS/MES/ERP ou CSV/XML padronizado
- Garantias: idempotência (chaves por cenário/versão), reprocessamento seguro
Roadmap de implementação
- Fase 0: Descoberta e mapeamento de integrações (ERP, PLM, MES), padrões fiscais/incentivos, templates definitivos
- Fase 1 (MVP):
- Ingestão de Excel (previsão, investimentos, estimativas)
- Motor de simulação básico (receita, CMV, margem, CAPEX/OPEX)
- Workflow simples (2 aprovadores)
- Publicação PCP simplificada (arquivo/API)
- Comparativo por ano (básico)
- Fase 2:
- Planejamento de insumos avançado (MRP-like com restrições)
- Sensibilidade/otimização (what-if de preços, mix, câmbio)
- Integrações robustas e bidirecionais com ERP/PLM/MES
- Auditoria ampliada, catálogos e linhagem de dados
- Fase 3:
- Portal de fornecedores (opcional)
- Otimização matemática (solver) com restrições de capacidade e custo
- Simulações Monte Carlo para incerteza de demanda/câmbio
Exemplo de tecnologias (duas alternativas)
- Azure (sugestão)
- Front-end: Azure Static Web Apps + React
- APIs: Azure App Service ou AKS (Kubernetes)
- Mensageria: Azure Service Bus/Event Hubs
- Banco: Azure SQL/PostgreSQL Flexible Server
- Storage: Azure Blob Storage
- Data Factory para ingestão programada/ETL
- Synapse/Snowflake para DWH e BI; Power BI para dashboards
- Autenticação: Entra ID (Azure AD)
- Workflow: Camunda 8 (em AKS) ou Logic Apps
- AWS (alternativa)
- Front-end: S3 + CloudFront
- APIs/Serviços: EKS/ECS Fargate, API Gateway
- Mensageria: SNS/SQS
- Banco: RDS PostgreSQL
- Storage: S3
- Glue/Athena/Redshift para DWH/ETL; QuickSight para BI
- Autenticação: Cognito + IdP corporativo
- Workflow: Camunda 8, Temporal ou Step Functions (para orquestrações)
Ambas suportam CI/CD (GitHub Actions/Azure DevOps/CodePipeline), IaC (Terraform), secrets gerenciados (Key Vault/Secrets Manager).
Testes e qualidade
- Unitários nos serviços (parsers, cálculos, regras fiscais)
- Contrato de APIs (OpenAPI), testes de contrato com consumidor
- E2E: ingestão → simulação → aprovação → publicação → integração
- Testes de performance (cenários grandes, concorrência de usuários)
- Testes de resiliência (falhas de integração, filas, reprocessamento)
- Dados sintéticos para LGPD e reprodutibilidade
Riscos e mitigação
- Qualidade de planilhas: mitigar com templates rígidos, validação no upload e feedback imediato
- Integrações ERP/PLM/MES: iniciar mapeamento cedo, pilotos controlados e ambientes de homologação
- Complexidade fiscal/incentivos: parametrização por região e versionamento de regras
- Escopo do planejamento de insumos: começar com MRP-like e evoluir para APS/otimização conforme maturidade
- Adoção do usuário: UX simples, trilhas de ajuda, “explainability” dos cálculos e logs de decisão
Exemplo de API (ilustrativo)
- POST /v1/uploads/forecast
- Body: arquivo Excel (multipart)
- Resposta: ID de processamento + relatório de validação
- POST /v1/simulations
- Body: premissas + referências a datasets ingeridos
- POST /v1/simulations/{id}/submit
- Inicia workflow
- POST /v1/simulations/{id}/approve
- Role: Aprovador N
- POST /v1/simulations/{id}/publish
- Dispara integrações com Eng., Suprimentos e PCP
- GET /v1/simulations?year=YYYY&status=any
- Lista/filtra para comparativos
Check-list de atendimento aos requisitos
- Excel: templates, upload, validação, staging e carga definitiva
- Investimentos: CAPEX/OPEX, depreciação
- Estimativa de compras: PN/fornecedor/lead time, integração com BOM/PLM
- Cronograma de insumos: MRP-like, Gantt, restrições e calendário
- Rentabilidade: P&L, impostos/incentivos, CAPEX/OPEX, sensibilidade
- Workflow: 2–3 aprovadores, trilha de auditoria
- Envio pós-aprovação: Eng. Industrial, Suprimentos, PCP
- PCP: plano de carga estruturado
- Comparativo: por ano, status, KPIs lado a lado
Resumo final
- A solução proposta é modular, orientada a dados e a eventos, com um motor de simulação financeira acoplado a planejamento de insumos e workflow de aprovação.
- Endereça ingestão robusta via Excel, integra-se com ERP/PLM/MES, publica o PCP, e permite comparativos por ano com governança e auditoria.
- Pode ser implantada em Azure ou AWS com serviços gerenciados, mantendo segurança, observabilidade e escalabilidade.
- O roadmap sugere MVP rápido e evolução para capacidades avançadas (APS, otimização e análises probabilísticas).
Se quiser, eu detalho um diagrama com componentes específicos da sua stack (ERP/PLM/MES atuais) e um template de Excel pronto para download com validações.