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Engineering Research

Technical Reports

Volume 5 – Issue 5 – Article 1 ISSN 2179-7625 (online)

APPLICATION OF SIX SIGMA METHODOLOGY IN THE PRODUCTION PROCESS IN AN ALUMINUM CASTING

Ricardo Alexandre de Aquino

1

, Miroslava Hamzagic²

SEPTEMBER / 2014

Taubaté, São Paulo, Brazil

(2)

Engineering Research: Technical Reports

Technical Editor: Giorgio Eugenio Oscare Giacaglia, Universidade de Taubaté, Brazil Associate Technical Editors

Eduardo Hidenori Enari, Universidade de Taubaté, Brazil

Wendell de Queiróz Lamas, Universidade de São Paulo at Lorena, Brazil Editorial Board

Antonio Faria Neto, Universidade de Taubaté, Brazil Asfaw Beyene, San Diego State University, USA Bilal M. Ayyub, University of Maryland, USA Bob E. Schutz, University of Texas at Austin, USA

Carlos Alberto de Almeida, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Brazil Ciro Morlino, Università degli Studi di Pisa, Italy

Eliane da Silveira Romagnolli Araujo, Universidade de Taubaté, Brazil Epaminondas Rosa Junior, Illinois State University, USA

Evandro Luís Nohara, Universidade de Taubaté, Brazil

Fernando Manuel Ferreira Lobo Pereira, Universidade do Porto, Portugal Gilberto Walter Arenas Miranda, Universidade de Taubaté, Brazil

Hubertus F. von Bremen, California State Polytechnic University Pomona, USA João Bosco Gonçalves, Universidade de Taubaté, Brazil

Jorge Muniz Júnior, Universidade Estadual Paulista at Guaratinguetá, Brazil José Luz Silveira, Universidade Estadual Paulista at Guaratinguetá, Brazil José Walter Parquet Bizarria, Universidade de Taubaté, Brazil

María Isabel Sosa, Universidad Nacional de La Plata, Argentina Ogbonnaya Inya Okoro, University of Nigeria at Nsukka, Nigeria Paolo Laranci, Università degli Studi di Perugia, Italy

Rolando A. Zanzi Vigouroux, Kungliga Tekniska högskolan, Sweden Sanaul Huq Chowdhury, Griffith University, Australia

Tomasz Kapitaniak, Politechnika Lódzka, Poland Zeki Tüfekçioğlu, Ankara Üniversitesi, Turkey

The “Engineering Research” is a publication with purpose of technical and academic knowledge dissemination.

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BIOGRAPHIES

Ricardo Alexandre de Aquino graduated in Environmental and Sanitary Engineering at UNITAU-Taubate University in 2007, postgraduate in Safety Engineering at UNITAU-Taubaté University in 2009, Master in Mechanical Engineering Production area of concentration in 2014.

Miroslava Hamzagic graduated in Architecture at Taubaté University - UNITAU in 1984, Master in Regional Development and Planning at UNITAU in 2002, doctorate in Production Engineering at University of São Paulo in 2010.

(4)

PRESENTATION

This article describes the results of the Professional Master's dissertation submitted in Taubaté-SP

UNITAU-Taubaté University in fulfilment of the requirements for obtaining a Master's Degree Title in Mechanical Engineering in the area of concentration Production.

(5)

TABLE OF CONTENTS

Here, it must be listed all sections developed in your work, related with their page numbers.

Note that numbering will start in manuscript file.

Section Page

Editorial Board ii

Biographies iii

Presentation iv

Abstract 6

Introduction 7

Fundamentação teórica 8

Método 12

Desenvolvimento 15

Resultados e discussão dos resultados 24

Conclusões 30

Referencias 31

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APLICAÇÃO DA METODOLOGIA SIX SIGMA EM UMA FUNDIÇÃO DE ALUMÍNIO Seis Sigma é uma metodologia que aplica um conjunto de ferramentas estatísticas para melhorar a qualidade em produtos e serviços de uma organização, buscando sistematicamente reduzir a variabilidade em qualquer processo administrativo ou de manufatura, ao mesmo tempo em que reduz ou elimina defeitos. O objetivo deste trabalho é apresentar os ganhos obtidos pela implantação da metodologia Seis Sigma em uma área de fundição de alumínio de uma montadora de veículos, situada em uma cidade do Vale do Paraíba, interior do estado de São Paulo. Os métodos de pesquisa utilizados foram à pesquisa bibliográfica, documental com abordagem qualitativa destacando a apresentação de um caso único. Concluiu-se que quando do desenvolvimento de um projeto Seis Sigma deve-se avaliar os ganhos decorrentes da aplicação das práticas possibilitaram a visualização de defeitos que eram ocultos ao processo, viabilizando a contabilização dos ganhos com ênfase em custos e a sua contribuição para a sustentabilidade do negócio. Concluiu-se também que os projetos Seis Sigma estão sempre focados em redução de variabilidade e custo proporcionando o alcance de melhorias significativas que podem levar às decisões de continuidade do negócio, como neste caso, já estavam fadado à extinção.

PALAVRAS-CHAVE: Seis Sigma. Fundição de Alumínio. Redução de Variabilidade.

Sustentabilidade do Negócio.

APPLICATION OF SIX SIGMA METHODOLOGY IN AN ALUMINUM FOUNDRY Six Sigma is a methodology that applies a set of statistical tools to improve quality in products and services of an organization seeking to systematically reduce variability in any administrative process or manufacturing, while reducing or eliminating defects. The objective of this paper is to present the gains from implementation of Six Sigma methodology in an area of an aluminum smelter carmaker, situated in a city of the Paraíba Valley, in the state of São Paulo. The research methods used were the bibliographical, documentary research with qualitative approach highlighting the presentation of a single case. It was concluded that when developing a Six Sigma project should evaluate the gains from applying the methodology enabled the visualization of defects that were hidden to the process, enabling the recording of gains with emphasis on costs and their contribution to the sustainability of business. It was also concluded that Six Sigma projects are always focused on the reduction of variability and cost providing the range of significant improvements that can lead to decisions to business continuity, as in this case,

(7)

were already doomed to extinction.

KEYWORDS: Six Sigma. Aluminum Casting. Reduction of variability. Business Sustainability.

1.INTRODUÇÃO

Algumas filosofias e metodologias foram criadas passando a ser utilizadas ao longo do tempo e tornando-se as melhores práticas para as organizações. Um exemplo é o Seis Sigma. De acordo com Brito e Quelhas (2013) o Seis Sigma é uma ferramenta para a redução de erros e melhoria de produtos e serviços, e que é amplamente utilizada em todo o mundo. Considera-se como um conjunto de práticas, originalmente desenvolvida pela Motorola para aprimoramento contínuo de processos, produtos e serviços organizacionais focando sempre no resultado para o cliente cujo maior objetivo é a redução de variação e defeitos no processo, buscando alcançar apenas de 3 a 4 defeitos em cada milhão de oportunidades (BRITO; QUELHAS, 2013). Também conhecido como processo de negócio que permite às empresas melhorar drasticamente sua linha de produção, projetar e monitorar as atividades diárias do negócio de forma a minimizar os desperdícios de recursos, aumentando a satisfação do cliente, procurando fazer com que as empresas cometam menos erros nos seus nichos de negócios, desde o preenchimento de uma ordem de compra de motores de avião até a mais simples operação, eliminando falhas na qualidade com maior brevidade e procurando impedir novas ocorrências (SCHROEDER; HARRY, 2000).

Os Seis Sigma é uma metodologia de trabalho. Ela é definida de forma a aplicar sistematicamente as cinco palavras: Definir, Medir, Analisar, Melhorar e Controlar em inglês, Define, Measure, Analyse, Improve e Control-DMAIC. Ao abordar um problema por meio das fases DMAIC procura-se a causa raiz do problema e por meio das fases da metodologia, melhora-se o processo até o alcance do objetivo traçado. Por meio da aplicação da metodologia obtém-se a definição dos problemas principais e a resolução para cada um deles (SHANKAR, 2009).

Outra ferramenta utilizada é o Lean Manufacturing, originada na fabricante de automóvel Toyota, e definida como uma iniciativa que busca eliminar desperdícios, isto é, excluir o que não tem valor para o cliente e imprimir velocidade para a empresa (WERKEMA, 2012).

Com o passar do tempo estas metodologias ultrapassaram os domínios industriais passando a ser aplicadas nos setores de serviços, administrativos, de saúde, prestação

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Alcançam resultados satisfatórios a todo instante. É possível também que as práticas sejam altamente eficazes e apresente ganhos por toda organização, surpreendendo muitas vezes no alcance de objetivos inesperados com grande contribuição corporativa.

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

O conjunto de práticas denominado Seis Sigma, surgiu no início de 1987, quando profissionais da empresa Motorola iniciaram uma série de estudos sobre os conceitos estabelecidos por Deming sobre a variabilidade dos processos de produção (HENDERSON; EVANS, 2000).

A Motorola buscava resolver o crescente aumento de reclamações relativas à ocorrência de falhas nos produtos eletrônicos manufaturados, dentro do período da garantia. Tal fato motivou a empresa a adotar o desafio de alcançar um desempenho de produtos livres de defeitos e tinha como alvos principais: o aumento da confiabilidade do produto final e a redução de perdas (SENAPATI, 2004). Em 1988, a Motorola recebeu o Prêmio Malcolm Baldrige de Qualidade e a introdução do programa Seis Sigma passou a ser reconhecida como responsável pelo sucesso alcançado pela organização. Após a divulgação dos ganhos obtidos pela Motorola, outras empresas adotaram o Seis Sigma, tais como: Texas Instruments (em 1988), IBM (em 1990), ABB - Asea Brown Boveri (em 1993), Allied Signal e Kodak (em 1994) e a General Electric (em 1996).

Contudo, o caso de maior notoriedade na aplicação do Seis Sigma foi o da General Electric, que adotou o programa há cerca de 10 anos e, a partir de então, conseguiu considerável crescimento na margem do lucro operacional, conquistando a posição de uma das corporações mais bem sucedidas dos Estados Unidos, registrando depois de três anos uma economia de mais de US$ 1,5 bilhões (BAÑUELAS; ANTONY, 2002).

No Brasil, o Seis Sigma foi disseminado a partir de 1997, quando o Grupo Brasmotor introduziu o programa em suas atividades e apurou em 1999 ganhos de R$ 20 milhões (WERKEMA, 2002). Contudo, existem poucos dados a respeito dos resultados obtidos com uma aplicação mais extensiva do programa Seis Sigma no país. Registram- se hoje dois levantamentos do gênero (WERKEMA, 2002). Ambos os levantamentos, porém, apresentam limitações em virtude do reduzido número de empresas participantes e de uma análise restrita dos dados coletados.

Considerando que a utilização do Seis Sigma no Brasil é relativamente recente, o tema é relevante uma vez que a aplicação do programa tem possibilitado às empresas resultados e benefícios que merecem ser identificados e melhor compreendidos, foi

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elaborada uma pesquisa de campo tipo survey exploratório-descritivas (FORZA, 2002) com o propósito de ampliar o conhecimento sobre o uso do Seis Sigma no país. Mais especificamente, o objetivo deste trabalho é apresentar os métodos e técnicas aplicadas na elaboração e desenvolvimento do levantamento, analisar os resultados obtidos pelas respostas de questionários, bem como, sugerir algumas perspectivas para pesquisas futuras, no intuito de aprofundar o estudo sobre a aplicação do programa no território brasileiro.

Para alcançar as metas, o Seis Sigma possui como força motriz a definição de defeitos e a sua eliminação pela execução de projetos com duração de aproximadamente entre 4 e 8 meses dependendo da complexidade dos mesmos.

Seu caráter finito é uma das mais importantes características que o distinguiu dos programas anteriores de qualidade. Criticável ou não, a metodologia Seis Sigma propõe cronogramas rígidos e revisões constantes de projeto com os clientes internos e com os donos de processos, o que torna o ambiente altamente salutar e energizado para dar andamento ao projeto (HARRY, 1998).

Houve a necessidade de serem adotados cuidados em GQT (Gerenciamento da Qualidade Total) para evitar insucessos na implantação do programa Seis Sigma conforme citou Pande et. al. (2001). Identificou-se problemas os quais se destacam a falta de Integração, apatia da liderança, conceito impreciso, metas obscuras, atitudes puristas e fanatismo técnico, incapacidade de derrubar barreiras internas, mudanças por incrementos versus exponenciais, treinamento ineficaz e falta de foco em qualidade do produto.

Conforme citou Rotandaro et. al.(2002), as técnicas e ferramentas adotadas pela metodologia são em sua maioria as mesmas que têm sido utilizadas pelos sistemas da qualidade conhecidos, porém a metodologia Seis Sigma, se corretamente aplicada, potencializa os resultados obtidos. Algumas ferramentas básicas da qualidade podem ser utilizadas para a análise preliminar do processo, evidenciando as causas de variação óbvias ou potenciais. Fazem parte desse sistema o diagrama de causa e efeito, o Histograma, o Box-Plot, o FMEA- Failure Mode and Effect Analysis e a determinação do fator sigma do processo.

Com a robustez da sistemática utilizou-se ferramentas e métodos estatísticos integrados às fases do DMAIC, que se transformaram em um método eficaz, disciplinado, baseado em dados e no uso de ferramentas estatísticas para se atingir os resultados almejados pela organização (ECKES, 2001).

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Existem alguns equívocos na literatura, quando se afirma que o objetivo do Seis Sigma é atingir o famoso índice de 3,4 defeitos por milhão de oportunidade, entretanto, o que essa metodologia prega é a melhoria do índice z (indicador da capacidade do processo), independente do valor obtido ao final do projeto. Atingir simplesmente z=6 pode significar um investimento muito alto inviabilizando as operações produtivas sem justificativa da necessidade de seu negócio no mercado.

Determinar o nível sigma é calcular quantos defeitos ocorrem em comparação ao número de oportunidades das atividades saírem erradas em um bem ou serviço, definido como defeitos por milhão de oportunidades (DPMO), e que ao comparar o padrão atual (4 Sigmas) obtém-se 6210 DPMO ou PPM (partes por milhão), e para um bom desempenho Seis Sigma sugere-se 3 a 4 DPMO ou PPM.

A Tabela 1 apresenta o nível sigma e o custo de cada etapa do sistema Seis Sigma, e evidencia a quantidade de defeitos por milhão de unidades produzidas e o rendimento do processo produtivo, assim representando em porcentagem suas perdas e desperdícios pela não qualidade.

Tabela 1- Nível Sigma Fonte – ECKES, 2001

A cultura de uma organização deve estar preparada para mudar sua infra-estrutura, valores e pensamentos a fim de integrar-se ao Seis Sigma.

Um plano de comunicação envolve as pessoas com a metodologia Seis Sigma, mostrando como o programa trabalha como se relaciona com suas atividades e quais os benefícios. Coronado e Antony (2002) defendem que após a realização de projetos Seis Sigma deve-se publicar os resultados de sucesso e os de insucesso os quais ajudarão a

Nível Sigma Defeitos por milhão Rendimento

1 Sigma 690.000 30,2328 %

2 Sigma 308.530 69.1229%

3 Sigma 66.807 93,3189%

4 Sigma 6.210 99,33790 %

5 Sigma 233 99,99767 %

6 Sigma 3,4 99,99966%

Nível Sigma Defeitos por milhão Rendimento

1 Sigma 690.000 30,2328 %

2 Sigma 308.530 69.1229%

3 Sigma 66.807 93,3189%

4 Sigma 6.210 99,33790 %

5 Sigma 233 99,99767 %

6 Sigma 3,4 99,99966%

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evitar que os mesmos enganos sejam cometidos, destacando que as ações baseadas em RH precisam promover ganhos em termos de comportamento e resultados.

Segundo Masumi (2003), o treinamento é importante por proporcionar envolvimento e compreensão sobre o Seis Sigma para as pessoas. Autores como Henderson e Evans (2000), Hallyday (2001) e Coronado e Antony (2002), destacam o treinamento como um dos elementos chaves para a condução do Seis Sigma, e para implantar e desenvolver projetos Seis Sigma assume-se como imprescindível formar especialistas na área, por meio de treinamentos técnicos apropriados e que serão responsáveis pela promoção das mudanças nas organizações. A divisão dos especialistas em Seis Sigma ocorre em quatro camadas:

Champions – Campeões. Possuem cargo de gestor cuja finalidade é apoiar os projetos trabalhando para remover as dificuldades para o desenvolvimento dos mesmos;

Master Black Belts (MBB) - Mestres Faixas Pretas. Representam o nível mais alto de proficiência técnica e organizacional, oferecendo liderança, desenvolvendo e adaptando ferramentas a partir da teoria matemática dos métodos estatísticos. São ainda, responsáveis pelo treinamento de BBs e GBs. Tem dedicação integral de seu tempo ao programa;

Black Belts (BB) - Faixas Pretas. Lideram projetos, estão ativamente envolvidos no processo de mudança e desenvolvimento organizacional, devem ter dedicação integral de seu tempo ao programa. Normalmente, possui o encargo de atingirem um determinado número financeiro em retorno, tipicamente 1 milhão de dólares anuais, para as empresas americanas;

Green Belts (GB) - Faixas Verdes. São líderes de projeto Seis Sigma capazes de formar, facilitar as equipes e administrar os projetos do conceito até a conclusão, devem ter dedicação parcial de seu tempo ao programa, uma vez que mantêm suas atribuições funcionais originais.

De acordo com Pande et al, (2000) os projetos Seis Sigma devem apresentar como a melhoria é benéfica aos clientes, processos e competitividade da organização.

Segundo Marash (2000) as atividades de melhoria do Seis Sigma não devem estar focadas em pontos específicos da organização, mas priorizadas de acordo com o alinhamento à estratégia organizacional.

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Conforme Detoni e Balestrassi (2004), o modelo DMAIC é uma sigla que corresponde às iniciais de: D – define (definição), M – measure (medição), A – analysis (análise), I – improve (melhoria) e C – control (controle), e conforme Rotandaro et al, (2002), o modelo surgiu inicialmente como MAIC (Medição, Análise, Melhoria e Controle) na Motorola como uma evolução do ciclo PDCA que significa: P: plan (Planejar), D: do (fazer), C: control (controlar) e A: action (agir); o qual foi adotado pela General Electric Company como DMAIC, que consiste no ciclo de melhoria em cinco fases.

3. MÉTODO

As pesquisas utilizadas neste trabalho classificam-se: de acordo com a definição, pesquisa descritiva de acordo com a fonte dos dados e procedimentos para a coleta, pesquisa bibliográfica e documental, além do estudo de caso. A abordagem utilizada foi a triangular: quantitativa utilizando estatística simples e a qualitativa. A Figura 1 apresenta os tipos de pesquisa que foram utilizados no trabalho.

Figura 1 – Tipos de Pesquisa

De acordo com Oliveira (2004), A pesquisa bibliográfica tem por finalidade conhecer as diferentes formas de contribuição científica que se realizaram sobre determinado assunto ou fenômeno. Para que a compreensão do trabalho seja completa é necessário que haja uma revisão das várias citações de autores sobre os assuntos que

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serão tratados no desenvolvimento da pesquisa.

Os termos, e tudo aquilo que pode ser desconhecido ao leitor, deve ser esclarecido por meio dessa pesquisa bibliográfica. Ainda, conforme Gil (1999), a pesquisa documental assemelha-se muito à pesquisa bibliográfica. A única diferença entre ambas está na natureza das fontes. Enquanto a pesquisa bibliográfica se utiliza fundamentalmente das contribuições dos diversos autores sobre determinado assunto, a pesquisa documental vale-se de materiais que não receberam ainda um tratamento analítico, ou que ainda podem ser reelaborados de acordo com os objetivos da pesquisa (GIL, 1999).

3.1 Plano de Coleta de Dados

Em acordo com os instrumentos adotados, o Plano para a Coleta de Dados seguiu da seguinte maneira:

Pesquisa Bibliográfica: no maior número possível de publicações que abrangeram o assunto pesquisado;

Pesquisa Documental: nos documentos cedidos pela empresa, a pesquisa foi realizada colhendo os dados pertinentes;

Estudo de Caso: Estudo de caso foi observada a situação antes de todos os problemas encontrados e a situação depois, com a utilização da ferramenta para a gestão das restrições.

Os documentos emitidos pela montadora de veículos serviram de base documental para a realização do trabalho, pois por meio da análise dos mesmos conseguiram-se elementos para o desenvolvimento do estudo de caso.

O estudo de caso é caracterizado pelo estudo profundo e exaustivo de um ou de poucos objetos, de maneira a permitir o seu conhecimento amplo e detalhado (GIL, 1999).

Gil (1999) ainda coloca que os estudos de caso estão sendo utilizados de forma crescente no âmbito das ciências e com diferentes propósitos, tais como:

Explorar situações da vida real cujos limites não estão claramente definidos;

Preservar o caráter unitário do objeto estudado;

Descrever a situação do contexto em que está sendo feita determinada investigação;

Formular hipóteses ou desenvolver teorias; e

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Explicar as variáveis causais de determinado fenômeno em situações muito complexas que não possibilitam a utilização de levantamentos e experimentos (GIL, 2009).

Após a definição dos tipos de pesquisa, elaborou-se duas linhas de trabalho no objetivo de operacionalizar as atividades. A Figura 2 apresenta as linhas de trabalho mencionadas.

Figura 2 – Linhas de Trabalho da Pesquisa

Primeiramente, na Linha de Trabalho ‘A’, os Objetivos, Geral e Específico foram idealizados, eles foram definidos somente após a formulação da Questão de Pesquisa e

do Problema de Pesquisa.

Na Linha de Trabalho ‘B’, iniciaram-se a Pesquisa Bibliográfica e Documental, que duraram do início até o fim do Estudo de Caso Único respectivamente. Ainda na Linha de Trabalho ‘B’, deu-se a pesquisa empírica, a coleta de dados antes e depois da aplicação

Primeira ideia do Objetivo do

Trabalho 1

Pesquisa Bibliográfica

5

Linha de Trabalho A

Estudo de Caso Único – Levantamento dos Problemas Situação Antes

5

Elaboração da Questão

e do Problema de Pesquisa

2 Definição da

Hipótese do Trabalho

3 Definição dos

Objetivos Geral e Específicos

4

Linha de Trabalho B

Pesquisa Documental

5

Linha de Trabalho B

Conclusão – Alcance do Objetivo Geral

8

Obtenção dos Resultados – Situação Depois

7

Aplicação das práticas

Seis Sigma 6

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das práticas Seis Sigma, a obtenção dos Resultados com as referidas Discussões e finalmente provou-se o Objetivo Geral com a finalização da Conclusão.

A montadora de veículos foi analisada num determinado período, observando os métodos de controle dos defeitos encontrados na produção dos componentes, bem como em relação à descrição das atividades, a implantação da prática do Seis Sigma e seus efeitos, contribuíram para a construção do estudo de caso que será apresentado no próximo capítulo.

Os dados para a pesquisa foram adquiridos de duas formas: a partir de observações diretas (nas áreas de produção dos processos envolvidos com as informações da fundição de alumínio) e a partir da coleta de dados dos gráficos de controle estatístico de produção.

As informações da montadora de veículos antes da implantação da metodologia Seis Sigma foram colhidas e confrontadas com as informações após sua implantação.

4 DESENVOLVIMENTO

4.1 Apresentação da empresa

A empresa escolhida para o desenvolvimento deste trabalho opera em todos os continentes do globo terrestre, tem sua sede, também conhecida por quartel general, em Detroit nos Estados Unidos da América, e está há mais de 100 anos no mercado mundial, a empresa nos últimos anos vem passando por uma reformulação com vistas à redução de folha de pagamento e custos de produção, e ocupa atualmente o 3º lugar em vendas globais.

4.2.1 Histórico da Fundição de Alumínio na Empresa Pesquisada

Diante desse quadro internacional de crise mundial, a globalização, exigências ambientais, competição financeira e custo elevado, levaram a matriz da empresa pesquisada a definir uma nova estratégia em suas operações de fundição, decidindo descontinuar suas plantas de fundição de ferro e alumínio. Iniciou-se em 1995 um processo de terceirização de suas plantas por todo o mundo. No Brasil a empresa

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possuía três plantas de fundição: duas destinadas à produção de fundidos ferrosos e uma de alumínio.

No ano de 1996 encerram-se as atividades produtivas na grande São Paulo com o fechamento da fundição de metais ferrosos e seus empregados, na grande maioria, tiveram seus contratos de trabalho rescindidos, causando um grande impacto social.

No Vale do Paraíba encerraram-se as operações da planta de fundição de ferro em 1997, gerando os mesmos efeitos sociais que causados na grande São Paulo. Por conseguinte, o plano traçado pela diretoria global, a planta de fundição de alumínio seria a última a ter suas atividades encerradas.

A empresa estudada se encaixava neste cenário crítico devido os indicadores internos de qualidade e produtividade não alcançarem os objetivos traçados pela alta administração, cujos objetivos nas condições do processo jamais conseguiriam cumprir tais objetivos. O equipamento utilizado foi produzido da década de 60, época da inauguração desta fundição e que eram os equipamentos de melhor tecnologia, impossibilitando a competitividade entre tal equipamento contra a nova geração de equipamentos que já foram aprimorados ao longo dos anos e que produzem em maior quantidade, em menor tempo e melhor custo.

Devido à quantidade de problemas mecânicos, elétricos e a demanda de produção sempre atrasada, os responsáveis pelo processo não pensavam em ações sistêmicas para resolução dos problemas, assim passavam pelos problemas sem perceberem que havia oportunidades de melhorias. Os maiores problemas eram a quantidade de refugos e retrabalhos gerados pelas injetoras de alumínio e quebras das peças de alumínio nas destorroadoras, ou seja, maquinas com marteletes hidráulicos ou pneumáticos que retiram a areia que formam os dutos internos da peça fundida, inviabilizando todo o complexo fabril da fundição de alumínio.

Vislumbrando o impacto social e o enfraquecimento da planta no Vale do Paraíba devido ao encerramento das atividades produtivas de uma fábrica de qualidade reconhecida internacionalmente, porém de custos inviáveis, o gerente de operações de força motriz, lançou um desafio a todos os especialistas em resolução de problemas e minimização de variações de processos, a desenvolverem projetos para a viabilização da fundição de alumínio no aspecto custo e, para tentar estatisticamente comprovar aos acionistas que tal fábrica teria condições de apresentar custos melhores que seus concorrentes terceirizados, evitando assim o fechamento da planta de fundição de alumínio.

(17)

4.2.2 Processo de fundição da empresa

O processo de fundição consiste em ‘vazar’, termo usado no chão de fábrica, para despejar metal líquido num molde contendo uma cavidade na geometria desejada para a peça final. Esses processos podem ser classificados pelo tipo de molde e modelo ou pela força ou pressão usada para preencher o molde com o metal liquido permitindo se obter, de modo econômico, peças de geometria complexa, que o difere em relação a demais processos.

A injetora de alumínio, sob pressão (máquina HONSEL), consiste em um maquinário específico em que o alumínio no estado líquido é bombeado por dutos até uma matriz composta de machos de areia e este processo é muito utilizado para fabricação de peças em alumínio, tais como, blocos, tampas, suportes de periféricos, carcaças de câmbio, entre outras opções. A Figura 3 e 4 apresentam as injetoras de alumínio por meio da Câmara Fria e Câmara Quente.

Figura 3 e 4 – Injetoras de alumínio com os dois tipos de câmara

(18)

Figura 5 – Ilustração de desmoldagem de alumínio Fonte – Empresa Pesquisada

A máquina que efetua a separação do molde de areia do fundido de alumínio denominada 'Destorroadora FATA', consiste em um equipamento que por meio de cilindros hidráulicos utiliza processos mecânicos exercendo força e força mecânica em pontos específicos para extração do molde de areia que são transformados em pequenas partículas possibilitando a separação do macho de areia do molde.

Após as peças serem desmoldadas do alumínio e a areia retirada de suas cavidades, as peças processadas seguem para uma jateadora, que bombardeia o produto com esferas metálicas para limpeza total das faces internas e externas. Na Figura 8, mostra-se um mapa do fluxo básico do processo produtivo da fundição de alumínio, mostrando-se todas as operações desde sua primeira entrada com a matéria prima entregue por caminhões transportadores do alumínio líquido, despejando nos fornos a gás que permitem a manutenção da temperatura. O alumínio é injetado nas máquinas HONSEL já preparadas com os moldes de areia sílica conformada para os dutos interiores do cabeçote, em seguida após resfriamento seguem para as destorroadoras FATA para remoção da areia sílica do interior dos dutos, posteriormente seguem a linha de jateadoras para remoção das impurezas e melhoria do visual da peça e por fim a linha de rebarbação para retirada do material que provocou cantos vivos, assim o processo de fundição é finalizado e o produto pronto para seguir para a área de usinagem. A Figura 6 apresenta a ilustração do fluxo do processo.

(19)

Figura 6 - Fluxo básico do processo de fundição de alumínio Fonte – Empresa Pesquisada

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4.2.3 Descrição do problema

Para se conhecer e quantificar o número de quebras no processo produtivo coletou-se dados no processo e criou-se o Gráfico 1 que demonstra a quantidade de quebras por maquina e sua contribuição na indisponibilidade da maquina em produzir 100 % de sua capacidade, exemplificando que a Honsel 4 contribui com 31 % e 22 quebras e assim sucessivamente, evidenciando qual a maquina mais crítica e a quantidade de rejeitos produzidos. O Gráfico 1 apresenta o Pareto dos defeitos por máquina.

Gráfico 1 - Pareto para comparação entre máquinas

Para comparar os cabeçotes dos modelos 1.0 l foi construído um gráfico de perdas por defeitos para documentar evidências de perda antes da implementação das práticas Seis Sigma. O Gráfico 2 apresenta a perda anual de peças no motor 1.0 L.

Gráfico 2 - Perda anual de peças quebradas para motor 1.0 L

8,5%

31%

57%

80%

91%

100%

0,0%

1,0%

2,0%

3,0%

4,0%

5,0%

6,0%

7,0%

8,0%

9,0%

10,0%

22 quebras 18 quebras 16 quebras 8 quebras 6 quebras

HONSEL 4 HONSEL 3 HONSEL 2 HONSEL 1 FATA 1.6

Machines

INDISPONIBILIDADE(%)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

PORCENTAGEM(%)

ANTES - Peça Quebrada - Cabeçote 1.0L

1,6 2,9

1 1,1

0,6

1,2 0,9 1

1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34

1,30 1,80

1,00 0,70 -1,00

1,00 3,00 5,00

JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

Mês

Defeitos (%)

Média Histórica Atual

(21)

Assim como para os cabeçotes do modelo 1.6 l, foi construído um gráfico de perdas por defeitos para documentar evidências de perda antes da implementação da metodologia. O Gráfico 4 apresenta a perda anual de peças defeituosas na motorização 1.6 L.

Gráfico 4 - Perda anual de peças quebradas para motor 1.6 L

Obtiveram-se dados quantificáveis e o problema detectado foi o alto custo de peças quebradas nos cabeçotes fundidos na fundição de alumínio com perda de 10200 unidades produzidas a cada milhão de peças produzidas. Este projeto teve como objetivo a redução das perdas em no mínimo em 70% em ganho de produtividade e redução do custo de refugo.

Por meio de uma matriz de localização de problemas, mostrada na Figura 7, também denominada no chão-de-fábrica como matriz de 'batalha naval' para os operadores utilizarem como auxilio visual e anotarem o ponto exato do problema no desenho da matriz.

ANTES - Peça Quebrada - Cabeçote 1.0L

1,6 2,9

1 1,1 0,6

1,2 0,9 1

1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34

1,30 1,80

1,00 0,70 -1,00

1,00 3,00 5,00

JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

Mês

Defeitos (%)

Média Histórica Atual

(22)

Figura 7 – Matriz 'batalha naval' para identificação do ponto de quebra

Na Figura 8, pôde-se evidenciar uma lista de códigos do ponto exato de quebra que foi anotado pelo operador na matriz de ' batalha naval’, onde seria a área de atuação, estratificando-se cada problema do cabeçote e seu posicionamento físico na matriz.

Torre dos dutos

Face dos dutos

(23)

Figura 8 – Estratificação dos defeitos por máquina

Através das matriz de' batalha naval' e pela estratificação dos defeitos utilizou-se uma matriz de pontuação dos potenciais problemas, discutidos com todos os envolvidos no processo e foram detectados dois problemas, o primeiro denominado Y e as suas possíveis causas foi chamada de X, conforme descritos abaixo por hierarquia de importância:

Y1 = Peça Quebrada na máquina injetora de alumínio HONSEL X1 = Peça quebrada na região das torres

X2 = Peça quebrada na face dos dutos de escape Y2 = Peça quebrada na Destorroadora FATA.

X2. 1 = Peça quebrada na face dos balancins.

X2. 2 = Peça quebrada na face da câmara de combustão

Durante a prensagem das peças na injetora de alumínio ocorriam deformações na região das torres e face dos dutos de escape na destorroadora, deformações na face dos balancins e face da câmara de combustão gerando perdas de:

Produção final;

Peças;

Lucratividade;

Matéria prima.

Inicialmente aplicou-se a metodologia DMAIC para obtenção dos parâmetros de

CAV 13 CAV 14 CAV 15 CAV 16 CAV 5 CAV 6 CAV 7 CAV 8 CAV 1 CAV 2 CAV 3 CAV 4 CAV 5 CAV 6 CAV 7 CAV 8 I 09

P 06 P 06 Q 13 O 10

P 06 O 10 U14

Q 13

L 14 R 13 O 10

K 17 L 08 L 14

Q 13 D6

R 13 J 18 Q 13

U 08

SHOT 08 Q 07 I 12 U 13 O 13 P 06

R 06 R 11 L 13 O 10 J6

R 12 R 12

I 06 P 06

O 10 U 14 P6

P 10

P 10

DEFEITO: (P) - PEÇAS QUEBRADAS - EXTRATIFICAÇÃO DEFEITOS RELACIONADOS POR POSIÇÃO NA MATRIZ DE REFERÊNCIA

HONSEL 1 - 1.0- 4º SET HONSEL 2 - 1.6 - 2ºSET HONSEL 3 - 1.6 - 1º SET FATA Destorroadora

M A Q U IN A

(24)

produtivo devido à grande perda de hora-máquina, hora-homem e com peças de baixa qualidade, que elevaram o custo produtivo da fábrica, fazendo que tais perdas inviabilizassem os objetivos designados pela alta administração.

Utilizou-se a ferramenta de MSP (método de solução de problemas), gerando um diagrama de Pareto com os dados de todas as máquinas injetoras de alumínio para mensuração e visualização da situação atual dos equipamentos, para a aplicação das práticas de Seis Sigma.

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

5.1 Implementação de melhorias no processo produtivo

Por meio de reuniões com pessoas envolvidas no processo, utilizando-se de reuniões no chão de fábrica e anotadas em um flipchart e um diagrama de Ishikawa, também conhecido por espinha de peixe conforme representado abaixo, foi realizado um brainstorming (tempestade de idéias) para anotar todas as sugestões que poderiam melhorar o processo. A Figura 9 apresenta o Diagrama de Causa e Efeito realizado para a melhoria do processo.

Figura 9– Diagrama de causa e efeito ou ‘espinha de peixe’

Material bruto com defeito

Peça Quebrada no final do processo.

placa de apoio propicia

quebra Falha Operacional

Método

Medição

Mão-de-obra

Não há espaço suficiente para recuo do extrator

Peça quebrada na face dos balancins Peça quebrada na face da câmara de combustão

excesso de facas na extração

Máquina Meio

ambiente

Matéria- prima

Varões extratores quebram o cabeçote

Gabarito de extração propicia quebra

Gabarito de apoio propicia quebra da torre do cabeçote

Peça quebrada na região das torres Peça quebrada na face dos dutos de escape

(25)

Cada sugestão registrada no brainstorming e inserida na espinha de peixe foi pontuada em uma ‘matriz de pontuação’ e foram então listados os possíveis problemas. A Tabela 2 apresenta a Matriz de Pontuação.

Tabela 2 – Matriz de pontuação

Foram definidas as prioridades de atuação por maior pontuação alcançada na matriz de causa e efeito, e a primeira delas foi que a área inicial de trabalho seria a redução das dimensões da prensa em 25 mm para diminuição do número de facas usadas no processo produtivo e contemplar o item correspondente a quebra na face dos dutos, conforme ilustrado na Figura 10.

Figura 10 – Redução das facas de corte de alumínio Redução de massa

9 9 2 3

Peça quebrada na maquina

HONSEL

Peça quebrada na Destorroadora

FATA

Peça quebrada na jateadora

Pangborn

Falta de treinamento do

Operador TOTAL

Num.

1 9 9 1 1 167

2 Excesso de facas na extração do cabeçote 9 1 1 1 95

3 Falha Operacional 1 1 1 1 23

4 Gabarito de Apoio propicia quebra da peça 9 9 1 1 167

5 Não há espaço suficiente para recuo do extrator 9 6 1 1 140

6 Peça quebrada na face do balancim 9 9 1 1 167

7 Peça quebrada na camara de combustão 9 9 1 1 167

8 Varões extratores quebram o cabeçote 1 9 3 1 99

9 Gabarito de extração quebra a peça por falta de apoio 9 3 1 9 137

Pontuação para atuação sobre o processo 585 504 99 153 1162

Passo do Processo

Faixa de Importância valores de 1 a 10

Placa de apoio propicia quebra

Output`s

Peça quebrada no final do processo

(26)

O resultado da aplicação foi a redução do número de facas na prensa em função da redução de massa na peça de 7 para 3 facas, conforme ilustrado na Figura 11 e 12, do processo ‘antes’ e ‘depois’, pois a metodologia normatiza que se deve evidenciar a situação antes da melhoria e depois da implementação.

A segunda medida tomada foi aumentar a altura da prensa em 19 mm, facilitando a prensagem por haver um vão livre e um recuo maior do cabeçote, conforme ilustrado na Figura 13.

Figura 13 – Aumento da altura da prensa

A Figura 14 mostra a substituição dos cilindros extratores da matriz por varões fixos na máquina, o que garantiu a correta extração e apoio das peças no gabarito, seguindo os

Figura 11 - Número de facas ANTES usadas

na prensa Figura 12 – Número de facas DEPOIS usadas na prensa

Redução de massa para aumentar altura

(27)

passos da metodologia em um plano de ação sistêmico.

Figura 14 – Varões usados na prensa

Foram substituídos os cilindros extratores da prensa por topadores, conforme evidenciado na Figura 14, com a finalidade de garantir extração das peças da prensa no gabarito de maneira uniforme, diminuindo a ocorrência de quebra na região das torres.

Figura 15 – Topadores usados na prensa

Observou-se que nos gabaritos de apoio havia uma falha de projeto que permitia uma folga no momento da prensagem, conforme ilustra a Figura 16.

Troca de sistema hidráulico por fixo

Inseridas bases circulares

(28)

Figura 16 – Gabarito Primário

Para solucionar esse problema foi desenvolvido um apoio adicional no canal de alimentação, na torre do segundo mancal e no apoio da face dos balancins, permitindo uma maior área de apoio no momento da prensagem, conforme ilustrado na Figura 17.

Figura 17 – Novo Gabarito com apoio em todas as torres, canal de alimentação e face dos balancins

O design do gabarito de apoio e da placa de fixação das peças na máquina também foi modificado, conforme evidenciado nas Figuras 18 e 19.

Faltavam apoios no gabarito

Inseridos novos apoios

(29)

Os Gráfico 5, mostra os dados depois da melhoria, evidenciando a queda de defeitos anual do cabeçote do motor 1.0 l de 1,34 para 0,10 (Grifo do autor).

Figura 19 – Placa de fixação da prensa Figura 18 – Gabaritos de apoio da prensa

Inserida placa de apoio

(30)

DEPOIS - Peça Quebrada - Cabeçote 1.0L

1,34 1,34 1,34

1,00 0,80

0,60

0,20 0,20 0,20 0,20 0,20

1,00

0,20 0,20 0,20 0,20

1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34

0,40

0,20 0,20

0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,70

0,50

0,30 0,30 0,20

0,10 0,20 0,20

0,10 0,10 0,10 0,00

0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60

NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN MêsJUL AGO SET OUT NOV DEZ JAN FEV

Defeitos (%)

Média Histórica Objetivo Atual

Gráfico 5 – Depois da melhoria evidenciando a redução de quebras 1.0 l

O Gráfico 6 evidencia os dados depois da melhoria, mostrando a queda de defeitos anual do cabeçote do motor 1.6 l de 0,99 para 0,10 (Grifo do autor).

DEPOIS - Peça Quebrada - Cabeçote 1.6L

0,85 0,85 0,85

0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30

0,4 0,20

0,40

0,20 0,10

0,20 0,20

0,10 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85

0,90 0,80

0,60

0,30 0,30

0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,90 0,90

0,10 0,10

0,20 0,20 0,25 0,10 0,00

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00

NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUNMêsJUL AGO SET OUT NOV DEZ JAN FEV

Defeitos (%)

Média Histórica Objetivo Atual

Gráfico 6 – Depois da melhoria evidenciando a redução de quebras 1.6 l

6 CONCLUSÕES

As práticas Seis Sigma obtém seu nome pelo uso de ferramentas de análise estatística para controle das variáveis do processo, a fim de obter capacidade máxima de 3,4 defeitos por milhão de oportunidades de ocorrência.

O Projeto Seis Sigma visa, além dos ganhos evidentes pela eliminação de produtos rejeitados e dos custosos retrabalhos, o aumento da produtividade e conseqüentemente o lucro da empresa. É uma estratégia para repensar todos os procedimentos das empresas, reconfigurando-os. Portanto foi indispensável o comprometimento do alto-escalão da empresa em todo o processo, pois os números após a sua implementação causaram um

(31)

violento impacto com drástica redução de custos e aumento de produtividade em curto prazo.

Em todos os projetos "Seis Sigma" implementados até hoje entre as várias empresas que adotaram a metodologia, há poucos registros onde se mensurou o ganho ambiental, já que metodologia é melhorar qualidade para se obter redução de custos. As organizações não contabilizam a redução de desperdício mensurado deixando de evidenciar ganhos ocultos e a sustentabilidade ao meio ambiente como comprova este trabalho.

Desta forma conclui-se que:

Este trabalho atingiu seu objetivo inicial de mostrar a aplicação da metodologia Seis Sigma;

Apresentou os passos da aplicação da metodologia em um ambiente fabril com estudo de caso real;

Mostrou os benefícios em ganhos obtidos em qualidade do produto manufaturado bem como a redução dos custos de fabricação e o benefício social contribuindo significamente para a o bem estar social da população que depende da empresa.

Apresentou a eficiência dos conceitos comprovando a viabilidade da aplicação da metodologia;

Provou a capacidade da metodologia em pesquisar, identificar, analisar e corrigir os principais problemas de qualquer processo produtivo;

Evidenciou e quantificou os ganhos em economia de matéria prima para o processo fabril.

Com isto comprova-se que a utilização da metodologia resulta invariavelmente em ganhos por toda a organização que deve ter a percepção em buscar a excelência da ferramenta metodológica Seis Sigma e sua amplitude, não somente priorizando a redução de custos evidenciando os benefícios gerados não somente para a empresa, mas para a sociedade envolvida direta ou indiretamente com o processo produtivo da empresa.

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