Melhoria do Processo Produtivo de uma Célula de Soldadura
João Paulo Costa AmorimDissertação de Mestrado
Orientador na FEUP: Prof. José António Barros Basto
Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica
Resumo
A Frezite – Ferramentas de corte, S.A.é uma empresa que produz e comercializa ferramentas de corte para a indústria da madeira. A produção da empresa está organizada em células produtivas sendo cada uma delas responsável por algumas operações.
A brasagem é um tipo de soldadura que utiliza um metal de adição para fazer a ligação entre dois corpos. Assim todos os materiais envolvidos neste processo devem ser desengordurados antes de serem soldados. Após a soldadura por questões estéticas e geométricas é necessário decapar o excesso de solda resultante da brasagem. De forma a cumprir estas três etapas de produção a Frezite tem uma célula de produção. Esta é a célula de soldadura da fábrica. A célula de soldadura executa operações manuais em ferramentas muito diversificadas, pelo que a sua automação é difícil e a produtividade da célula resume-se à produtividade dos operadores. Assim o projeto surgiu com a finalidade de melhorar o processo produtivo desta unidade produtiva.
Inicialmente foi feita uma revisão bibliográfica aos princípios e metodologias que serviram de base teórica para o projeto.
Posteriormente foi feito um estudo exaustivo às diversas operações realizadas na unidade de produção em questão. Ao longo deste estudo foram identificadas as diversas oportunidades de melhoria encontradas.
Sustentadas na revisão bibliográfica foram propostas soluções para as oportunidades de melhoria identificadas. Assim foram implementadas diversas soluções que permitiram melhorar o processo produtivo da célula.
Assim, apesar do curto período do tempo em que se desenvolveu o projeto, foi possível apresentar resultados imediatos deste projeto que se fizeram sentir nos indicadores de produção da célula.
Production Process Improvement of a Welding Cell
Abstract
Frezite - Ferramentas de corte, S.A. is a company that produces and commercializes cutting tools for the wood industry. The company's production is organized in productive cells, each one of them responsible for some operations.
Brazing is a type of welding that uses an addition metal to make the connection between two bodies. So, all the materials involved in this process must be degreased before being soldered. After brazing, for aesthetic and geometric reasons, it is necessary to strip the excess solder resulting from the brazing. In order to fulfil these three production stages Frezite has a production cell. This is the factory's welding cell.
The welding cell performs manual operations on very diversified tools, so its automation is difficult and the productivity of the cell boils down to the productivity of the operators. Thus, the project arose with the purpose of improving the production process of this production unit. Initially a bibliographical revision was made to the principles and methodologies that served as theoretical basis for the project.
Afterwards an exhaustive study was made of the different operations performed in the production unit in question. Throughout this study the several opportunities for improvement found were identified.
Supported in the bibliographical revision, solutions for the improvement opportunities identified were proposed. Several solutions were implemented in order to improve the production process of the cell.
In conclusion, despite the short period of time to develop the project, it was possible to present immediate results of this project that were felt in the production indicators of the cell.
Agradecimentos
À Frezite pela oportunidade que me foi dada de poder realizar este projeto. Agradeço também a todas as pessoas da empresa que tive a oportunidade de conhecer e que me ajudaram e facilitaram a minha integração. Deixo um especial agradecimento ao meu orientador Francisco Santos por todos os conselhos e desafios, ao Engenheiro Rui Lopes pela disponibilidade e apreço, ao Engenheiro Willian Afonso pela amizade e disponibilidade em ajudar. Aos colaboradores da célula da soldadura da Frezite: ao Bruno, chefe de equipa da Soldadura, ao Sr. Fernando, Sr. Carlos e ao Roberto que me acolheram de uma forma fantástica, fazendo-me sentir como se fosse um membro da equipa, por terem facilitado todo o meu projeto e por todos os desafios que ultrapassamos ao longo destes quatro meses.
À Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, pelas oportunidades que cria, por todo o conhecimento aprendido e pelas excelentes condições que proporciona aos seus alunos. Ao professor José António Barros Basto, pela orientação desta dissertação e por todo o apoio prestado ao longo da mesma.
Aos amigos que faculdade me deu, e que sempre me apoiaram ao longo deste percurso João Sousa e Eduardo Ribeiro. Aos amigos de uma vida, das épocas fortes e sobretudo das menos fortes, por estarem sempre na sombra a suportar, sem nenhuma ordem especial: Nocas, Nâncio, Pê, Spanish, Alex, Babi, Tavares, Naná, Guiga, PP e Ju. Aos já de longa data que se mantém por perto pelos motivos comuns, curso, futebol e outros, Miguel Ribeiro e Alexandre Ribeiro. E pela admiração que tenho e exemplo que representa para mim, um agradecimento especial ao Marco Andrade. À Teodora por me acompanhar nesta etapa da vida, pela compreensão, carinho e motivação constante.
Ao futebol e a tudo o que representa para mim. Porque a vida é muito mais que os estudos, à minha grande paixão. A todos aqueles que se cruzam e cruzaram comigo dentro e fora do campo. À estrutura do Ribeirão FC, clube do meu coração que muito gosto tenho em representar. Aos que viveram esta etapa comigo e que com a sua alegria me vão dando alento, aos diretores Berto e Nuno, e sobretudo ao grupo fantástico de jogadores que tenho o prazer de treinar: Tomás, Tiago, Diogo Lopes, Zé Pedro, Marco André, Berna, Lucas, Costa, João Santos, Dinis, Cruz, Fábio, Teixeira, Vítor, Diogo, Freitas, Pinheiro, Gui, Pedro Nuno, Guga, Faia, Nené, Francisco, André, Tiago, Diogo, João Pedro e Rodrigo.
Aos meus pais, Maria Costa e João Amorim, pelos valores transmitidos, por toda a educação, pela paciência e por todo o apoio que sempre me deram. À minha irmã Joana que sempre exigiu o melhor de mim. Ao Samuel, meu cunhado, pela amizade. A toda a minha família. Aos meus avós, em especial ao meu avô Abílio. Pelo apoio e presença constante, por acreditar em mim como ninguém, por não querer perder, até ao último instante, nenhum dos passos que dei, o maior dos agradecimentos é pouco.
Índice de Conteúdos
1 Introdução ... 1
1.1 O Grupo Frezite ... 1
1.1.1 Frezite – Ferramentas de Corte ... 2
1.2 Enquadramento do projeto e motivação ... 3
1.3 Objetivos do projeto ... 4
1.4 Método seguido no projeto ... 4
1.5 Estrutura da dissertação ... 4
2 Enquadramento Teórico ... 6
2.1 Toyota Production System (TPS) e Pensamento Lean ... 6
2.2 Metodologias Lean ... 7
2.2.1 Metodologia 5S ... 11
2.2.2 Estudo dos Tempos e dos Métodos ... 12
2.2.3 TPM – Total Productive Maintenance ... 12
2.2.4 Gestão Visual ... 13
2.2.5 Ciclo PDCA ... 13
2.2.6 Ergonomia ... 15
3 Enquadramento do Ambiente Empresarial ... 16
3.1 Caracterização Geral da Fábrica ... 16
3.2 Caracterização da Célula de Soldadura ... 17
3.2.1 Entrada das Peças na célula ... 21
3.2.2 Escolha do trabalho a realizar ... 24
3.2.3 Preparação das peças, das plaquetes e da solda ... 24
3.2.4 Soldadura ... 25
3.2.5 Controlo ... 27
3.2.6 Arrefecimento das peças ... 27
3.2.7 Decapagem ou granalhagem ... 28
3.2.8 Embalamento ... 29
3.2.9 Saída das peças da célula ... 30
3.2.10 Soldadura a vácuo ... 31
4 Apresentação do método e das melhorias propostas ... 32
4.1 Melhorias gerais na célula ... 32
4.1.1 Oportunidade de melhoria nº 1 – Indicadores para a Gestão de Produção ... 33
4.1.2 Oportunidade de melhoria nº 2 – Ajuste aos horários de trabalho ... 34
4.1.3 Oportunidade de melhoria nº 3 – Implementação dos 5S e da TPM ... 34
4.1.4 Ganhos efetivos ... 34
4.2 Melhorias na Zona de entrada ... 36
4.2.1 Oportunidade de melhoria nº 4 e 5 – Criação de uma linha de entrada só para SPs e identificação das restantes linhas ... 36
4.2.2 Oportunidade de melhoria nº 6 – Melhorar a comunicação entre Soldadura e Eletroerosão ... 36
4.3 Oportunidade de melhoria nº 7 – Alterar o procedimento da entrega das plaquetes do armazém à soldadura... 37
4.3.1 Vantagens verificadas com as melhorias na zona de entrada ... 37
4.4 Escolha do trabalho a realizar ... 38
4.4.1 Oportunidade de melhoria nº 8 – Identificação das zonas de espera de caixas juntos dos postos de soldadura ... 38
4.5 Preparação das peças, das plaquetes e da solda ... 38
4.5.3 Oportunidade de melhoria nº 11 – Abandonar o uso de percloroetileno na
lavagem dos materiais ... 40
4.5.4 Vantagens das melhorias implementadas ... 40
4.6 Soldadura ... 40
4.6.1 Oportunidade de melhoria nº 12 – Alterar as caixas usadas para pôr as plaquetes e a solda ... 40
4.6.2 Oportunidade de melhoria nº 13 – Uso de rolo de solda em vez de vareta ... 41
4.6.3 Oportunidade de melhoria nº 14 – Instalação de um pirómetro ... 41
4.6.4 Oportunidade de melhoria nº 15, 16 e 18 – Novas mesas para os postos de soldadura ... 42
4.6.5 Oportunidade de melhoria nº 17 – Instalação de pistolas de ar comprimido em todos os postos de soldadura ... 44
4.6.6 Vantagens das melhorias implementadas no posto de soldadura ... 44
4.7 Decapagem ou granalhagem ... 44
4.7.1 Oportunidade de melhoria nº 19 - Identificação das zonas de espera de caixas juntos do posto de decapagem ... 44
4.7.2 Oportunidade de melhoria nº 20 – Reativação do sistema de aspiração do lixador ... 44
4.8 Embalamento ... 45
4.8.1 Oportunidade de melhoria nº 21 – Criação de um ponto de embalagens ... 45
4.8.2 Oportunidade de melhoria nº 22 – Criação de bases universais para brocas ou fresas de encabadouro ... 45
4.8.3 Vantagens alcançadas com as melhorias implementadas ... 46
4.9 Saída das peças da Célula ... 46
4.9.1 Oportunidade de melhoria nº 23 – Instalar um leitor de código de barras na célula 46 4.9.2 Oportunidade de melhoria nº 24 – Separar as OFs que vão niquelar... 47
4.10 Soldadura a vácuo ... 47
4.10.1 Oportunidade de melhoria nº 25 – Comprar um frigorífico para a célula da soldadura ... 47
4.10.2 Oportunidade de melhoria nº 26 – Arrumar as ferramentas e materiais da soldadura a vácuo ... 47
5 Conclusões e perspetivas de trabalho futuro ... 48
Referências ... 51
ANEXO A: Folha de registo do método dos tempos ... 53
ANEXO B: Folha de registo do tempo de soldadura de cada peça ... 56
ANEXO C: Registo do tempo alocado a SPs por semana ... 60
ANEXO D: Plano de Limpeza ... 61
Siglas
FPS – Ford Production System (Sistema de Produção da Ford) HSS – High Speed Steel (Aço Rápido)
HW – Metal Duro ou Carboneto de Tungsténio JIT – Just In Time (Mesmo a Tempo)
KPI – Key Performance Indicator (Indicador Chave de Desempenho) LT – Lead Time (Tempo de Espera / Produção)
OF – Ordem de Fabrico
PCD – Polycrystalline Diamond (Diamante Policristalino) PDCA – Plan Do Check Act (Planear Fazer Verificar Agir)
PPORF – Practical Program for Corporate Revolution (Programa Prático para a Revolução das Corporações)
TPM – Total Productive Maintenance (Manutenção Produtiva Total) TPS – Toyota Production System (Sistema de Produção da Toyota) TQM – Total Quality Management (Gestão da Qualidade Total) WIP – Work In Progress (Carga de trabalho na fábrica)
Índice de Figuras
Figura 1 - Logótipo da Frezite ... 1
Figura 2 - Áreas de negócio do grupo Frezite (Frezite 2021) ... 2
Figura 3 - Famílias de artigos fabricados na unidade da madeira (Frezite 2021). ... 3
Figura 4 - Cronograma de atividades ... 4
Figura 5 - Diagrama das 20 chaves para um melhor posto de trabalho (Kobayashi 1995, pag. 2) ... 8
Figura 6 - Ciclo PDCA (figura do autor) ... 14
Figura 7 - Zona de triagem da célula com excessivo número de caixas ... 18
Figura 8 - Máquina de soldar SO0029... 19
Figura 9 - Máquina de soldar a vácuo SO0032 ... 19
Figura 10 - Tinas de desengorduramento ... 20
Figura 11 - Máquinas de decapar ... 20
Figura 12 - Cuvetes de OFs e plaquetes em espera na célula da Soldadura ... 24
Figura 13 - Posto de soldadura da máquina SO0008 ... 26
Figura 14 - Base com o comparador ... 27
Figura 15 - Zona de decapagem ... 28
Figura 16 - Mesa com as embalagens para embalamento ... 29
Figura 17 - Peça não retificada que não cabe nas bases universais ... 30
Figura 18 - Caixa com muitas peças embaladas individualmente ... 30
Figura 19 - Mesa de auxílio para a soldadura a vácuo ... 31
Figura 20 - Folhas de Excel dos indicadores de carga e eficiência ... 34
Figura 21 - Gaveta dos cestos de lavagem “antes” e “depois” ... 35
Figura 22 - Armário exterior de apoio ao decapador "antes" e "depois"... 35
Figura 23 - Bancada de apoio de um posto de soldadura "antes" e "depois" ... 36
Figura 24 - Zona de entrada da célula remarcada e identificada ... 36
Figura 25 - Identificação das zonas de espera de caixas junto a a um posto de soldadura ... 38
Figura 26 - Cesta de decapar antiga... 39
Figura 27 - Nova cesta de decapar... 39
Figura 28 - Folha de registo de mudança de banhos da Tina LL003Q ... 40
Figura 29 - Caixas para as plaquetes e para a solda (antiga solução à esquerda, nova à direita) ... 41
Figura 30 - Posto de soldadura antes da melhoria ... 42
Figura 31 - Novo posto de soldadura... 43
Figura 32 - Suporte para as peças e batente para as plaquetes ... 43
Figura 33 - Zona de espera junto do posto de decapagem ... 44
Figura 35 - Torre de embalagens ... 45
Figura 36 - Novas bases para brocas ou fresas de encabadouro ... 46
Figura 37 - Mesa de auxílio à soldadura a vácuo ... 47
Figura 38 - Gráfico da produção mensal da célula da soldadura (em nº de peças) ... 48
Figura 39 - Gráfico do LeadTime médio mensal d acélula de soldadura (em nº de dias) ... 48
Figura 40 - Gráfico das não conformidades imputadas à célula da soldadura (em nº de peças) ... 48
Índice de Tabelas
Tabela 1 - Rotas típicas de cada grupo tecnológico nas células de produção ... 17 Tabela 2 - Estudo dos tempos e dos métodos ... 32 Tabela 3 – Comparação entre os dois métodos utilizados para o pedido das plaquetes por parte da soldadura ... 37 Tabela 4 - Resumo das medições soldando com vareta e com rolo ... 41 Tabela 5 - Resumo das medições de tempo de saída com PC e com o leitor ... 46
1 Introdução
A presente dissertação intitulada “Melhoria do processo produtivo de uma célula de soldadura” foi desenvolvida no âmbito da unidade curricular dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica, especialização em Gestão da Produção, da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP). Esta foi desenvolvida em contexto empresarial na Frezite – Ferramentas de Corte, S.A.. Estabeleceu-se que o objetivo do projeto seria melhorar o processo produtivo de uma célula de soldadura. De forma a conseguir estas melhorias, ao longo de quatro meses em contacto direto com o caso de estudo, foram utilizadas várias técnicas provenientes da filosofia lean.
1.1 O Grupo Frezite
“Fundada em 1978, a Frezite foi constituída com o objetivo de produzir e comercializar ferramentas de alta tecnologia e precisão para aplicação na transformação de madeira, materiais derivados, plásticos e metais. A experiência adquirida ao longo de mais de três décadas de existência, a par de um espírito inovador e o permanente investimento em tecnologia permitem-lhe corresponder aos requisitos mais exigentes e complexos das indústrias de transformação de madeira: serração, carpintaria, mobiliário, processamento de painel de partículas, bem como ao sector de construção. Também por isso a Frezite já conquistou lugar entre os principais players mundiais do sector.” (Frezite 2021)
Figura 1 - Logótipo da Frezite (Frezite 2021)
A empresa iniciou atividade com 12 pessoas, dedicando-se ao fabrico de ferramentas para trabalhar madeira, maioritariamente fresas, que até então chegavam ao mercado português exclusivamente por via da importação.
Desde a sua fundação, a empresa foi sempre crescendo e gradualmente conquistando uma faixa do mercado interno e externo. Hoje a Frezite posiciona-se como o principal fabricante nacional de ferramentas de corte para madeira.
Os anos de 1990, 1991 e 1993 foram anos de vultuosos investimentos que permitiram à empresa iniciar o fabrico de novos produtos com valor tecnológico acrescentado, cuja produção só pode ser obtida com equipamento de CNC de última geração. Em 1995 mudou de instalações onde são notórias as melhorias a nível de Layout produtivo e circuitos de comunicação.
Em 1996 iniciou a sua internacionalização no Brasil, onde foi constituída a empresa Frezite Brasil.
Destinada à comercialização de ferramentas de corte para metal, em 2005 foi criada a marca FMT devido ao rápido avanço da tecnologia nos setores automóvel e aeroespacial. A partir daí o projeto tem vindo a crescer dando origem à criação e aquisição de novas empresas em diferentes países.
“Hoje, associada a uma tecnologia de ponta que detém e domina, a Frezite possui um potencial de crescimento elevado e uma nova dinâmica competitiva. Pode assim considerar-se que o seu posicionamento está entre as principais construtoras de ferramentas de corte da sua área a nível mundial.” (Frezite 2020). Devido a uma grande aposta na inovação, a Frezite afirmou-se em diferentes áreas de negócios de forma a complementar e suportar a base do negócio, as ferramentas de corte. O grupo Frezite é gerido pelo holding FREZIGEST, SGPS, S.A., o qual se dedica às áreas de negócio que a Figura 2 apresenta.
1.1.1 Frezite – Ferramentas de Corte
Foi na Frezite – Ferramentas de corte, S.A. (de agora em diante designada por Frezite) onde se desenvolveu este projeto. Esta que foi a empresa mãe do grupo, é conhecida internamente por Frezite Madeira. Esta unidade tem como principal foco a produção e comercialização de ferramentas de corte com aplicações nas indústrias de transformação da madeira, plásticos, materiais compósitos e metais.
Com todo o conhecimento e experiência adquiridos ao longo dos vários anos de vida da empresa, com um constante espírito de inovação e investimento tecnológico, a Frezite consegue corresponder aos complexos e exigentes requisitos dos seus clientes. Na Figura 3 encontram-se as diversas famílias de artigos produzidas nesta unidade.
A produção encontra-se dividida em dois grandes pavilhões. Um destinado à produção de serras circulares, onde cerca de 40% dos produtos são conforme as especificações dos clientes. O outro, destinado à produção dos restantes produtos onde cerca de 70% da produção é “à medida do cliente”, ou seja, a produção à unidade é muito mais frequente do que em série.
“Apesar de contar com um catálogo de produtos que inclui mais de 3.000 artigos, a Frezite aposta na especificidade de cada cliente, desenvolvendo soluções de maquinação únicas e diferenciadoras. Da fabricação artesanal às grandes unidades produtivas, os nossos clientes usufruem de apoio tecnológico para os seus processos de maquinação. Soluções só possíveis graças à fiabilidade e elevada durabilidade das ferramentas Frezite, que se tornam indispensáveis pela qualidade e economia que proporcionam.” (Frezite 2021)
Além da produção de ferramentas, é ainda importante referir que em 2012 foi criado o Frezite Service. Este consiste num serviço de reparação e afiamento de ferramentas usadas. Este serviço cria uma maior proximidade com o cliente e garante um bom serviço pós-venda. Esta assistência é dada a artigos feitos pela Frezite mas também a outros de empresas concorrentes. A Frezite é uma empresa certificada pela APCER, membro Português da rede internacional IQNET (The International Certification Network), segundo a norma ISO 9001. É, simultaneamente, uma das empresas pioneiras do sector metalomecânico a obter a certificação ambiental, segundo a norma ISO 14001 da APCER.
1.2 Enquadramento do projeto e motivação
Num mundo em constante evolução, todos os dias surgem novos produtos e novas tecnologias para competir com o existente até então. As pessoas tornam-se cada vez mais exigentes no que pretendem, querem produtos mais baratos, de melhor qualidade, e o mais rápido possível. Com a competitividade entre empresas cada vez maior e a exigência crescente dos clientes, as empresas têm de evoluir com o mercado, respondendo às suas necessidades. Assim, devido à constante transformação a que as empresas estão sujeitas, a médio prazo, surgem processos ineficientes que conduzem a elevados níveis de desperdício. De forma a contrariar estes desperdícios, a filosofia lean, permite um aumento da produção, reduzindo às ineficiências dos processos quer a níveis de custos quer de tempo. A Frezite, instalada no mercado há vários anos, não é exceção. Em crescimento nos últimos anos e conscientes de que é sempre possível melhorar, propôs uma “Melhoria do processo produtivo de uma célula de soldadura”,
que, à data de início da realização deste projeto era o gargalo de produção da fábrica e estava esquecida há vários anos no que aos investimentos diz respeito.
Com um pico de procura desde Setembro de 2020, especialmente no que às ferramentas de construção soldada e diamante diz respeito, a Frezite atravessa, à data, uma fase de sobrecarga na produção. Assim surgiu a necessidade de melhorar o processo produtivo da célula de soldadura, uma vez que este é crucial para que se consiga dar uma boa resposta aos artigos das famílias supramencionadas.
1.3 Objetivos do projeto
O objetivo do projeto, como o título da dissertação indica, consiste em melhorar o processo produtivo da célula de soldadura. Assim, de uma forma mais concreta pretendia-se:
1. Aumentar a Produtividade 2. Melhorar o nível de serviço 3. Reduzir o lead time
4. Criar ferramentas de gestão para medição da capacidade e do nível de serviço da célula.
1.4 Método seguido no projeto
Devido ao curto período de tempo de realização desta dissertação, numa primeira fase, foi elaborado um cronograma de atividades, Figura 4, de modo a estruturar este projeto.
1.5 Estrutura da dissertação
O presente documento está estruturado em 5 capítulos, tendo cada um deles diversos subcapítulos.
Neste capítulo 1 foi feita uma breve apresentação da empresa onde se desenvolveu o projeto, o que motivou o projeto, quais os objetivos a atingir com este, qual o método adotado no mesmo e a estrutura da dissertação.
No segundo capítulo é revista a teoria que serviu de base para este projeto. Tendo como base a filosofia lean, serão apresentadas as várias metodologias usadas para a sua implementação. No terceiro capítulo, primeiramente é dado a conhecer, de uma forma muito sucinta, o método produtivo da Frezite. Posteriormente parte-se para uma apresentação da forma de trabalhar da célula de soldadura em estudo. Ao longo desta apresentação é realizado um diagnóstico no sentido de identificar oportunidades de melhoria do processo.
No capítulo 4 são apresentadas as soluções propostas para cada uma das oportunidades de melhoria encontradas ao longo do projeto.
Para finalizar, no capítulo 5 são apresentadas as ilações a que o trabalho efetuado permitiu chegar, bem como os estudos de melhoria que pelo curto período de tempo de realização desta tese não foram possíveis de realizar, mas poderiam fazer parte da mesma.
2 Enquadramento Teórico
Neste capítulo é apresentado o enquadramento teórico dos procedimentos e métodos que sustentam esta dissertação. Inicialmente são abordadas as formas de pensar a produção que motivaram a esta dissertação e depois apresentados os métodos utilizados para a concretização das mesmas.
2.1 Toyota Production System (TPS) e Pensamento Lean
“O Cliente pode escolher a cor do carro que quiser, desde que seja preto”, esta célebre frase ilustra o, à data revolucionário, sistema produtivo em massa adotado por Henry Ford. Implementado nos anos 20, e dado a conhecer ao mundo no livro “Today and Tomorrow”, este sistema que ficou apelidado por Ford Production System (FPS) fez nascer a primeira linha de produção. Este modelo rapidamente se alastrou por toda a América e Europa.
Após a 2ª Guerra Mundial, os países industrializados enfrentaram um enorme crescimento na procura. Muitas indústrias tiveram de ser reconstruídas uma vez que tinham sido destruídas ou reconfiguradas para produzir materiais militares. Apesar do crescimento da procura, os recursos eram escassos, então tornou-se essencial melhorar a eficiência dos processos. No ocidente as melhorias eram geralmente alcançadas aumentando ao tamanho dos lotes. Porém, isto trazia outras desvantagens às empresas que passavam a ter maiores prazos de entrega, maiores inventários e perdiam flexibilidade (Riezebos, Klingenberg, and Hicks 2009).
Devido a estes problemas, a indústria precisava de encontrar uma alternativa ao FPS. Alternativa esta que fosse mais focada no cliente, na qualidade, no custo e no prazo de entrega.
É então em 1950, que Eiji Toyoda se torna o líder da Toyota Motors Company, até então liderada pelo seu primo Kiichiro Toyoda. Eiji Toyoda que antes de ocupar este lugar, esteve durante um período de tempo nos Estados Unidos da América (EUA) para perceber como funcionavam as suas indústrias. Com o Japão a atravessar uma fase de sobrepopulação e com escassez de recursos, o desperdício jamais seria tolerado. Rapidamente Eiji concluiu que o conceito de produção em massa, baseado no modelo de Ford, utilizado nos EUA, jamais poderia ser implementado no seu país de origem (Holweg 2007).
Pelas mãos de Kiichiro e Eiji Toyoda e por Taiichi Ohno, nasce então um novo sistema de produção, mais tarde apelidado por Toyota Production System (TPS). Com base na eliminação de desperdícios, envolvimento dos colaboradores na produção e em busca da melhoria contínua, o TPS surgiu para competir com os preços baixos que a produção em massa permitia alcançar no ocidente. Ao invés de se focar numa produção em massa, o TPS tem como premissa a flexibilidade da produção, de forma a responder a uma procura mais reduzida e com maior variabilidade (Jacobs 2010).
Com a utilização do TPS por outras empresas japonesas surge nos anos 90 o Pensamento Lean. Lean, traduzido do inglês por magro ou sem gordura, é a palavra utilizada para esta nova forma de pensar. Este sistema sugere a utilização do apenas necessário, utilizar o
mínimo de recursos, de pessoas, de espaço, de materiais, de stocks, de desperdícios, enquanto se melhora a qualidade, a flexibilidade e a satisfação do cliente (Pinto 2008).
Este modo de pensar é o resultado da evolução de filosofias como o TPS, o Total Quality Management (TQM), o Total Productive Maintenance (TPM) e o Just in Time (JIT). Todas estas metodologias são orientadas para o cliente, procurando de forma eficiente responder às suas necessidades e expetativas que estão em constante evolução.
Segundo Womack e Jones, o pensamento lean pode ser definido num processo de 5 etapas (Womack and Jones 1996):
• Definir Valor – o valor pode ser definido apenas pelo cliente final. Devem ser tidos em conta os produtos específicos, com capacidades específicas, ao preço específico, para o cliente específico. Especificar valor de forma precisa é a primeira etapa do pensamento lean;
• Identificar o Fluxo de Valor (value stream) – todas as tarefas necessárias para que um produto se materialize. Desde o seu projeto até chegar às mãos do cliente o produto passa por várias etapas que valorizam ou não o produto; • Criar um fluxo fluído – organizando a produção em lotes de trabalho e fazer
com que o produto não fique parado, que vá circulando. Reduzindo também os tempos de setup para as máquinas poderem fazer qualquer tipo de produto; • Sistemas “pull” através do cliente – com os lotes fluídos e ao converter os
departamentos em equipas de produto, é possível que a fábrica produza conforme o que o cliente pede, não existindo stock. “Let the customer pull the product from you. Sell, one. Make one.” (Womack and Jones 1996);
• Ambicionar a excelência – existindo transparência entre os clientes, os fornecedores e os colaboradores, para que se possa sempre evoluir. Há sempre maneiras de melhorar o processo produtivo reduzindo aos tempos, espaço, custos e erros enquanto se oferecer um produto que se aproxima mais do que o cliente deseja (Womack and Jones 1996).
2.2 Metodologias Lean
Ao longo do tempo, de forma a se atingir um sistema de produção Lean como o da Toyota, foram surgindo várias ferramentas que auxiliam o alcançar esse propósito.
Segundo Iwao Kobayashi, “a maioria das técnicas revolucionárias propostas como parte da reengenharia são demasiado difíceis de implementar ou acabam por esmorecer devido às barreiras e falta de direção para o futuro.” (Kobayashi 1995). Apesar de nunca o mencionar, o autor propõe um Pratical Program for Corporate Revolution (PPORF) baseado nas mais diversas metodologias Lean de forma a aumentar as vendas e melhorar a satisfação dos clientes. O PPORF está assente em 20 chaves para melhorar o local de trabalho, sendo que todas elas estão ligadas entre si (Kobayashi 1995). O diagrama da Figura 5 apresenta as 20 chaves e as suas relações.
Figura 5 - Diagrama das 20 chaves para um melhor posto de trabalho (Kobayashi 1995, pag. 2)
O sistema das 20 chaves, não só junta todos os métodos de melhoria de produção num só, como os interliga de uma forma sinergética. Desta forma com todas as chaves em harmonia consegue-se reduzir aos custos, melhorar a qualidade dos produtos e assegurar tempos de resposta mais rápidos.
• Chave 1 – Limpeza e Organização: A primeira chave é baseada nos primeiros dois S’s dos 5S. Falta de limpeza e organização é um problema comum em todos os postos de trabalho. Os colaboradores devem sentir que estão a facilitar o seu próprio trabalho ao manter o seu posto limpo e organizado e não que estão a ser obrigados a fazê-lo. Deste ponto devem partir para os restantes S’s. Assim estes devem planear como é que vão implementar os 5S tendo em consideração o que é que atualmente dificulta o seu trabalho e o que pode ser feito para o facilitar. Os 5S serão objeto de maior aprofundamento no subcapítulo 2.2.1.
• Chave 2 – Racionalizar o Sistema / Gestão de Objetivos: A segunda chave defende uma convergência nos objetivos definidos. Os objetivos são mais atingíveis quando todos os sentem como seus e se ajudam mutuamente para os atingir. As empresas só se conseguem tornar verdadeiramente flexíveis com uma convergência cooperativa de todos os seus patamares hierárquicos. O primeiro requisito para implementar as 20 chaves é que todos concordem em trabalhar juntos para o sucesso.
• Chave 3 – Progressos nas atividades de equipa: A terceira chave defende que as atividades de equipa são de extrema importância para melhorar a qualidade dos trabalhos realizados pelos colaboradores. Os interesses de cada equipa da produção devem estar alinhados com os da gestão de topo e vice-versa. Com a harmonização de
objetivos entre as várias hierarquias, as atividades em grupo são fortalecidas e leva a que todos façam sugestões de melhoria.
• Chave 4 – Reduzir ao inventário (Diminuindo o Lead Time): Diminuir o Lead Time (LT) da produção é o ponto mais importante para gerir encomendas que tenham uma grande variedade de produtos. O Work-in-process (WIP) é uma das maiores causas a contribuir para grandes LT. O WIP consome equipamentos e espaço além do trabalho adicional de o organizar e transportar. Há sempre várias opiniões em relação a como reduzir ao WIP e ao LT, no entanto é necessário chegar a um consenso em relação a qual abordagem adotar, caso contrário a sua implementação irá sempre falhar.
• Chave 5 – Tecnologia de troca rápida: Grande variedade e lotes pequenos de produção são ingredientes chave para a adaptação à mudança e melhor produtividade. Contudo é fundamental que os tempos de setup sejam os mais curtos possíveis. A capacidade de fazer uma troca rápida é crucial para qualquer sistema de produção que queira responder rapidamente à mudança.
• Chave 6 – Análise do valor do fluxo de produção (Melhoria de métodos): A análise da função de cada passo durante a produção é essencial para estabelecer se os mesmos adicionam valor ao produto final, permitindo, assim, eliminar desperdícios. Esta chave garante um aumento de produtividade e uma diminuição de custos. Uma boa ferramenta para fazer esta análise é o método dos tempos que será abordado com mais detalhe no subcapítulo 2.2.2
• Chave 7 – Produção sem monitorização: As máquinas devem ser melhoradas e desenvolvidas de modo a serem capazes de trabalhar sem assistência ou monitorização, obtendo-se produtos sem defeitos.
• Chave 8 – Produção acoplada: A construção de laços cooperativos entre processos e departamentos vizinhos garante uma empresa mais adaptada a possíveis mudanças, ajustando-se rapidamente. As linhas de produção devem ser construídas de modo a observar-se sempre o processo seguinte.
• Chave 9 – Manutenção do equipamento: Uma melhor manutenção do equipamento visa uma taxa de operação superior. Quando o equipamento não é usado de modo adequado, nem é realizada uma manutenção regular e apropriada, eventualmente surgem problemas de maior calibre. Desta forma é fundamental que os próprios operadores de cada máquina sejam os primeiros responsáveis pela manutenção preventiva dos mesmos. Com este tipo de abordagem fica-se mais perto das zero avarias e problemas de qualidade. O tempo de funcionamento dos equipamentos é maior o que se traduz numa maior produtividade e menores custos de produção. Uma metodologia lean que está bastante ligada a esta chave é a TPM. No subcapítulo 2.2.3 é apresentada a TPM com mais detalhe.
• Chave 10 – Controlo do tempo e compromisso: A implementação de políticas restritas de controlo de tempo é essencial para a obtenção de uma produtividade elevada. Esta chave é uma das mais difíceis de implementar pois depende tanto das políticas estabelecidas como da atitude dos trabalhadores. Assim, é necessária uma gestão das políticas que também garanta a satisfação dos trabalhadores.
• Chave 11 – Sistema de garantia de qualidade: Para obter um sistema que garanta uma qualidade superior, livre de defeitos, são necessários melhoramentos em várias áreas. Estes melhoramentos incluem a redução de falhas nos equipamentos, o aperfeiçoamento da changeover speed e da confiabilidade e o fortalecimento de
atividades em equipa. O sistema de 20 chaves foca-se no melhoramento de todas estas áreas e, portanto, é um método que garante uma qualidade superior.
• Chave 12 – Otimização de fornecedores: Esta chave defende que a cooperação e o apoio de processos upstream e de fornecedores externos é essencial. Isto porque é quase impossível uma empresa ser responsável por todo o processo de produção desde os produtos em bruto até aos aperfeiçoamentos finais. Assim, é necessário estabelecer-se um equilíbrio entre produção interna e produção externa, logo a cooperação entre os fornecedores e a empresa tem um grande impacto na qualidade, custo e entrega dos materiais.
• Chave 13 – Eliminar desperdício: Esta chave dita que todas as operações que não adicionam valor ao produto devem ser consideradas desperdício. É importante que se estabeleça a noção de que apenas o trabalho que garante um enriquecimento do produto é trabalho produtivo, o resto é desperdício e implica perda de lucro.
• Chave 14 – Dar oportunidade aos trabalhadores de fazerem melhorias: Maior parte das melhorias deveriam ser implementadas durante as horas de trabalho, uma vez que o objetivo destas melhorias é suavizar e acelerar o trabalho. Deste modo, os trabalhadores devem ser munidos com as ferramentas necessárias para realizar estas mudanças, implementando as suas próprias ideias. Este método ajuda também a levantar a moral dos trabalhadores.
• Chave 15 - Versatilidade e treino cruzado: Em muitas empresas, a ausência de apenas um trabalhador pode causar a interrupção de linhas de produção e outros problemas sérios. Assim, esta chave foca-se na flexibilidade no local de trabalho, ou seja, na aprendizagem de diversas aptidões e funções independentemente do cargo desempenhado. A introdução de programas que garantam esta aprendizagem é essencial.
• Chave 16 – Programação da produção: A programação da produção é um método de gestão que garante que os produtos são fornecidos ao cliente na data estabelecida. Cada processo deve ser avaliado relativamente ao seu tempo de duração de modo a aferir a sua contribuição para a entrega do produto final. Esta programação reforça a qualidade de fabrico.
• Chave 17 – Controlo da eficiência: As empresas precisam de desenvolver sistemas de controlo de eficiência que são entendidos por todos os trabalhadores. Uma maneira de alcançar isto é através da construção de gráficos simples que representem os objetivos propostos ou atingidos na forma de valores numéricos. Assim, os trabalhadores conseguem observar e quantificar o efeito do seu esforço. O controlo da eficiência pode, deste modo, ser um booster motivacional.
• Chave 18 – Usar sistemas de informação: Esta chave afirma que os microprocessadores são um ingrediente essencial para a melhor qualidade de produção. O alcance das aplicações destes microprocessadores tem vindo a aumentar, tendo especial aplicabilidade na produção de equipamentos. Contudo, é preciso ter em mente que computadores são apenas computadores. Para o bom funcionamento de qualquer sistema de produção é necessário não só bons computadores, mas também bons trabalhadores que são capazes de se adaptar rapidamente a eventuais mudanças. • Chave 19 – Conservar energia e materiais: Atualmente, as empresas estão mais
atentas à necessidade de reduzir o desperdício industrial através da reciclagem e do desenvolvimento de produtos que requerem menos energia ou materiais brutos na sua produção. Há uma diminuição de custos associada à implementação de objetivos a
favor da redução de desperdício, por isso, há uma necessidade acrescida de procurar oportunidades de conservar energia por muito diminutas que possam parecer.
• Chave 20 – Leading technology e site technology: A site technology é um conjunto de aptidões e conhecimento que os trabalhadores adquirem ao longo do desenvolvimento dos seus processos, ou seja, é uma habilidade que se atinge e não está estritamente correlacionada com a introdução de novos equipamentos. A site technology é o que garante o funcionamento estratégico de uma empresa; faz-se o melhor uso do novo equipamento (e do já existente) num curto espaço de tempo (Kobayashi 1995).
Como defende Iwao Kobayashi, não se consegue melhorar numa das chaves sem se melhorar também noutras devido às suas íntimas relações (Kobayashi 1995). Nos subcapítulos seguintes serão apresentadas metodologias e conceitos úteis para se atingirem melhorias nos mais variados aspetos.
2.2.1 Metodologia 5S
A metodologia 5S é vastamente conhecida no meio empresarial e não é ao acaso que Iwao Kobayashi a menciona como sendo a primeira chave. Além de ser a primeira, esta encontra-se numa posição de base para as restantes chaves (Figura 5), o que representa bem a importância desta metodologia para o sucesso de um sistema que se quer lean.
O nome 5S surge devido a 5 palavras japonesas cuja primeira letra é um S. Estas palavras definem os 5 passos para a organização do espaço de trabalho.
Para Hiroyuki Hirano a metodologia dos 5S deve seguir três fases distintas de forma a que uma fábrica se torne numa unidade de primeira em termos de 5S (Hirano 1998).
• Fase 1: Em primeiro lugar, limpar e arrumar (5S ativos):
1. Seiton (Arrumar): Eliminar todos os artigos desnecessários; 2. Seiri (Organizar): Determinar locais de armazenagem;
3. Seiso (Limpar): Consolidação dos procedimentos diários de limpeza; 4. Seiketsu (Normalizar): Manter o local de trabalho sem ponta de sujidade; 5. Shitsuke (Disciplinar): Inspeção visual no local de trabalho;
• Fase 2: Fazer com que os 5S se tornem um hábito (5S Eficientes): 1. Seiton (Arrumar): Controlo dos níveis de stock;
2. Seiri (Organizar): Como facilitar a utilização e devolução dos objetos;
3. Seiso (Limpar): Fazer com que a limpeza e a verificação se tornem um hábito; 4. Seiketsu (Normalizar): Manter o local de trabalho impecavelmente limpo; 5. Shitsuke (Disciplinar): Manter as normas em toda a empresa;
• Fase 3: Elevar o nível dos 5S (5S preventivos): 1. Seiton (Arrumar): Evitar artigos desnecessários; 2. Seiri (Organizar): Evitar a desorganização; 3. Seiso (Limpar): Limpar sem voltar a sujar;
4. Seiketsu (Normalizar): Evitar a degradação do ambiente; 5. Shitsuke (Disciplinar): Sistematização da formação;
Os 5S já demonstraram que de uma forma simples e sem custos se consegue atingir benefícios tangíveis do pensamento lean (Omogbai and Salonitis 2017).
2.2.2 Estudo dos Tempos e dos Métodos
O estudo dos tempos e dos métodos consiste numa análise aos métodos, materiais, ferramentas e instalações utilizadas na execução de um trabalho. Esta análise pode ter como finalidade:
1. Encontrar a forma mais económica de efetuar o trabalho; 2. Padronizar os métodos, materiais, ferramentas e instalações;
3. Determinar o tempo necessário para que uma pessoa competente realize o trabalho com um ritmo normal;
4. Facilitar a aprendizagem de um colaborador a um novo método.
Desta forma pretende-se que sejam eliminados os desperdícios de esforço humano. Isto consegue-se com uma melhor adaptação dos colaboradores à própria tarefa através de treino e de normas bem detalhadas da execução da mesma.
Assim, para a aplicação desta ferramenta deve seguir-se a metodologia do ciclo PDCA que será abordado no subcapítulo 2.2.5
Assim, entre as maiores vantagens do estudo dos tempos e dos métodos estão:
1. Aumentar a produtividade de uma dada tarefa pela reorganização do trabalho, que normalmente implica poucos ou nenhuns investimentos em instalações e material; 2. Aplicação universal;
3. Estabelecimento de indicadores de rendimento sobre os quais recaem o planeamento e controlo da produção.
2.2.3 TPM – Total Productive Maintenance
A TPM está na base da nona chave, que visa uma maior produtividade dos equipamentos. Desenvolvida no Japão na década de 70, a TPM surge como uma necessidade de garantir uma maior qualidade nos produtos e serviços. Na base desta metodologia está o envolvimento de todas as partes e uma mudança de postura a nível organizacional de forma a que os meios produtivos tenham uma vida mais duradoura (Tavares 1999).
De forma a aumentar a produtividade, a TPM procura eliminar 6 grandes desperdícios do processo produtivo (Martins 2005):
• Avarias: quantidade de itens que deixam de ser produzidos porque o equipamento avariou. Este problema provavelmente não teria ocorrido se tivesse sido realizada a manutenção preventiva;
• Setup: quantidade de itens que deixam de ser produzidos porque a máquina está a ser ajustada para produzir um novo item;
• Pequenas paragens: quantidade de itens que deixam de ser produzidos devido a paragens no processo para pequenos ajustes;
• Baixa velocidade: quantidade de itens que deixam de ser produzidos porque o equipamento não está a funcionar na sua capacidade normal devido a avaria ou desgaste dos componentes levando a um menor ritmo de trabalho;
• Qualidade insatisfatória: quantidade de itens perdidos que estavam a ser trabalhados e por avaria da máquina ficam danificados originando a sua perda;
• Start-up: quantidade de itens que deixam de ser produzidos porque o equipamento não é o adequado para a sua produção.
O conceito envolve reorganizar a empresa de forma a garantir a total harmonia entre homem, equipamento e produto com o envolvimento de todos os departamentos, principalmente os de produção e manutenção, essenciais para o processo. Esta abordagem tenta aproximar os dois departamentos, produção e manutenção, de forma a que ambos saiam beneficiados. Assim, a TPM tem três objetivos principais (Rodrigues 2004):
• Zero avarias: tirando a máxima rentabilidade de todos os equipamentos; • Zero defeitos: assegurando a qualidade total do produto;
• Zero acidentes: zelando pela segurança das pessoas e do meio ambiente.
2.2.4 Gestão Visual
De forma a permitir um conhecimento instantâneo sobre a situação das operações e tomar de imediato as decisões necessárias surgiu a gestão visual. A gestão visual leva a informação relevante para o chão de fábrica, dá autonomia aos operacionais na resolução de problemas e diminui o tempo de tomada de decisões (atec 2021).
A gestão visual pode ser feita de diversas formas:
• Dados – Os dados podem ser exibidos em ecrãs ou em quadros, geralmente são apresentados sobre a forma de gráficos ou tabelas. O importante é serem de fácil e rápida interpretação;
• Marcações – Podem ser feitas marcações no chão, nas paredes ou no que for necessário. As marcações podem servir para os mais diversos fins, desde a indicação de locais de cargas ou descargas a rótulos de produtos;
• Ferramentas – Cada ferramenta deve ter o seu local de arrumação definido. Dessa forma olhando para o seu local de arrumação sabemos se a ferramenta está disponível ou não. A organização dos cabos é também fundamental neste aspeto para não criar um emaranhado de cabos;
• Layout – Com um bom layout é possível identificar em que fase da produção está cada produto sem muitas preocupações. Assim com os equipamentos bem organizados o fluxo produtivo é facilitado.
A gestão visual surge então como uma forma rápida, eficaz e sem grandes custos de evitar desperdícios de tempo e de recursos. Ao mesmo tempo auxilia os colaboradores a gerir os processos de forma mais autónoma. Esta técnica permite às empresas se aproximarem da transparência nos processos o que facilita a realização de ajustes no sentido de melhorar o seu desempenho (Parry 2006).
2.2.5 Ciclo PDCA
O nome PDCA resulta da combinação das primeiras letras das palavras Plan, Do, Check, Act. Esta metodologia defende o uso destas etapas para a resolução de problemas promovendo
entanto só mais tarde, por intermédio de W. Edwards Deming é que se tornou mais popular derivado à sua implementação no sistema de produção da Toyota (Humphreys 2011).
Como o nome da metodologia indica, esta deve ser usada em ciclo de forma repetida até atingir os objetivos pré-estabelecidos. Devido à sua simplicidade é uma ferramenta fácil de aplicar, e muito eficaz na procura de soluções para os mais variados obstáculos encontrados em qualquer setor. À semelhança das restantes ferramentas lean, esta não tem um final definido uma vez que nunca se consegue atingir a perfeição.
Na figura 6 é apresentado ciclo PDCA.
Figura 6 - Ciclo PDCA (figura do autor)
O ciclo está então dividido em quatro fases, sendo que em cada uma delas se deve percorrer um caminho tipo (Almeida 2012):
1ª Fase – Planear:
a) Identificar e determinar com exatidão o problema existente; b) Observar o problema e analisar o processo que lhe está associado; c) Identificar as causas do problema;
d) Estabelecer o plano de ações a executar na próxima fase. 2ª Fase – Executar:
a) Realizar o projeto de acordo com o plano de ações previamente estabelecido de forma sequencial;
b) Deve ser dada prioridade às ações que terão um maior impacto positivo tendo em atenção relação impacto vs. Custo.
3ª Fase – Verificar:
a) Avaliar o processo: b) Verificar resultados;
c) Validar resultados. 4ª Fase – Agir:
a) Atuar de acordo com as conclusões retiradas da 3ª Fase:
1. Se bem sucedido, padronizar o novo processo e formalizar a sua implementação; 2. Se malsucedido, investigar as causas e voltar ao início do ciclo.
2.2.6 Ergonomia
Da aglutinação das palavras gregas Ergos e Nomos que significam respetivamente trabalho e estudo surge a palavra ergonomia. A ergonomia é o ramo da ciência que estuda o trabalho tendo por base os conhecimentos fisiológicos, anatómicos, psicossociológicos e tecnológicos (Vaz 2020).
No ambiente empresarial são quatro as preocupações centrais da ergonomia. São elas a segurança, a saúde, a eficiência e a produtividade. Ignorar a aplicação dos princípios ergonómicos pode causar além dos danos diretos no colaborador, afetar a produtividade e motivação dos mesmos (APSEI 2021).
Assim a ergonomia no posto de trabalho tem como princípios gerais (Vaz 2020): • Assegurar o correto dimensionamento do posto de trabalho.
• Assegurar uma postura de trabalho confortável.
• Assegurar condições ambientais confortáveis e isentas de risco. • Assegurar a movimentação e alternância de gestos e posturas.
• Disponibilizar ferramentas e equipamentos que obedeçam aos critérios ergonómicos. • Reduzir ou evitar a excessiva repetibilidade de tarefas e movimentos.
• Proceder à organização dos tempos de trabalho, com existência de pausas. • Eliminar ou reduzir o mais possível os esforços físicos excessivos.
Respeitando estes princípios os colaboradores estarão mais contentes em trabalhar no seu posto de trabalho. Com o aumento da satisfação dos colaboradores a produtividade cresce. O desgaste físico e psicológico do colaborador é evitado o que leva a um melhor ambiente na empresa e a uma melhor qualidade de vida dos colaboradores.
3 Enquadramento do Ambiente Empresarial
No presente capítulo será apresentada a fábrica e depois a célula de soldadura, onde foi realizada a dissertação. No decorrer desta apresentação serão identificadas as oportunidades de melhoria para o processo produtivo.
3.1 Caracterização Geral da Fábrica
Como já dito anteriormente, a fábrica está dividida em dois pavilhões. Um produz serras, o outro as restantes ferramentas. Foi no segundo que se desenvolveu a tese, e como tal será nesse que vamos incidir. A produção das ferramentas distribui-se da seguinte forma:
• 70% em ferramentas especiais – ferramentas com referências únicas que são produzidas de acordo com as necessidades dos clientes;
• 30 % em ferramentas standard – ferramentas que constam no catálogo da Frezite; se tiverem rotatividade elevada são produzidas para stock, caso contrário, ferramentas que têm baixa rotatividade, são produzidas a pedido.
Há 5 grupos tecnológicos de ferramentas produzidas pela Frezite. São eles:
• Construção soldada – Ferramentas que têm os seus cortantes em metal duro (HW), stelite (ST), ou aço rápido (HSS) e estes são ligados ao corpo através de uma operação de brasagem;
• Aperto mecânico – Ferramentas em que os seus cortantes são acoplados ao corpo através de um aperto mecânico, por exemplo um parafuso;
• Diamante – Ferramentas em tudo idênticas às de construção soldada, porém a diferença está no material dos seus cortantes, que são em diamante (PCD)
• Helicoides – Ferramentas que, como o nome indica, são em forma helicoidal, estas podem ser integrais, isto é, os cortantes são o próprio corpo da ferramenta, ou podem ser soldadas plaquetes que serão os cortantes;
• Lâminas – As lâminas são produzidas quer para uso interno, isto é, servirem de cortantes nas ferramentas de produção interna, ou para serem vendidas a cliente. Para se compreender melhor a dinâmica da fábrica, torna-se necessário fazer uma breve abordagem às valências desta. Existem um total de nove células de produção:
• SRTE – Serrotes – Nos serrotes é cortado o varão de aço/alumínio com o diâmetro e espessura definidos no desenho e que servirá de corpo para a ferramenta;
• TORN – Tornos – Nos tornos são feitas as operações de torneamento que vão dando a geometria das ferramentas em tornos CNC;
• FRES – Fresagem – Na fresagem são feitas as operações de fresagem que conferem a geometria das ferramentas em centros de maquinagem CNC;
• SOLD – Soldadura – Na soldadura são soldadas as plaquetes, de um material mais duro, ao corpo da ferramenta, e que serão estas, em última instância as responsáveis pelo corte da ferramenta;
• RETF – Retificação – É nesta célula que é feita a retificação dos furos e dos canhões, ou seja, é onde são garantidas as cotas finais das posições de aperto das ferramentas; • AFPF – Afiamento / Perfilagem – Esta célula é responsável por produzir lâminas e
plaquetes. Esta célula abarca a eletroerosão. As ferramentas já soldadas cujos cortantes sejam em metal duro (HW), stelite (ST), ou aço rápido (HSS) são também afiadas aqui;
• CTDT – Diamante – Na célula de diamantes são afiadas todas as peças cujos cortantes são em diamante policristalino (PCD);
• MONT – Montagem / Equilibragem – Na montagem são montadas as ferramentas de aperto mecânico e/ ou jogos de ferramentas. Esta célula é também responsável por fazer a equilibragem das ferramentas por extração de massa.
• INSP – Inspeção / Gravação – Nesta célula as ferramentas são gravadas com as informações pertinentes e são então inspecionadas para verificar se tudo está conforme.
Consoante o grupo tecnológico de ferramentas em questão, estes assumem rotas diferentes dentro da fábrica. Apesar de haver células em comum nas rotas de todas as ferramentas, estas rotas podem ser extremamente diversificadas. Não obstante há um “caminho tipo” a percorrer em cada grupo. Todos convergem na inspeção, de onde saem para dar entrada em armazém onde depois serão embaladas e enviadas para os clientes.
A Tabela 1 apresenta a rota típica de cada grupo tecnológico na produção.
Família SRTE TORN FRES SOLD RETF AFPF CTDT MONT INSP
Aperto mecânico 1 2 3 4 5 Construção Soldada 1 2 3 4 5 6 7 8 Diamante 1 2 3 4 5 6 7 8 Helicoides 1 2 3 Láminas 1 2
Tabela 1 - Rotas típicas de cada grupo tecnológico nas células de produção
O Frezite Service, internamente tratado por “Serviços”, está também instalado neste pavilhão. Este serviço que faz afiamentos ou reparações de ferramentas, alimenta também as células produtivas uma vez que se serve destas para a realização de operações que estes não conseguem realizar na sua própria célula. Estas ferramentas que entram em produção através dos “Serviços” têm o nome de “SP”. Cada “SP” tem associado um código que define a sua rota na fábrica.
3.2 Caracterização da Célula de Soldadura
Daqui em diante, devido ao facto dos produtos comercializados serem ferramentas de corte e estas serem produzidas com recurso a outras ferramentas, surge a necessidade de as distinguir.
Assim, o produto comercializado é referido como peça, enquanto as ferramentas usadas para produção das peças são intituladas de ferramentas.
A célula da soldadura, onde foi desenvolvida a dissertação, é de fundamental importância para os grupos de construção soldada, diamante, helicoides e SPs. Aquando do início deste projeto a célula de soldadura era o gargalo da produção. Um dos colaboradores da célula encontrava-se de baixa. Este colaborador só voltou ao trabalho passado um mês. Apesar disso, os restantes colaboradores na ausência deste sempre fizeram 4 horas extras diárias mais 6 horas aos sábados para suprir a falta deste. Além deste problema temporário, o maior problema desta célula é o facto de o trabalho nela realizado ser extremamente manual, e depender excessivamente do colaborador. Se noutros setores da empresa desde sempre se procurou acompanhar a evolução tecnológica, a célula da soldadura foi ficando para trás. O funcionamento da célula era praticamente o mesmo desde a fundação da empresa. A Figura 7 mostra a zona de triagem onde se acumula o trabalho em espera. Ao todo chegaram a estar dentro da célula em simultâneo 321 caixas, quando o normal ronda as 50.
Figura 7 - Zona de triagem da célula com excessivo número de caixas
O principal trabalho feito na célula é a soldadura das plaquetes aos corpos das peças. A brasagem é o tipo de soldadura realizado na célula. De uma forma sucinta, a brasagem usa um metal de adição (solda) para ligar o corpo da peça às plaquetes. Este tema será abordado no subcapítulo 3.2.4, onde será explicado o procedimento operativo com mais detalhe. Para uma maior uniformização dos termos, ao longo da tese, continuar-se-á a chamar à brasagem de soldadura. Na célula também é feita decapagem quer das plaquetes, quer das peças acabadas. Este tema será também abordado com mais profundidade nos subcapítulos 3.2.3 e 3.2.7. Como já foi dito anteriormente, devido a 70% das peças produzidas serem “especiais”, a juntar ao facto de ser um processo extremamente manual, a produtividade da célula está literalmente nas mãos dos operadores.
A célula está equipada com três máquinas de soldar manuais, SO0023, SO0008 e SO0029 (Figura 8) e ainda uma máquina de soldar a vácuo SO0032 (Figura 9). Esta última foi o maior investimento na célula até à data de realização deste projeto. Para o desengorduramento das plaquetes, das peças e da solda existem cinco tinas (Figura 10), USQ, USF, LL0002, LL0003Q e LL0003F. Na célula existem ainda quatro máquinas de decapar (Figura 11): uma manual a jato de areia GN0011, outra manual a jato de pó de vidro GN0003 e duas automáticas que usam granalha de aço GN0001 e GN0002. Além destes equipamentos, existem também um serrote para o corte de plaquetes de HW e de HSS, um esmeril para tirar a possível rebarba das peças, um lixador e dois fornos.
Figura 8 - Máquina de soldar SO0029
Figura 10 - Tinas de desengorduramento
Figura 11 - Máquinas de decapar
Para trabalhar com estes equipamentos a célula têm uma equipa de 4 colaboradores. Estes trabalham 8 horas diárias em turno normal das 7h30 até as 16h30, tendo uma hora para almoçar das 12h30 às 13h30, e 10 minutos para o lanche da manhã das 10h00 às 10h10. Três deles são soldadores, o outro tem a função de decapador. Um dos soldadores acumula a função de capitão de equipa. Este é o responsável da célula e é quem gere o trabalho diário da célula.
Os indicadores usados pela gestão para acompanhar o desempenho de cada célula centram-se em número de ferramentas produzidas diariamente e no Lead Time (LT) médio das peças que deram saída do setor durante o dia. Quanto à carga de trabalho nas células existente, esta é apenas julgada pelo número de ferramentas. Na soldadura o objetivo diário de produção é de 100 peças e objetivo de LT médio é de 2 dias.
1ª Oportunidade de melhoria: Como já referido, a diversidade do produto Frezite é elevada.
Uma peça em cada célula tanto pode demorar 2 minutos a ser trabalhada como pode chegar a demorar horas. Nas células dos Tornos e da Fresagem é feito uma estimativa da carga a nível temporal com recurso aos tempos teóricos dos programas de maquinagem. Assim já há uma ideia da carga de cada setor em horas de trabalho. No entanto, o trabalho realizado na soldadura, por ser um trabalho exclusivamente manual não tem um tempo teórico associado. Isto faz com que os indicadores de carga e eficiência da soldadura não tenham esta sensibilidade ao tempo.
2ª Oportunidade de melhoria: A decapagem das peças só é possível quando as peças estão
arrefecidas depois da soldadura, o que faz com que haja um delay de algumas horas entre ambos os processos. Isto faz com que algumas peças que são soldadas num dia, só sejam decapadas no dia seguinte e como tal há um desfasamento entre as peças que foram efetivamente soldadas num dia e aquelas que os indicadores apresentam. Esta discrepância pode levar a erros na tomada de decisões da gestão por não ter dados fidedignos quanto ao trabalho real efetuado pelos soldadores num dia.
3ª Oportunidade de melhoria: Derivado do tipo de trabalho que se realiza na célula, o uso
de decapantes, a vermiculite, os agentes de decapagem e outros, a célula facilmente se apresenta com sujidade que é obviamente indesejada. Além disso, a falta de cuidado ao arrumar as ferramentas auxiliares de produção leva a uma grande desorganização na célula. Não há ideia dos excedentes existentes, dos materiais e ferramentas obsoletas, e as ferramentas necessárias, derivado da desorganização, são por vezes difíceis de encontrar. A título de exemplo é frequente a sujidade esconder fissuras nos indutores das máquinas o que faz com que a meio da operação de soldadura um indutor se estrague.
3.2.1 Entrada das Peças na célula
Quando é realizada uma encomenda ao departamento comercial e esta é colocada em produção, é-lhe sempre associada uma caixa que está associada a um número, e uma ordem de fabrico (OF) que é impressa e acompanha sempre a caixa. Uma encomenda pode ter mais que uma OF, e mais que uma caixa. Em cada OF constam informações fundamentais para que as peças percorram todas as células necessárias de forma a que sejam realizadas as operações às peças. Todas as OFs são acompanhadas pelo desenho técnico da peça para que cada operador saiba que operações realizar. As peças são transportadas em caixas. Além de um número, as caixas têm associado um código de barras. Assim, quando uma ferramenta termina todas as operações na célula onde se encontra, a sua caixa passa num leitor de código de barras que lê o código e regista no sistema de informação, o Autoflow. Desta forma as caixas servem de “GPS” para se saber onde está cada peça na fábrica. Erguido por cima do chão de fábrica, existe um sistema de tapetes rolantes destinados ao transporte automático das caixas entre cada uma das células. No entanto, devido a mudanças de layout efetuadas em toda a fábrica, a célula de soldadura não possui uma torre de acesso ao tapete, pelo que a chegada e saída de material são feitas com recurso a um carrinho de mão específico para o transporte das caixas, estando totalmente dependentes da intervenção dos operadores.
Toda a fábrica se rege por produzir de acordo com a data de lançamento da OF (a primeira a entrar em produção será a primeira a sair). Em todas os setores há um ecrã, internamente tratado como dashboard, que contém a lista de caixas presentes na célula ordenadas pela regra
caixas aparecerem no topo da ordem de trabalhos. A lista é atualizada apenas uma vez por dia às 6h00. À medida que é dada saída de caixas de um setor, estas mudam de cor no ecrã. Desta forma os colaboradores sabem quais a prioridades a trabalhar no dia. No caso da soldadura, existem dois dashboards. Isto porque num deles aparecem apenas as caixas em produção e noutro aparecem os SPs. É de notar que os SPs têm prioridade sobre a produção.
Regra geral, a célula é alimentada pela fresagem com as caixas que chegam em produção ou pelos Serviços com caixas que trazem reparações. As caixas são deixadas na zona de entrada da célula pelos colaboradores das células anteriores.
4ª Oportunidade de melhoria: Existe uma única linha de entrada para as caixas que chegam
à célula. Nesta linha as caixas que chegam de produção ficam misturadas com as caixas de SPs, fazendo com que seja necessário à posteriori separar as caixas de produção das caixas de SPs.
Todos os dias o chefe de equipa vê que caixas deram entrada na célula durante o dia anterior. Junto à fila de entrada existem outras filas marcadas no chão. Estas filas servem para alocar as caixas de acordo com o material das plaquetes e a situação de produção. As filas existentes são:
• STOP – Não Conformidade • Aguarda Eletroerosão • Diamante
• STOP – Matéria Prima • HW
• Espera Armazém
5ª Oportunidade de melhoria: As filas não estavam identificadas. Apenas o chefe de equipa
sabia o que estava em cada uma das filas. Esta falta de identificação obriga a comunicação verbal que leva a desperdícios de tempo e a possíveis erros. O recurso a informação visual seria suficiente e mais prática.
Todas as peças que têm na sua rota a soldadura, sejam de produção ou SPs, têm associadas na sua OF um código referente às plaquetes que serão soldadas. As plaquetes podem ser de quatro materiais: PCD, HW, ST e HSS. Estas podem ainda ser especiais ou standard.
O chefe de equipa tira as OFs de todas as caixas que deram entrada na célula e consulta os códigos que cada uma tem. A triagem das caixas é feita consoante o material e o tipo de plaquete que cada OF pede:
• Plaquetes em HSS ou ST: Há um pequeno stock na célula de soldadura de barras destes materiais. O chefe de equipa verifica se tem na célula as barras necessárias para o trabalho. No caso de haver coloca estas caixas junto à zona de espera do serrote onde serão posteriormente cortadas as barras e transformadas em plaquetes. Caso não haja matéria prima (MP) é feito o pedido de material através do Infor (software utilizado para fazer pedidos ao armazém). Quando um pedido é feito no Infor é necessário que se verifique se há ou não stock desse material no armazém. No caso de haver material em stock, o responsável pelo armazém vai levar a MP no próprio dia à célula de soldadura. Nesse caso a caixa deve ser colocada na fila “Espera Armazém” e a OF numa cuvete onde ficam as OFs que aguardam MP armazém. Se não houver MP em stock o armazém tem de a comprar. Como este processo vai demorar alguns dias, deve ser dado STOP à caixa no SI, a caixa colocada na fila “STOP – Matéria Prima” e a sua OF posta numa cuvete onde ficam OFs que ficaram em STOP;
