o de Produç ăo, Capacidade e Material Planeamento e...

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Planeamento e Gestăo de Produçăo 2002 Planeamento de Produçăo, Capacidade e Material Alcides Marques Bruno Martins Gonçalo Faria Tiago Correia DEI – Universidade de Coimbra

Transcript of o de Produç ăo, Capacidade e Material Planeamento e...

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2002

Planeamento deProduçăo,

Capacidade eMaterial

Alcides MarquesBruno MartinsGonçalo FariaTiago Correia

DEI – Universidade de Coimbra

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2002

Agenda

1. Introdução

2. Master Production Schedule

3. Material Requirements Planning

4. Outros aspectos de MRP

5. Conclusão

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2002

1. Introdução

Ciclo de procura-produção

Procura Produção

Mercado Fábrica

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2002

1. Introdução

Hierarquia de planeamento

MasterProduction

Plan

AgregatePlan

MasterProductionSchedule

MaterialRequirements

Plan

Previsão Previsão Previsão

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2002

Agenda

1. Introdução

2. Master Production Schedule

3. Material Requirements Planning

4. Outros aspectos de MRP

5. Conclusão

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2002

2. Master Production Scheduling

MPS = Quantos produtos finais é que devem ser

produzidos e quando

O MPS pode ser criado a partir de:• Plano agregado

• Estimativas de procura de produtos finais

MPS entra em consideração com:• Inventário existente

• Restrições de capacidade

• Disponibilidade do material

• Tempo de produção

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2002

2. Master Production Scheduling

Ambiente de produto e mercado• Make-to-Stock (MTS) – (Vulcano)

• Baixo tempo de entrega

• Custos de manutenção do stock

• Poucos produtos finais e standardizados

• Prevê-se uma procura elevada

Produtos finais

Módulos

Matéria prima

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2. Master Production Scheduling

Ambiente de produto e mercado (continuação)

Make-to-Order (MTO) – (Ferrari)• Não existe stock de produtos acabados

• As encomendas ficam em espera

• É acordada a data de entrega

• O produto é altamente configurável

• A “matéria-prima” é usada em vários produtos

Produtos finais

Módulos

Matéria prima

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2. Master Production Scheduling

Ambiente de produto e mercado (continuação)

•Assemble-to-Order (ATO) (Auto-Europa)• Muitos produtos finais, constituídos por um conjunto

limitado de subpartes ou módulos

• A previsão da procura é difícil

• Compromisso entre os custo do stock e o tempo de entrega

• O MPS é mais adequado ao nível dos módulos

• Final Assembly Schedule (FAS) – gere a produção produtos

finais e é orientado por ordens de compra

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2002

2. Master Production Scheduling

Ambiente de produto e mercado (continuação)

•Assemble-to-Order (ATO) (Auto-Europa)

Produtos finais

Módulos

Matéria prima

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2002

2. Master Production Scheduling

Planear o MPSPeríodos temporais (semana a semana)

Produção em lotes vs lote a lote

Dados

• Previsão (Ft)

• Ordens dos clientes (Ot)

• Inventário no final de cada período (It)

• MPS (Qt)

• Inventário inicial (I0)

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2002

2. Master Production Scheduling

Planear o MPS (continuação)

Algoritmo de cálculo do MPS

• Qt = 0, calcular It = max{0, It-1} – max{Ft, Ot}

• Se It > 0, então Qt = 0

• Se It <= 0, então Qt = tamanho do lote

• Recalcula-se It da seguinte forma

It = It-1 + Qt – max{Ft, Ot}

Equação de equilíbrio de materiais (Make-to-Stock)

It = It-1 + Qt – max{Ft, Ot}

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2. Master Production Scheduling

Planear o MPS (continuação)

Available-to-promise (ATP) = Quantidade de stock que pode

ser comprometido para novas ordens

As previsões não são consideradas

ATP = Qt – Ot , se Qt+1 > 0

ATP = Qt – (Ot + Ot+1) , se Qt+1 = 0

ATP >= 0

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2. Master Production Scheduling

Modelizar o MPS• Make-to-stock

• Sistema multi-produto

• Capacidade de produção limitada

• Entrar em consideração com o custo de montagem e de

inventário

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2. Master Production Scheduling

Modelizar o MPS (continuação)

• Qit = Quantidade produzida do produto i no período t

• Iit = Inventário do produto i no fim do período t

• Dit = Procura do produto i no período t

• ai = Horas de produção por uma unidade do produto i

• hi = Custos de manutenção do stock do produto i num

período

• Ai = Custo fixo de montagem para o produto i

• Gt = Horas de produção disponíveis no período t

• yit = 0 se Qit = 0 yit = 1 se Qit > 0

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2. Master Production Scheduling

Modelizar o MPS (continuação)

∑ ∑= =

+n

i

T

titiiti IhyAMinimize

1 1)(

itititti DIQI =−+−1,

t

n

iiti GQa ≤∑

=1

01

≤− ∑=

T

kititit DyQ

1,0,0,0 =≥≥ ititit yIQ

Para todos (i,t)

Para todos t

Para todos (i,t)

Para todos (i,t)

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2002

2. Master Production Scheduling

Modelizar o MPS (Alterado)

Ai = Custo de montagem, por unidade, para o produto i

∑ ∑ += =

n

i

T

titiiti IhQAMinimize

1 1)(

itititti DIQI =−+−1,

t

n

iiti GQa ≤∑

=1

01

≤∑−=

T

kitit DQ0,0 ≥≥ itit IQ

Para todos (i,t)

Para todos t

Para todos (i,t)

Para todos (i,t)

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2. Master Production Scheduling

Modelizar o MPS (continuação)

∑ ∑ ∑ ∑= = = =

Π+m

k

L

t

n

j

L

tjtjtktk YIhMinimize

1 1 1 1

jt

n

jkjkttkkt YgQII ∑

=− −+=

11,

t

n

jjtj GYa ≤∑

=1

11

=∑=

L

tjtY

1,0,0 , =≥ tjkt yI

Para todos (k,t)

Para todos t

Para todos j, k, t

Para todos j

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2002

2. Master Production Scheduling

Planeamento da capacidade• Os sistemas reais têm capacidade de produção finita

• Capacidade = unidades produzidas, por um recurso, numa

determinada unidade de tempo (medida em horas)

• É muito difícil alterar a capacidade de um recurso

• A capacidade de um recurso é limitada por um gargalo

• Avaliação da capacidade em dois níveis• MPS – Rugh-Cut Capacity Planning (RCCP)

• MRP – Capacity Requirement Planning (CRP)

• Impor uma capacidade limitada é complexo

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2. Master Production Scheduling

Planeamento da capacidade (continuação)

M = (1000 * 20 + 900 * 24 + 1500 * 22 + 600 * 25) / 60

Montagem Inspecção1 2 3 4 Model A 20 2

Model A 1000 Model B 24 2,5Model B 900 Model C 22 2Model C 1500 Model D 25 2,4Model D 600

Capacidade disponivel por

1 2 3 4 semanaMontagem 1493,33 1500Inspecção 144,83 200

Semana

MPS Lista de capacidade (min)Semana

apacidade necessária (

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2002

2. Master Production Scheduling

Modelizar a Capacidade• Heurística: baseada na análise de entradas e saídas (Karni)

• G = capacidade de equipamento

• Rt = trabalho atribuído no período t

• Qt = produção no período t

• Wt = trabalho em execução no período t

• Ut = fila no início do período t, antes do trabalho ser

atribuído

• Lt = Tempo de execução no perído t

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2. Master Production Scheduling

Modelizar a Capacidade (continuação)

GWL

QURUWQRUU

RUGQ

tt

ttttt

tttt

ttt

=

+=+=−+=

+=

1

1

1 },min{

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Agenda

1. Introdução

2. Master Production Schedule

3. Material Requirements Planning

4. Outros aspectos de MRP

5. Conclusão

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2002

3. Material Requirements Planning

ObjectivoGerar requerimentos de tempo e quantidade para os

componentes, subcomponentes e matéria-prima (bruta)

São ainda capazes deBaixar custos de stock

Melhorar a eficiência da produção

Reagir a mudanças de mercado

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2002

3. Material Requirements Planning

VantagensCapacidade de disciplinar e prioritizar a produção

Capacidade de controlar o stock

Auxiliar na estruturação de produtos

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2002

3. Material Requirements Planning

EntradasMaster Production Schedule (MPS)

Inventory Records = Registos de inventário

Bill of Material (BOM) = Estrutura de produtos

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2002

3. Material Requirements Planning

Master Production Schedule

Semana1 2 3 4 5 6 7 8

MPS 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000

Exemplo

MPS para um telefone de secretária

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2002

3. Material Requirements Planning

Registos de inventárioContêm o estado de todos os produtos em stock

Registando todas as transacções feitas ao inventário e

actualizando os dados mantém-se a integridade dos registos

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3. Material Requirements Planning

Bill of Material (BOM)É semelhante à estrutura de produtos

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2002

3. Material Requirements Planning

Nível 0

Nível 1

Nível 2

Nível 3

Nível 4

Produto Final

S/A PP

RM

MP

PP MP

RM

PP

PP

RM

S/A

S/A

1

2 3 4

8

11

76

109

1312

5

1

1

2

1

2

1

2

24

2

4

1

Legenda

S/A = Subassembly

PP = Purchased Part

MP = Manufactered Part

RM = Raw Material

RM Componente Nº

Quantidade

1

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2002

3. Material Requirements Planning

SaídaOrdens de planeamento

Ordens de compra (purchase orders)• Quantidade de RM e PP a ser adquiridos

• Tempo da sua disponibilidade

Ordens de trabalho (workorders)• Quantidade de MP e S/A a ser produzidos

• Tempo de entrega

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3. Material Requirements Planning

Processo MRP

MRP

•Explosion•Netting

•Offsetting•Lot sizing

MPS

BOM

InventoryRecords

NetRequirements

ProduçãoCompra

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2002

3. Material Requirements Planning

ExplosionDecomposição do componente final nas suas partes constituintes

Saber quantos componentes do nível inferior são precisos para

criar um do nível superior

Item Req. GrossosNível 0 (MPS) 1 100

Nível 1 2 1005 4006 2009 400

10 20012 160013 800

Nível 2

Nível 3

Nível 4

Produto Final

S/A

RM

MP

PP

RM

PP

S/A

12 13

2

1

10

1

6

4

4

2 1

1

2

2

5

9

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3. Material Requirements Planning

Netting

Net requirements = Gross requirements – On-hand inventory – Quant. Encom.

Semana1 2 3 4 5 6 7 8

MPS 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000

Telefone

Hand set

11

1

1311Base 12 Fio

1

1

Mic. Rec.

Tampa

11

111 112

113 Housing Rubber 123121

1211

1

KeyPad

1

4

1

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2002

3. Material Requirements Planning

Netting

Net req2 = GR2 – (IB1 + E2) = 600 – (1600 + 700) = -1700

Net req3 = 1000 – (1700 + 200) = -900

Net req4 = 1000 – (900) = 100

(...)

SemanaCurrent 1 2 3 4 5 6 7 8

Gross req. 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000Encom. feitas 400 700 200 0 0 0 0 0Inv. Balance 1200 1600Net. Requir.

1700 900 0 0 0 0 0100 2000 2000 2000 2000

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3. Material Requirements Planning

OffsettingÉ calculado o timing de saída das ordens

Lot sizingÉ calculado o tamanho dos lotes a serem produzidos

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2002

3. Material Requirements Planning

Registo MRP completo

Tamanho do Lote = 3000

Tempo de produção = 2 semanas

SemanaCurrent 1 2 3 4 5 6 7 8

Gross req. 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000Enc. Feitas 400 700 200PIB ajustado 1200 1600 1700 900Net req. 100 2000 2000 2000 2000Enc. Plan.Saída de ordens

2900 900 1900 2900 900

3000 3000 30003000 3000 3000

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2002

3. Material Requirements Planning

Resumo do Processo MRP

Estabelecergross requirements

Estabelecer osnet requirements

Estabelecer asencomendas planeadas

Estabelecer a saídade encomendas

Actualizar PIB(stocks)

Usar as encomendasFeitas para estabelecer

os PIB (stocks)

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2002

3. Material Requirements Planning

Explosão multinível

Componente Descrição Quantidade12 Base 1

121 Housing 1123 Borracha 4

1211 Teclado 1

1Telefone

Hand set2

65

1 11

1

13

11

6

Base 12 Fio

1

1

Mic. Rec.

Tampa11

111 112

113Housing Rubber

123121

1211

1

KeyPad

1

4

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2002

3. Material Requirements Planning

Explosão multinívelSemana

Nível Current 1 2 3 4 5 6 7 812 BaseGross req. 600 1000 1000 2000 2000 2000 2000Enc. Feitas 400 400 400

1 PIB 800 1200 1000 400 2400 400 1400 2400 400Net req. 600 2000 2000 2000 2000Enc. Plan. 3000 3000 3000Saída ordens 3000 3000 3000121 HousingGross req. 3000 3000 3000Enc. Feitas

2 PIB 500 500 500Net req. 2500 3000 3000Enc. Plan. 2500 3000 3000Saída ordens 2500 3000 3000123 BorrachaGross req. 12000 12000 12000Enc. Feitas 10000

3 PIB 15000 15000 25000 13000 13000 1000Net req. 11000Enc. Plan. 11000Saída ordens 110001211 TecladoGross req. 2500 3000 3000Enc. Feitas 1500

4 PIB 1200 2700 200 200Net req. 28000 3000Enc. Plan. 28000 3000Saída ordens 2800 3000

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2002

3. Material Requirements Planning

Update MethodsRegeneration Method

• Calcula-se tudo de novo usando as novas previsões, tempos de

entrega, etc.

• Cada registo MRP é recalculado

Net change Method• Calcula apenas os novos dados para os items que mudaram

• É feita uma explosão parcial

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2002

3. Material Requirements Planning

Update MethodsRegeneration Method

• Mais difícil de implementar

• Requer muito mais tempo de computação

• Não há propagações de erro (porque é tudo recalculado)

Net change Method• Fácil de implementar

• Rápido a executar

• É feito diariamente ou semanalmente

• Erros propagam-se

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3. Material Requirements Planning

Net change Method - exemplo

Produto 5 6 7 8Modelo A 2000 2000 2000 2000Modelo B 350 350Modelo C 1000 1000 1000Modelo D 300 200

FevereiroSemana

MPS para Fevereiro

Produto 5 6 7 8Modelo A 2000 2000 2300 1900Modelo B 500 200 150Modelo C 1000 800 1000Modelo D 300 200

FevereiroSemana

MPS actualizado

Produto 5 6 7 8Modelo A 300 -100Modelo B 200 -200Modelo C -200Modelo D

FevereiroSemana

Net Change

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2002

3. Material Requirements Planning

Additional Netting Procedures

Implosion/Explosion

Mercado Decomposição Unidades

UnidadesComposiçãoEnvio

TextTextText

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2002

3. Material Requirements Planning

Additional Netting ProceduresDefine-se por net change, a diferença entre o MPS actual e o

MPS imediatamente anterior.

Assim, os métodos a seguir apresentados servem para prever

as quantidades necessárias para cumprir o MPS.

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2002

3. Material Requirements Planning

Additional Netting ProceduresExplosion

A explosão, permite fazer um zoom ao produto conseguindo

distinguir até à ínfima peça que constitui esse mesmo produto.

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2002

3. Material Requirement Planning

Additional Netting ProceduresCombining Requirements

É o processo no qual se faz o levantamento das componentes que

compõem determinado produto

Requisitos para um mesmo item provenientes de diferentes produtos

E os níveis do BOM deverão ser combinados

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2002

3. Material Requirements Planning

Additional Netting ProceduresPegging

Em relação a linha de montagem, onde e que determinado

componente e necessário, e em que quantidades

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2002

3. Material Requirements Planning

Lotes/Encomendas e Tempo

Modelos

Estáticos Dinâmicos

Simples Optimizados Heurísticos

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2002

3. Material Requirements Planning

Lotes/Encomendas e TempoMaior o lote, maior o tempo de entrega.

Contudo, quanto menor o lote, e caso a encomenda seja bastante

grande vai gerar confusão no processamento, tanto no envio

como na recepção, o que vai levar a uma maior demora no tempo

de processamento da encomenda.

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2002

3. Material Requirements Planning

Multi-EchelonDefinição

Sistema de controlo de inventários

Controlo multi ponto

Composto por uma hierarquia de pontos de stock

Concretamente...Fábrica

Armazém

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3. Material Requirements Planning

Multi-EchelonEOQ- Economic Order Quantity

• Sempre que se efectuam encomendas, ou planeamento de um

determinado produto

• Usado para ter a matéria prima Just-In-Time para que a

produção seja possível

• Purchase-to-Stock distributors

• Make-to-Order manufacturers

http://www.inventoryops.com/economic_order_quantity.htm

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2002

3. Material Requirements Planning

Multi-EchelonEOQ- Economic Order Quantity

A: Custos adicionais para efectuar uma encomenda

D: $ de vendas num ano

H: despesas de encomenda

HDA**2EOQ =

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2002

3. Material Requirements Planning

Multi-Echelon

)()( 2 snnI Q +=τσzs =

n: Número de pontos de stock

Q: EOQ

S: Stock de segurança

Tempo médio de entrega

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2002

3. Material Requirements Planning

Safety StockSafety Stock e Nível de Reposição de Stock

R R R

s

τσzs=sDR +=

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2002

3. Material Requirements Planning

Reposição de StockSafety Stock e Nível de Reposição de Stock

R R R

s

τσzs=sDR +=

Pla

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Ge

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uçă

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2002

3. Material Requirements Planning

Reposição de StockSafety Stock e Nível de Reposição de Stock

τσzs=sDR += τσσ τ =

τσDRz −=

R: Nível de Reposição de StockD: tempo médio de recepção encomendaS: stock de segurança

: tempo de entregaτ

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2002

Agenda

1. Introdução

2. Master Production Schedule

3. Material Requirement Planning

4. Outros aspectos de MRP

5. Conclusão

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2002

4. Outros aspectos de MRP

Shop-Floor ControlReleasing

Scheduling

Monitoring

Updating

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2002

4. Outros aspectos de MRP

Sistemas de Informação

BOM

Inventário MPS

MRP RelatóriosMRP

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2002

4. Outros aspectos de MRP

Sistemas de InformaçãoMRP em Ciclo Fechado

MRP em sistemas distribuídos

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2002

4. Outros aspectos de MRP

Sistemas de InformaçãoVantagens

• Avaliar correctamente os planos de produção

• Controlo e redução do inventário

Falhas• A capacidade de produção infinita

• Incerteza

• Tempo de execução da produção e fornecimento fixo

• Qualidade de produção

• System nervousness

• Integridade dos dados

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2002

4. Outros aspectos de MRP

Sistemas de Informação disponíveis

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2002

Agenda

1. Introdução

2. Master Production Schedule

3. Material Requirement Planning

4. Outros aspectos de MRP

5. Conclusão

Pla

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2002

5. Conclusão

A fazer

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2002

Planeamento deProduçăo,

Capacidade eMaterial

Alcides MarquesBruno MartinsGonçalo FariaTiago Correia