A elaboração de um estudo de caso apresenta, pelo fato de ser um estudo de fenômeno bem delimitado, algumas particularidades. Dentre elas, o cuidado especial que se deve ter com as deduções generalizadoras: como cada caso é tratado como singular e único, a possibilidade de generalização passa a ter menor relevância. (LUDKE; ANDRÉ; EDA, 2011). De acordo com Ventura (2007), toda pesquisa científica necessita definir seu objeto de estudo e, a partir daí, construir um processo de investigação, delimitando o universo que será estudado.
Este trabalho irá abordar o tema da avaliação de eficiência de operações de produção e se restringirá a elaborar uma proposta para esse nível de atividade dentro de uma fábrica, não considerando as células de produção, os setores ou a fábrica como um todo. Essa abordagem da delimitação foi baseada nos conceitos de manufatura, sistemas de manufatura e operações de produção citados no capítulo um desta pesquisa. Não serão considerados processos anteriores e posteriores à operação.
Outra delimitação diz respeito ao estudo de caso realizado neste trabalho que propõe uma integração de duas ferramentas de avaliação de desempenho operacional, o OEE e a DEA. Não serão consideradas as demais métricas apontadas pela literatura, e apresentadas no capítulo dois deste trabalho, como sendo propostas de complementar ou substituir o OEE e a DEA.
As variáveis utilizadas para o modelo DEA desta pesquisa são direcionadas à operação estudada e não têm como objetivo permitir a aplicação generalizada do modelo para outros tipos de operações. Contudo, modelos DEA podem ser desenvolvidos para outros tipos de operações de produção utilizando-se as classes e subclasses de variáveis apresentadas no Quadro 8. Para isso, os modelos podem ser construídos seguindo-se os passos do método de trabalho desta pesquisa.
Também é uma delimitação deste trabalho a utilização do modelo DEA proposto, apenas para a minimização dos inputs utilizados nas operações de produção, e não para a maximização dos outputs. Optou-se pela orientação à inputs devido ao fato de a demanda para a operação estudada ser dependente de fatores externos à operação. A operação estudada não é um gargalo e deve atender à
demanda programada pelo PCP. Dessa forma, as variáveis que estão sob o controle dos gestores na operação, mesmo que limitados à programação, são os inputs que serão avaliados pelo modelo DEA. Com a orientação para inputs o modelo proposto poderá ser utilizado para medir operações gargalos e não-gargalos nas empresas.
Outra limitação para esta pesquisa diz respeito aos índices do OEE calculados. Os dados utilizados para calcular o OEE e para o modelo DEA consideram que o índice de qualidade do OEE (µ3) é sempre 100%. Todavia, para o caso de outras aplicações do modelo DEA para medir a eficiência técnica de operações produtivas, pode-se configurar variáveis dentro dessa sub-classe de variáveis.
O período de análise e a quantidade de DMU’s foi limitada em cinquenta dias úteis devido ao fato de não ser possível se fazer medições com dados anteriores ao início da pesquisa. Devido ao fato de a empresa utilizar o OEE como medida diária e de não ser possível obter dados mensais suficientes para o estudo, considerou-se cada DMU como um dia de trabalho. Contudo, a utilização de cinquenta DMU’s para o modelo permitiu o levantamento de dados suficientes para testar o modelo DEA proposto. A seguir, no item 4 será apresentada a operação de produção analisada e os detalhes da análise dos dados.
4 APRESENTAÇÃO DA OPERAÇÃO ESTUDADA
A pesquisa foi realizada em uma operação de estampagem de peças metálicas realizada por um equipamento semiautomático chamado de puncionadeira. As puncionadeiras são equipamentos que surgiram antes das máquinas de corte a
laser, conseguem substituir operações realizadas pelas prensas e servem para cortar metais. As puncionadeiras são equipamentos mais flexíveis do que as prensas, pois ao invés de utilizarem estampos com formatos específicos de cada peça a ser cortada, utilizam uma série de ferramentas que podem cortar, marcar ou até mesmo fazer dobras. Podem rapidamente cortar a chapa no formato desejado, sem a necessidade da construção de um estampo. As diferenças entre um estampo de uma prensa e os estampos de uma puncionadeira podem ser visualizadas na Figura 20.
Figura 20: Estampo de uma prensa e ferramentas de uma puncionadeira
Fonte: Elaborado pelo autor
Os estampos construídos para serem utilizados nas prensas excêntricas ou hidráulicas geralmente são utilizados para a construção de peças específicas, e sempre que o modelo de peça a ser fabricado alterar, deve-se alterar o estampo utilizado. No caso dos estampos utilizados nas puncionadeiras, existem uma série de formatos pré-definidos e esses formatos são presos em um carrossel na própria puncionadeira. Esses carrosséis variam em tamanho e quantidade de ferramentas que suportam, dependendo do modelo de cada equipamento.
Os cortes nas chapas são feitos por esses estampos. A definição de qual estampo será utilizado em cada corte é feito pelo programador da operação. O operador define, no software de programação, as peças que serão cortadas, as ferramentas (estampos) que serão utilizadas em cada corte e o layout de corte (distribuição das peças a serem cortadas nas chapas). A velocidade do corte e o roteiro de corte (a ordem de quais peças e cortes serão processados) são determinados pelo equipamento. O software da máquina define qual a configuração otimizará o tempo de corte e a utilização dos estampos. Dessa forma tanto o
aproveitamento da chapa quanto a eficiência do corte estão mais ligados ao modo como o programador distribui as peças e indica os estampos, do que à escolha que faz o software do equipamento.
As trocas de ferramentas em uma prensa, mesmo utilizando técnicas da troca rápida de ferramentas desenvolvida por Shingo (2000) num período de 19 anos, como resultado de análise detalhada de aspectos teóricos e práticos que envolvem as operações de setup, são menos eficientes do que a troca de estampos realizada automaticamente pelas puncionadeiras, uma vez que basta girar os carrosséis superior e inferior para posicionar o punção e a matriz corretas no ponto de corte e prosseguir com o corte dos materiais. Contudo, se a programação das ferramentas não for feita da forma correta, ou houver a necessidade de instalação de ferramentas específicas na puncionadeira, o setup pode ser igualmente demorado.
Esse equipamento é uma máquina utilizada para alterar a forma de um determinado metal, seja fazendo cortes ou furações específicas. Normalmente, uma peça de metal é prcessada através da puncionadeira, como parte da elaboração de peças finais e posteriormente segue para as demais operações, ou até mesmo como etapa permanente de trabalho. Estes dispositivos podem ser utilizados para diversas finalidades, como na fabricação de peneiras industriais, dispositivos agrícolas e peças para o setor automotivo. A Figura 21 mostra a operação analisada, contendo a puncionadeira e os dispositivos do entorno do equipamento, utilizados para a realização da operação.
Fonte: Elaborado pelo autor
Em alguns casos, o equipamento pode realizar operações de corte e ejetar a peça de metal em apenas uma etapa. Outras peças podem exigir várias etapas de trabalho, a fim de ser completamente formada ou cortada. Neste caso, o processo é chamado progressivo, porque cada estação de trabalho equivale a uma etapa da operação e passo a passo até que se alcance a conclusão da tarefa. Uma máquina deste porte pode ser uma máquina simples, pequena e que pode ser operada manualmente, ou pode ser grande, complexa, e operada por comandos numéricos computadorizados (CNC). Neste caso, um computador é programado para operar este dispositivo de acordo com a peça que se deseja obter no final do projeto.
O processo de programação e configuração das puncionadeiras pode ser uma etapa um pouco lenta. No entanto, se este tipo de equipamento for utilizado para a produção de alto volume, com tempos de ciclo de medição que giram em torno do número de partes criadas por segundo, o tempo de programação será diluído pela quantidade de peças produzidas e representará pouco tempo por unidade. Depois que o equipamento está configurado, um operador pode facilmente monitorar o progresso e continuar a operação. Nestes casos, um operador pode monitorar as operações normalmente em toda etapa de funcionamento deste dispositivo sem maiores problemas, o que resulta em uma relação custo x benefício vantajosa e eficaz para a formação de metal.
Contudo, se o equipamento for utilizado para a produção de baixos volumes de peças e grande variedade, tanto o tempo de programação por unidade, quanto o número de operadores envolvidos na operação serão proporcionalmente maiores em de acordo com essa variabilidade de itens fabricados. Da mesma forma, quanto maior a diversidade de itens cortados em cada plano de corte, maior a probabilidade de haver desperdícios de materiais e de tempo dos operadores.
Outro fator ligado ao baixo volume e à variabilidade dos itens processados é o manuseio das chapas metálicas que serão abastecidas no equipamento e também retiradas após o processamento. Esse processo, quando há trocas de materiais, gera atrasos, exige maior número de operadores e pode causar paradas no equipamento. Também a programação é influenciada pela variabilidade de peças e pela troca
constante de matéria-prima. Nesses casos, a operação pode ser paralisada por falta ou atraso de programação. Na seção seguinte serão apresentadas as matérias-primas processadas na operação estudada e o custo médio desses materiais calculado no mês de Junho de 2016.