Otimização de Processos em Linha de Montagem
Miguel Pedro Bettencourt Fernandes de Pinho
Dissertação de Mestrado
Orientador na Simoldes Plásticos: Eng. Pedro Alexandre Orientador na FEUP: Prof. Abílio de Jesus
Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica
Resumo
Face ao panorama económico que vivemos, especialmente na Europa e mais concretamente em Portugal, o grande desafio passa por exponenciar o capital já investido de modo a reduzir custos e aumentar a competitividade.
O Lean Thinking é um dos termos mais correntes da atualidade exatamente por ir de encontro a estes novos ideais e estar associado a uma série de metodologias e ferramentas, baseadas no Toyota Production System, que visam a eliminação de desperdício e a maximização dos ganhos. A dissertação em causa contempla a implementação de princípios lean à produção de componentes injetados para a indústria automóvel. Inicialmente é feita uma breve descrição dos conceitos fundamentais, tais como just-in-time, kaizen, jidoka, uniformização dos modos operatórios, gestão visual, etc.
Seguidamente, e no que respeita ao experimental, foi elaborada uma análise da situação inicial de três casos de estudo mediante a aplicação da técnica de value stream mapping (VSM) com vista a identificar pontos de desperdício na cadeia de fluxo de valor dos processos em causa. Posteriormente, apresentam-se as soluções ideais encontradas para cada um dos casos em análise com base num plano de ações e balanceamento correto das tarefas produtivas. Por último, são indicados os ganhos espectáveis provenientes da implementação das propostas mencionadas.
Os resultados obtidos foram bastante esclarecedores tendo permitido libertar uma área considerável da fábrica, encurtar o Lead Time e tempos de processamento, minimizar a ocupação mensal de diferentes postos de trabalho bem como a necessidade de mão-de-obra direta (MOD), e ainda simplificar os fluxos logísticos.
Palavras-chave: Produção Lean, Value Stream Mapping (VSM), Uniformização,
Optimization of Assembly Line Processes
Abstract
Facing the economic situation that we live in, especially in Europe but most precisely in Portugal, the big challenge is to take advantage of the already invested capital so that costs are reduced and competitiveness is incremented.
Lean Thinking is one of the most current terms of the present days exactly because it meets these new ideals and it is associated with a series of methodologies and tools, based on Toyota Production System, that aim the elimination of wastes and maximization of earns.
Therefore, this thesis contemplates the implementation of lean principles in the production of injected components for automobile industry. At first this thesis shortly describe the fundamental concepts such as Just-in-Time, Kaizen, Jidoka, standardization of the operative modes, visual management, etc.
Afterwards, and concerning the experimental part, an analysis of the initial situation is elaborated concerning three case studies by applying the Value Stream Mapping technique (VSM) with the purpose of recognizing wasting points in the value flow chain of the processes. Then the ideal solutions found for each one of the cases analyzed are presented based on an action plan and the correct balance of the productive tasks. At last, expected earnings, that come from the implementation of the mentioned proposals, are indicated.
The results obtained were very enlightening, allowing the release of a considerable area of the plant, shortening the lead and processing times, minimizing the monthly occupancy of various work stations as well as the need of direct work force, and still simplifying the logistic flows.
Agradecimentos
Em primeiro lugar gostaria de agradecer à Simoldes e à FEUP por terem reunido todas as condições para a realização deste projeto.
Expresso também os meus sinceros agradecimentos aos meus orientadores, Prof. Abílio de Jesus e Eng. Pedro Alexandre, pela atenção e disponibilidade que demostraram.
Ao Hélder Silva e Daniel Gonçalves, do departamento de engenharia de processo que me acompanharam diariamente, bem como todos os colaboradores com quem tive o prazer de trabalhar.
Aos professores e colegas de Faculdade que de forma mais ou menos direta contribuíram para a realização do curso.
Aos meus amigos mais próximos pela paciência e apoio demonstrados nas alturas de maior stress.
E claro, à minha Família, que sempre me apoiou em tudo e a quem dedico este projeto.
Índice de Conteúdos
1 Introdução ... 1
1.1 Enquadramento do projeto e motivação ... 1
1.2 A Simoldes ... 2
1.3 Objetivos do projeto ... 3
1.4 Estrutura da dissertação ... 3
2 Revisão Bibliográfica ... 4
2.1 Contextualização Histórica ... 4
2.2 Origem do “lean thinking” ... 5
2.3 Princípios Fundamentais ... 6
2.3.1Toyota Production System (TPS) ... 6
2.3.2Valor ………7 2.3.3Desperdícios ... 8 2.3.3.1 Os três MU’s ... 8 2.3.3.2 Os 7 tipos de Muda ... 9 2.3.4Kaizen ... 10 2.3.5Just-in-Time ... 10 2.3.6Jidoka ... 10 2.3.7Heijunka ... 11 2.3.8Gestão visual ... 11 2.3.9Standardized Work ... 11 2.4 Ferramentas ... 12 2.4.1SMED ... 12 2.4.25S………..13 2.4.3Sistema Kanban ... 14 2.4.45W……….14 2.4.5Poka Yoke ... 14 2.4.6Ciclo PDCA ... 15 2.4.7VSM………..16 2.5 Métricas associadas ao VSM ... 17
3 Introdução aos casos de estudo ... 20
3.1 1º Caso em análise ... 21
3.2 2º Caso em análise ... 27
3.3 3º Caso em análise ... 33
4 Propostas de otimização dos casos de estudo ... 40
4.1 1º Caso em análise ... 41
4.2 2º Caso em análise ... 46
4.3 3º Caso em análise ... 53
5 Conclusões e perspetivas de trabalho futuro ... 63
Referências ... 65
ANEXO A: Simbologia usada na elaboração de um VSM ... 66
ANEXO B: Layout Simoldes Plásticos ... 67
ANEXO C: Mapeamentos - VSM ... 68
ANEXO D: Diagrama de Spaghetti ... 74
Siglas
4P – Philosophy, Process, People/Partners, and Problem solving.
5S – Seiri (eliminar), Seiton (organizar), Seiso (limpar), Seiketsu (normalizar), Shitsuke (Disciplina).
5W – five Why’s.
ABS – Acrilonitrilo Butadieno Estireno. JIC – Just in Case.
JIT – Just in Time.
L.M. – Linha de Montagem. MOD – Mão-de-Obra Direta.
MRP – Material Requirement Planning. OEE – Overall Equipment Effectiveness.
OP_x – Operador_x, sendo que o índice x corresponde à sequência em que este surge no processo.
PC – Polycarbonate.
PDCA – Plan, Do, Check, Act. PE – Polyethylene. PP – Polypropylene. RO – Rendimento Operacional. RQl – Rendimento Qualitativo. RQt – Rendimento Quantitativo. RU – Rendimento de Utilização. SDCA – Standardize Do Check Act. SMED – Single Minute Exchange of Die. SP – Simoldes Plásticos.
TPS – Toyota Production System. TRS – Taxa de Rendimento Sintético. VSM – Value Stream Mapping. XPPS – Xerox Partner Print Services.
Índice de Figuras
Figura 1 - Output de um dia de trabalho do modelo T da Ford, Highland Park Factory 1915
(Hounshell 1985). ... 4
Figura 2 - Toyota Production System (Liker 2005). ... 7
Figura 3 - Os três MU’s identificados no sistema TPS (Institute 2013). ... 8
Figura 4 - Etapas da metodologia SMED (Simoldes 2010). ... 13
Figura 5 - Aplicaçao dos cilclos PDCA e SDCA (Pinto 2009). ... 15
Figura 6 - Etapas fundamentais subjacentes à criação do VSM (Silva 2010). ... 16
Figura 7 - Quadro ilustrativo do OEE (BPS 2004). ... 18
Figura 8 - Peça associada ao molde 6708. ... 21
Figura 9 - Aspeto do VSM do estado atual da produção associada ao molde 6708. ... 22
Figura 10 - Layout atual do posto de injeção - molde 6708. ... 25
Figura 11 - Comparação do To, TVA e Tc – estado atual - molde 6708. ... 26
Figura 12 - Peça 1 associada ao molde 6499. ... 27
Figura 13 - Peça 2 associada ao molde 6499. ... 27
Figura 14 - Aspeto do VSM do estado atual da produção associada ao molde 6499. ... 28
Figura 15 - Layout atual do posto de injeção - molde 6499. ... 32
Figura 16 - Comparação do To, TVA e Tc – estado atual - molde 6499 ... 33
Figura 17 - Peça associada ao molde 7670. ... 33
Figura 18 - Aspeto do VSM do estado atual da produção associada ao molde 7670. ... 34
Figura 19 - Layout atual da linha de montagem - molde 7670... 38
Figura 20 - Comparação do To, TVA e Tc – estado atual - molde 7670. ... 39
Figura 21 - Exemplo de um grupo kaizen - debate do estado futuro. ... 40
Figura 22 - Aspeto do VSM do estado futuro da produção associada ao molde 6708. ... 41
Figura 23 - Layout futuro do posto de injeção - molde 6708. ... 42
Figura 24 - Comparação do To, TVA e Tc – estado futuro - molde 6708. ... 44
Figura 25 - Aspeto do VSM do estado futuro da produção associada ao molde 6499. ... 46
Figura 26 - Layout futuro do posto de injeção - molde 6499. ... 50
Figura 27 - Comparação do To, TVA e Tc – estado futuro - molde 6499. ... 52
Figura 28 - Aspeto do VSM do estado futuro da produção associada ao molde 7670. ... 54
Figura 29 - Layout futuro da linha de montagem - molde 7670. ... 56
Figura 30 - Comparação do To, TVA e Tc – estado futuro - molde 7670. ... 59
Figura 31 - Evolução da média de peças produzidas por hora – turno 2. ... 60
Figura 32 - Evolução do OEE - turno 2. ... 61
Figura 34 - Quadro com os principais símbolos usados no VSM e a respetiva descrição dos
mesmos. ... 66
Figura 35 - Layout do chão de fábrica da Simoldes Plásticos. ... 67
Figura 36 – VSM do estado atual da produção associada ao molde 6708. ... 68
Figura 37 - VSM estado futuro da produção associada ao molde 6708. ... 69
Figura 38 - VSM do estado atual da produção associada ao molde 6499. ... 70
Figura 39 - VSM do estado futuro da produção associada ao molde 6499. ... 71
Figura 40 - VSM do estado atual da produção associada ao molde 7670. ... 72
Figura 41 - VSM do estado futuro da produção associada ao molde 7670. ... 73
Figura 42 - Diagrama de fluxo de material do estado atual do molde 6708... 74
Índice de Tabelas
Tabela 1 - Descrição dos parâmetros de entrada do processo de injeção - estado atual - molde
6708. ... 22
Tabela 2 - Descrição das tarefas realizadas pelo operador da máquina de injeção e os respetivos tempos [s] – estado atual - molde 6708. ... 23
Tabela 3 – Descrição dos parâmetros de entrada do processo da linha de montagem – estado atual molde 6708. ... 24
Tabela 4 - Descrição das tarefas realizadas pelo operador da linha de montagem e os respetivos tempos [s] – estado atual molde 6708 ... 24
Tabela 5 - Resumo da informação do estado atual - molde 6708... 26
Tabela 6 - Descrição dos parâmetros de entrada do processo de injeção - estado atual - molde 6499. ... 28
Tabela 7 - Descrição das tarefas realizadas pelos operadores da máquina de injeção e os respetivos tempos [s] – estado atual - molde 6499. ... 29
Tabela 8 - Descrição dos parâmetros de entrada do processo da linha de montagem – estado atual - molde 6499. ... 30
Tabela 9 - Descrição das tarefas realizadas pelo operador da linha de montagem e os respetivos tempos [s] – estado atual - molde 6499. ... 30
Tabela 10 - Resumo da informação do estado atual - molde 6499. ... 32
Tabela 11 - Descrição dos parâmetros de entrada do processo da linha de montagem – estado atual - molde 7670. ... 34
Tabela 12 - Descrição das tarefas realizadas pelos operadores da L.M. e os respetivos tempos [s] – molde 7670. ... 35
Tabela 13 - Resumo da informação do estado atual - molde 7670. ... 38
Tabela 14 - Descrição dos parâmetros de entrada do processo de injeção - estado futuro - molde 6708. ... 42
Tabela 15 - Descrição das tarefas realizadas pelos operadores da máquina de injeção e os respetivos tempos [s] – estado futuro - molde 6708. ... 43
Tabela 16 - Plano de ações - molde 6708. ... 43
Tabela 17 - Resumo da informação do estado futuro - molde 6708... 44
Tabela 18 - Ganhos resultantes das alterações feitas ao processo do molde 6708. ... 45
Tabela 19 - Descrição dos parâmetros de entrada do processo de injeção - estado futuro - molde 6499. ... 47
Tabela 20 - Descrição das tarefas realizadas pelos operadores da máquina de injeção e os respetivos tempos [s] – estado futuro - molde 6499. ... 47
Tabela 21 - Descrição dos parâmetros de entrada do processo da linha de montagem – estado futuro molde 6499. ... 48
Tabela 22 - Descrição das tarefas realizadas pelo operador da linha de montagem e os respetivos tempos [s] – estado futuro - molde 6499. ... 48
Tabela 24 - Aspeto do antes e depois das modificações na bancada de soldadura. ... 50
Tabela 25 - Aspeto do antes e depois do modo de arrefecimento da peça 2. ... 51
Tabela 26 - Aspeto do antes e depois das alterações no modo de abastecimento da linha de montagem. ... 51
Tabela 27 - Resumo da informação do estado futuro – molde 6499. ... 52
Tabela 28 - Ganhos resultantes das alterações feitas ao processo do molde 6499. ... 53
Tabela 29 - Plano de ações - molde 7670. ... 55
Tabela 30 - Descrição dos parâmetros de entrada do processo da linha de montagem – estado futuro - molde 7670. ... 57
Tabela 31 - Descrição das tarefas realizadas pelos operadores da L.M. e os respetivos tempos [s] – estado futuro - molde 7670. ... 57
1 Introdução
1.1 Enquadramento do projeto e motivação
O presente trabalho surge no âmbito da Dissertação de Mestrado, do ramo de Produção, Desenvolvimento e Engenharia Automóvel do curso de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Esta tese foi desenvolvida em ambiente empresarial e consistiu na Otimização dos Processos em Linha de Montagem da Simoldes Plásticos, que é uma referência mundial no fabrico de moldes e injeção de componentes para a indústria automóvel.
Em 1922, referindo-se ao Modelo T, primeiro carro produzido em massa, Henry Ford disse “Any customer can have a car painted any colour he wants, so long as it’s black” (Ford 2004). Nessa época a realidade económica permitia que se produzisse em larga escala empurrando os produtos para o cliente final. Contudo, nos últimos 45 anos os mercados alteraram-se por completo e o panorama atual é extremamente diferente. Nos dias que correm é o consumidor que puxa o produto que pretende, na quantidade e no momento que necessita. Desta forma, num mercado global, exigente e competitivo, as empresas vêm-se forçadas a fabricar diversos produtos, com cadências de produção distintas e tempo de vida muitas vezes reduzido. Posto isto, é incontornável a necessidade de otimização dos processos produtivos e melhoria contínua, só assim é que uma empresa se manterá competitiva e poderá ter um futuro próspero.
Foi com base no que acabou de ser referido que se proporcionou o desenvolvimento deste projeto, articulando os interesses da empresa com os da instituição académica que represento. O trabalho em questão relevou-se assim uma excelente oportunidade para compreender os conceitos e técnicas de melhoria contínua que promovem o valor acrescentado e eliminam desperdício bem como ter uma perspetiva geral da realidade industrial.
1.2 A Simoldes
A origem do Grupo Simoldes remonta a 1959 com a aquisição da Simoldes Aços, destinada ao fabrico de moldes para injeção de brinquedos e produtos domésticos. Em 1961 iniciou a sua exportação e em meados de 1968 assinou o primeiro contrato com o setor automóvel. Apesar da forte recessão económica que se viveu na década de 70, a empresa investiu seriamente em equipamento e pessoal qualificado, adaptando-se às necessidades do mercado. Foi nesta fase transitória que a Simoldes definiu estrategicamente a indústria automóvel como principal cliente (Gomes 1998).
Em 1981, impulsionado pela instalação da Fábrica Renault em Portugal, o Grupo decidiu iniciar a produção de plásticos, visando aproveitar as sinergias existentes com o fabrico de moldes e fornecer alguns fabricantes de automóveis. A Simoldes Plásticos-SP, situada em Oliveira de Azeméis, local onde se realizou este trabalho, foi então a primeira empresa do Grupo dedicada à produção deste tipo de componentes (Lourenço and Sopas 2003).
Atualmente a Simoldes é constituída por duas grandes divisões, Plásticos e Moldes; e detém várias fábricas situadas em países como Portugal, França, Brasil, Polónia e mais recentemente Republica Checa. Até à data, os principais clientes são a Volkswagen e a PSA (Peugeot e Citroen), no entanto fornece ainda as mais variadas marcas tais como Renault, Audi, Nissan, Volvo, Honda, Toyota, Mitsubishi, GM, Mercedes, Porsche e Faurecia (Lourenço and Sopas 2003).
A Simoldes Plásticos é a sede da direção central do Grupo e, à semelhança das outras empresas da divisão de Plásticos, está ainda organizada pelos seguintes departamentos: direção de fábrica, contabilidade, recursos humanos, engenharia do produto, engenharia dos processos, logística, manutenção, qualidade e produção (Simoldes 2010).
A elaboração deste trabalho centrou-se mais concretamente no departamento de engenharia de processo. Este, tal como o nome indica, é responsável por todas as questões diretamente relacionadas com o processo produtivo. Consequentemente, a sua área de influência abrange quase todos os restantes departamentos. A engenharia de processo tem ainda a seu cargo a responsabilidade de eliminar o desperdício e procurar acentuar o valor acrescentado dos produtos mediante uma filosofia Lean, sendo este o elo de ligação entre o tema abordado neste relatório e o departamento em questão.
1.3 Objetivos do projeto
Tal como já foi mencionado, esta tese destina-se à realização do Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica em ambiente empresarial. Desta forma, os objetivos traçados inicialmente pelas duas entidades supervisoras, FEUP e Simoldes, foram:
Mapeamento da cadeia de valor.
Caracterização das causas das paragens e desperdícios.
Dar propostas de melhoria.
Rentabilização de espaços e meios.
Aumentar a produtividade dos processos.
Acompanhamento do Overall Equipment Effectiveness (OEE) dos processos em linha
de montagem.
1.4 Estrutura da dissertação
A dissertação encontra-se organizada em 5 capítulos incluindo o presente. Nos parágrafos seguintes apresenta-se uma breve descrição do conteúdo de cada um desses capítulos.
Capítulo 1: Consiste na introdução do tema abordado nesta dissertação, enquadramento e motivação, breve apresentação da empresa onde o estágio ocorreu, objetivos propostos e estrutura da tese.
Capítulo 2: Diz respeito à revisão bibliográfica e tem como finalidade explicar alguns conceitos teóricos associados ao lean production management. Desta forma, é feita uma contextualização histórica para que se entenda a origem e necessidade desta filosofia, e introduzem-se os princípios fundamentais do Toyota Production System bem como as ferramentas e métricas que lhe estão associadas.
Capítulo 3: Expõe o diagnóstico do estado inicial de três processos práticos desenvolvidos na Simoldes Plásticos. Para cada um dos casos é feita uma breve descrição do produto a fabricar, e uma análise do fluxo de valor e desperdícios associados com base na metodologia do Value
Stream Mapping (VSM).
Capítulo 4: Indica a metodologia adotada para melhorar cada um dos casos abordados no capítulo anterior, apresenta as soluções encontradas, o estado da implementação das mesmas, as alterações efetuadas e os ganhos atingidos ou espectáveis uma vez concluído o seu processo de melhoria.
Capítulo 5: Resume as conclusões obtidas mediante o desenvolvimento desta dissertação e propõe aspetos possíveis de serem melhorados ou que devem ser tidos em consideração para garantir o sucesso dos projetos levados a cabo.
2 Revisão Bibliográfica
2.1 Contextualização Histórica
Em meados de 1900, o fabrico de um carro era feito de forma artesanal, o cliente normalmente fazia um test drive com o mecânico para que mais tarde fossem feitas alterações. Desta forma, o carro era sempre único e do agrado do comprador. No entanto, o período de espera desde a encomenda até à entrega levava meses, o volume de produção era baixo e o custo do produto elevado. Atualmente, apenas algumas marcas tais como Ferrari, Lamborghini e Aston Martin continuam a produzir segundo este sistema pois a sua estratégia é apresentar um produto de luxo, à medida do cliente, e que não está acessível a todos os bolsos (Dennis 2007). A produção em massa surgiu mediante a aplicação de princípios científicos de gestão à produção por parte de Winslow Taylor, e com o conceito de Henry Ford, em 1908 com o modelo T, de produzir um automóvel com um design que facilitasse a produção e a reparação do mesmo. Por outras palavras, Taylor separou o planeamento da produção, standardizou o trabalho, reduziu tempos e introduziu a ideia de análise e medição para melhoria contínua. Por sua vez, Ford deu especial foco à necessidade de facilitar a montagem de componentes, à redução de ações atribuídas a cada operador e implementou a uma linha de montagem em movimento para reduzir as movimentações desnecessárias dos funcionários (Hounshell 1985, Taylor 2004).
Figura 1 - Output de um dia de trabalho do modelo T da Ford, Highland Park Factory 1915 (Hounshell 1985).
Este modelo de produção em massa teve um período próspero durante décadas pois revolucionou o mercado permitindo a aquisição de um veículo com um custo e tempo de espera menor. Os Estados Unidos lideravam a produção mundial, seguidos pela Europa, através da expansão da Ford e General Motors e mais tarde pelo crescimento de empresas como a Fiat, a Renault e Citroen (Dennis 2007).
A produção em massa requer operadores pouco habilitados para conceber produtos desenhados por profissionais altamente especializados, estando assim fortemente dependente de maquinaria o que acarreta custos elevados. De forma a rentabilizar os equipamentos tende-se a prolongar a produção standard de um componente o máximo de tempo possível. Como tal, é imperativo um excesso de mão-de-obra, inventário e espaço extra para assegurar um tempo mínimo de paragem de máquina. Posto isto, é evidente que a flexibilidade de produção é uma clara debilidade, uma vez que se algum ponto da linha avariar toda a cadeia produtiva para. É ainda importante mencionar que as tarefas repetitivas desmotivam os trabalhadores o que, a par com a falta de envolvimento dos mesmos nos objetivos da empresa, resulta em altas taxas de defeitos (Womack, Jones, and Roos 1990).
2.2 Origem do “lean thinking”
Em meados de 1950, tanto o Japão como a Toyota Motor Company, fundada em 1937, estavam em crise. Nesse mesmo ano, Eiji Toyoda deslocou-se à fábrica da Ford, a qual produzia 7.000 automóveis por dia, ao passo que a Toyota durante 13 de existência só tinha sido capaz de fabricar 2.685. (Womack, Jones, and Roos 1990). Eiji estudou detalhadamente o modo operatório da empresa, até à data, mais eficiente do mundo e relatou que, a seu ver, ainda era possível melhorar o sistema produtivo. Já no Japão, em conjunto com Taiichi Ohno, concluíram que a produção em massa não seria aplicável à sua realidade. Por um lado a economia Japonesa carecia de capital e como tal elevados investimentos em tecnologia eram impossíveis, e por outro o seu mercado era pequeno e a procura abrangia uma vasta gama de veículos (Dennis 2007).
A designação lean thinking, em português pensamento magro, foi usada pela 1ª vez na publicação de James Womack, The Machine that changed the world (Dennis 2007). Contudo, foi da sequência de eventos descritos que esta filosofia teve início, baseando-se na eliminação de desperdício e excesso de fluxos de produção, no princípio de que os trabalhadores são o recurso mais valioso de uma empresa e em assumir que a qualidade é uma estratégia de excelência operacional. Esta mentalidade não é mais do que um espelho do Toyota Production System (TPS), o qual consiste na aplicação de métodos de melhoria tais como produção
just-in-time (JIT), kaizen, one-piece flow, jidoka e heijunka (Liker 2005).
Este tipo de abordagem obteve maior visibilidade mundial no decorrer dos anos 70 como consequência dos bons resultados apresentados pela empresa mencionada ao nível da qualidade e pontualidade de entrega (Jacobs and Chase 2010).
2.3 Princípios Fundamentais
2.3.1 Toyota Production System (TPS)
Taiichi Ohno, o principal responsável pela criação e desenvolvimento deste modelo, resume o TPS da seguinte forma: “All we are doing is looking at the time line from the moment the
costumer gives us an order to the point when we collect the cash. And we are reducing that time line by removing the non-value-added wastes.” (Ohno 1988).
A Toyota recentemente renovou o significado das siglas TPS para Thinking People System (Pinto 2009). No entanto, a ideologia inicial mantem-se bem como os 14 princípios chave, os quais se apresentam em seguida de forma resumida, e que constituem a base do Toyota
Production System (Liker 2005):
1 – Tomar decisões a longo prazo, mesmo que isso implique piores resultados financeiros a curto prazo;
2 – Criar os fluxos dos processos contínuos de modo a que os problemas se evidenciem; 3 – Usar o Pull System para evitar excessos de produção;
4 – Nivelar a carga de trabalho (heijunka);
5 – Promover uma cultura de obtenção de qualidade à primeira vez, o que se traduz em ocasionalmente interromper intencionalmente processos para resolver problemas; 6 – Uniformizar tarefas com vista a promover uma melhoria contínua;
7 – Usar controlos visuais para evidenciar problemas;
8 – Como base de suporte às pessoas e aos processos, usar tecnologia fiável e devidamente testada;
9 – Fomentar o desenvolvimento de líderes que de forma inequívoca conheçam o trabalho, vivam a filosofia e ensinem os outros (sensei);
10 – Desenvolver/instruir pessoas e equipas que sigam a filosofia da empresa;
11 – Respeitar a rede de parceiros e fornecedores, desafiando-os e ajudando-os a melhorar;
12 – Ver os problemas presencialmente e ir frequentemente ao chão de fábrica de modo a que se entenda verdadeiramente cada situação (genchi genbutsu);
13 – Tomar as decisões de forma consensual e implementá-las rapidamente; 14 – Promover uma reflexão permanente (hansei) e melhoria contínua (kaizen).
O livro The Toyota Way (Liker 2005) divide estes 14 princípios em 4 categorias. Estas são frequentemente designadas de “4 P” – Philosophy, Process, People/Partners, and Problem
Solving. O diagrama “TPS house”, apresentado na Figura 2, tornou-se num dos símbolos mais
reconhecidos da produção da era moderna uma vez que também engloba todos estes conceitos fundamentais. De forma sucinta, pode-se afirmar que o TPS pretende fornecer um conjunto de ferramentas e soluções, as quais serão abordadas mais adiante, para que tanto as pessoas como os processos possam melhorar continuamente (Liker 2005).
Figura 2 - Toyota Production System (Liker 2005).
2.3.2 Valor
Este é um conceito imprescindível à compreensão de toda a filosofia Lean uma vez que delimita aquilo que é meritório receber em troca do que estamos a oferecer. Normalmente define-se valor como a quantia monetária, estabelecida pelo cliente final, e que reflete as características e atributos de um produto. Acrescentar valor a um produto significa então executar uma tarefa ou operação sobre o produto que vá de encontro às necessidades do cliente e que fará com que o produto seja valorizado. Desta perspetiva o valor é criado por quem produz e de forma simplista pode-se dizer que é matematicamente igual à qualidade a dividir pelo preço (Jacobs and Chase 2010).
No entanto, segundo Pinto (2009) esta definição deve ser mais abrangente pois um produto pode ser gratuito, como tal deve-se tomar como valor tudo o que justifica atenção, tempo e esforço. O mesmo autor defende ainda que o valor criado por uma organização deve satisfazer simultaneamente todos os stakeholders, sendo eles os trabalhadores, clientes, acionistas, fornecedores e a sociedade em geral. Cada um destes sectores tem interesses e necessidades distintas e esperam receber algo que compense a sua disponibilidade e apoio no desenvolvimento da empresa. Não dar atenção a cada uma destas partes pode comprometer a integridade da organização e a sustentabilidades dos produtos ou serviços (Pinto 2009).
2.3.3 Desperdícios
Após ter sido explicado o conceito de “valor”, este tópico centrar-se-á na identificação e análise dos diferentes tipos de “desperdício”, ou seja todas as operações realizadas e que não acrescentam valor. Estas atividades são usualmente designadas de muda (termo Japonês), e são alvos passíveis de serem melhorados uma vez que consomem recursos e tempo, implicando inevitavelmente um encarecimento dos produtos ou serviços finais (Liker 2005).
Segundo Pinto (2009), mais de 95% do tempo disponível de uma organização é despendido na realização de atividades que não acrescentam valor, as quais podem ser divididas em duas categorias:
Puro desperdício – Representa as atividades que não acrescentam valor e não
são necessárias, podendo totalizar 65% do muda global, e deve ser totalmente eliminado. A título de exemplo podem ser mencionadas paragens produtivas, avarias, deslocações, reuniões pouco conclusivas, etc.;
Desperdício necessário – Diz respeito às atividades que não acrescentam valor
mas que são necessárias, tais como a realização de setups, inspeção da matéria-prima e componentes comprados, serviços internos, etc. Apesar deste tipo de muda não poder ser eliminado deve ser feito um esforço para o reduzir ao máximo.
2.3.3.1 Os três MU’s
A inexistência de uma harmonia perfeita entre a envolvente de uma empresa (pessoas, materiais, tecnologia e processos) e a produção dificulta a entrega das quantidades pretendidas pelo cliente nas datas previstas sem que hajam perdas desnecessárias (Pinto 2009). Estes desequilíbrios entre a carga e a capacidade, de acordo com os Japoneses, podem surgir sob três formas distintas:
Muda – Diz respeito a tudo o que é desperdício/inútil, ou seja que não acrescenta
valor e como tal o cliente não paga. Sempre que possível deve ser eliminado ou minimizado;
Mura – Refere-se à variabilidade/irregularidades do processo e pode ser
reduzido mediante a adoção do sistema just-in-time;
Muri – Verifica-se quando existem excessos/insuficiências e falta de
uniformização.
2.3.3.2 Os 7 tipos de Muda
Relativamente ao tópico muda, a Toyota identificou as principais atividades de valor não acrescentado existentes numa organização. Estas estão presentes tanto na produção como noutros setores de uma empresa e devem ser eliminadas.
1. Produção em excesso – Significa produzir quantidades maiores do que as solicitadas pelo cliente ou antecipadamente. Isto traduz-se em stock desnecessário, espaço de armazenamento indisponível, excesso de mão-de-obra e de matéria-prima. O objetivo é produzir exatamente o que é pedido e quando solicitado (Liker and Meier 2006); 2. Tempo de espera – Esporadicamente os períodos de inatividade superam os tempos de
processamento originando assim um aumento do lead-time, ou seja do tempo desde o pedido do cliente até à entrega. Existem várias razões para este fenómeno tais como mau planeamento, falta de componentes ou matéria-prima, setups mal conseguidos, avarias, etc. Períodos de espera devem, sempre que possível, ser aproveitados para fazer manutenção e limpeza da célula de trabalho (Liker and Meier 2006);
3. Transporte de material – Por mais pequenas que sejam as distâncias, movimentações do
work-in-process (WIP), materiais, produtos acabados, etc, implicam um gasto de tempo
que não acrescenta valor ao produto final. No entanto, parte destes transportes são necessários pelo que se deve minimizar as distâncias entre processos, reduzir as quantidades de lotes e fazer um bom planeamento do layout (Liker and Meier 2006); 4. Processamento excessivo ou incorreto – Diz respeito a processos com etapas
desnecessárias, ou extremamente complexas, ou ainda a ferramentas desadequadas que de forma mais ou menos direta acabam por se traduzir em defeitos. É de salientar que a produção de componentes com qualidade superior à exigida pelo cliente é considerada uma forma de desperdício. Pretendem-se assim processos simples e práticos (Liker and Meier 2006);
5. Inventário extra – O excesso de matéria-prima, WIP bem como produtos acabados pode provocar a danificação dos mesmos, custos adicionais de transporte e armazenamento, e um aumento do lead time. Por outras palavras, inventário é sinónimo de capital empatado. Este tipo de fenómeno tende ainda a encobrir atrasos dos fornecedores, defeitos, tempos de setup elevados e problemas de balanceamento da produção (Liker and Meier 2006);
6. Movimentos desnecessários – Corresponde às movimentações efetuadas por um operador (por falta de ergonomia do posto de trabalho) ou robot/máquina (devido a erros de programação ou a grandes distâncias entre máquinas), que diminuem a produtividade sem que acrescentem valor algum (Liker and Meier 2006);
7. Defeitos – A produção de componentes defeituosos implica desaproveitamento imediato de tempo e matéria-prima. Não estar sensibilizado para este facto é algo crítico uma vez que engloba grandes quantidades de desperdício e requer uma atuação rápida. Por vezes, após a deteção de defeitos é necessário submeter o lote produzido a uma triagem, o que por sua vez se traduz em mais desperdício (Liker and Meier 2006); 7+1. Desprezar a criatividade dos trabalhadores – Desaproveitar oportunidades de
melhoria, ideias, capacidades intrínsecas de cada pessoa e tempo deve-se, múltiplas vezes, ao simples facto de não se prestar atenção/ escutar os trabalhadores (Liker and Meier 2006). É por isso importante manter todos os stakeholders da empresa devidamente informados das dificuldades existentes por forma a facilitar a troca de ideias e a formação de grupos kaizen, com vista à melhoria contínua (Dennis 2007).
2.3.4 Kaizen
Segundo Euclides Coimbra, kaizen significa “mudar para melhor” ou “melhoria contínua”. É outra forma de descrever o conceito Lean e a sua implementação é procurada por cada vez mais empresas (Coimbra 2013).
Existem duas formas distintas de melhoria: kaizen e inovação. A primeira representa um processo gradual de melhoria contínua com foco principal na eliminação de desperdício, ou seja tudo o que não acrescenta valor. Por outro lado, a inovação decorre da necessidade de mudanças repentinas, estão normalmente associadas a pouca solidez, e que acarretam sempre grandes investimentos (Pinto 2009).
Tal como já foi referido, o envolvimento de todos os colaboradores é fundamental para o funcionamento deste tipo de filosofia. De acordo com Eiji Toyoda, ex-presidente da Toyota, os operários japoneses propõem 1.5 milhões de sugestões anualmente e 95% delas são postas em prática. É assim notório o interesse comum por melhorar constantemente e a importância da implementação de um programa de sugestões numa empresa (Imai 1994).
2.3.5 Just-in-Time
Nos dias que correm não faz sentido falar-se em Lean sem mencionar o conceito just-in-time (JIT). Este é um pilar fundamental do Toyota Production System e é provavelmente o elemento da gestão industrial mais estudado na era moderna (Ghinato 1996). De modo sucinto pode dizer-se que JIT significa disponibilizar o produto certo, no lugar certo, na quantidade certa e na hora certa, ao contrário da abordagem tradicional de produzir mesmo que não haja necessidade
(just-in-case). As características principais do JIT são trabalhar com base no pull system (produção
puxada) com recurso frequente ao kanban, bem como o constante nivelamento da produção. Por outras palavras, o material só é solicitado quando é necessária a sua utilização (Pinto 2009). No sistema just-in-time não é admissível a utilização de stocks e outros artifícios para camuflar problemas existentes. Ao contrário dos sistemas tradicionais, procura-se colocar sistematicamente a hipótese de possíveis melhorias no processo e consequentemente efetuar alterações internas por forma a localizar e corrigir os problemas. De acordo com Jefferey, esta técnica permite eliminar consideravelmente diferentes formas de desperdício, obtendo-se ganhos ao nível da qualidade, flexibilidade, taxas de produtividade mais elevadas, área livre no chão de fábrica e redução de stocks (Liker 2005).
2.3.6 Jidoka
Jidoka é o segundo pilar da “casa” TPS e consiste em parar um processo quando há evidências
de um problema de modo a que este seja corrigido de imediato e não fique camuflado. De acordo com Alex Warren, no caso concreto das máquinas procura-se implementar sistemas de deteção automática de anomalias e paragem imediata da máquina. No que às pessoas diz respeito, Warren refere que deve ser dada autonomia e responsabilidade de parar uma linha produtiva quando identificam um problema de qualidade, mediante o uso de botões ou cabos de acionamento (“andon cords”) (Liker 2005).
Shigeo Shingo desenvolveu este conceito ao afirmar ser possível obter uma produção com zero defeitos e ainda efetuar uma verificação total dos componentes a um custo acessível (Dennis 2007). No fundo, este método de controlo de qualidade procura eliminar a ocorrência de defeitos com base na identificação e análise das causas. Por conseguinte, existem quatro pontos fundamentais que devem ser tidos em consideração, são eles (Ghinato 1996):
1. Com vista a executar uma inspeção de carácter preventivo, esta deve ser realizada na fonte. Assim, o controlo é aplicado na origem em vez de incidir sobre o produto final; 2. Deve ser feita uma inspeção total, ou seja 100%, ao invés da tradicional verificação por
amostragem;
3. O tempo decorrido desde a deteção do problema até à atuação deve ser o menor possível;
4. É necessário ter consciência de que todo o ser humano comete erros. Como tal, sempre que possível deve-se recorrer a dispositivos Poka-Yoke (anti-erro).
2.3.7 Heijunka
Heijunka é um conceito de nivelamento da produção e significa, em japonês, tornar estável.
Pretende relacionar a procura de médio/longo prazo com o planeamento da produção mediante a programação de operações de acordo com um padrão repetitivo e de curta duração.
O objetivo principal é tornar um sistema de produção o mais flexível possível, estando assim diretamente relacionado com os tempos de setup. Desta forma o impacto de um imprevisto será menor, a capacidade de fabrico de diferentes componentes mantem-se constante, e simultaneamente garante-se um fluxo contínuo, baixos níveis de stock bem como o nivelamento da procura de recursos de abastecimento da produção. Para além disto, mostra-se benéfico para os operadores na medida em que não estão a realizar tarefas repetitivas durante longos períodos de tempo, reduzindo assim o número de defeitos com base no cansaço e saturação (Liker 2005). Na elaboração do planeamento, deve ter-se em conta o pitch time, o qual relaciona o takt time com a capacidade do contentor por minuto. Desta forma evita-se a produção de quantidades que não sejam múltiplas do tamanho do contentor e a acumulação de stock desnecessário (Pinto 2009).
2.3.8 Gestão visual
A gestão visual, também designada como controlo visual, consiste na apresentação da informação de forma clara e estruturada de modo a aumentar a eficiência e eficácia das operações bem como permitir tomadas de decisões lógicas e intuitivas. Os sinais visuais podem ter formas tão distintas como marcas pintadas no chão, semáforos, cartões kanban, quadros TRS, fichas de informação ou sinais de segurança disponíveis nas paredes ou máquinas, etc.. (Pinto 2009). Estudos realizados pelo Kaizen Institute indicam que a informação visual é interiorizada cerca de 5 a 6 vezes mais rapidamente do que a informação oral. Como tal é necessário investir no controlo visual por forma a evitar erros de interpretação e perdas de tempo na transmissão da informação. A implementação dos 5’s, tema que será abordado mais adiante, apresenta-se como uma ferramenta importante para o desenvolvimento deste processo (Coimbra 2013).
2.3.9 Standardized Work
A normalização do trabalho permite reduzir a variabilidade dos processos produtivos o que por sua vez se traduz numa maior previsibilidade e menores custos. Este parâmetro assenta então num princípio simples de que todos devem realizar uma tarefa de forma semelhante, utilizando o mesmo tipo de ferramentas e tendo por base a mesma sequência de operações. Não obstante, prende-se ainda com uma questão essencial que é a segurança, pois promove a redução de
movimentos perigosos e o correto uso da maquinaria. Segundo Jeffery, “Using standardization
at Toyota is the Foundation for continuous improvement, innovation and employee growth.”
(Pinto 2009, Liker 2005). É comum o recurso ao ciclo SDCA (standardize, do, check, act) em simultâneo com o ciclo de melhoria continua PDCA (onde o “P” significa plan). (Pinto 2009).
2.4 Ferramentas
2.4.1 SMED
A sigla SMED, cujo significado é Single Minute Exchange of Die, diz respeito a uma metodologia desenvolvida por Shiego Shingo para análise e redução do tempo de preparação, troca e afinação de máquinas e ferramentas, ou seja diminuição do tempo de setup. Apesar da tradução literal da sigla ser “troca de ferramenta num minuto”, em Portugal e mais concretamente na Simoldes Plásticos este conceito é conhecido por ter como objetivo uma mudança de produção de componentes ou serviço em menos de 10 minutos. Pode dizer-se que este método, também conhecido como Quick Changeover, pretende intervir sobre o tempo que decorre entre o fabrico da última peça boa produzida do lote anterior até à primeira peça boa do lote seguinte. A aplicação do SMED tem por objetivo aumentar a flexibilidade da produção com vista a reduzir o Lead Time, o tamanho do lote económico (mediante o aumento do rendimento operacional-RO) e consequentemente o custo de fabrico, mantendo os níveis de qualidade. A título de exemplo, caso se pretenda obter um RO mínimo de 90% e tendo um tempo de setup de 1 hora, isto significa que é necessário produzir 9 horas seguidas. No entanto, para o mesmo objetivo (RO de 90%), se o tempo de setup for de 30 minutos o período de fabrico necessário é reduzido para apenas 4 horas e meia.
A implementação desta metodologia requer a compreensão prévia da existência de duas atividades distintas: internas e externas, sendo que o primeiro tipo se refere às operações que só podem ser realizadas quando a máquina está parada, e o segundo às que podem ser feitas em simultâneo com a máquina em funcionamento. Esta metodologia está essencialmente dividida em 5 etapas, as quais podem ser visualizadas na Figura 4. A primeira etapa consiste em filmar o processo de mudança de produção da máquina a fim de identificar, descrever e quantificar os tempos de todas as tarefas discriminando as atividades internas e externas. Na segunda etapa deve-se separar as atividades de acordo com a distinção feita anteriormente. Na etapa seguinte procura-se converter o trabalho interno em externo, mediante ações de pré-montagem ou afinações prévias, no sentido de diminuir o tempo de paragem da máquina. O quarto passo baseia-se na redução das atividades internas através da eliminação de ajustes, atribuição de trabalho em “paralelo” e simplificação de algumas tarefas. Por fim, na quinta etapa, o objetivo é reduzir o trabalho externo, promovendo um maior apoio logístico à mudança bem como a manutenção do equipamento (Sugai and Macintosh 2007).
Figura 4 - Etapas da metodologia SMED (Simoldes 2010).
2.4.2 5S
Hoje em dia, os 5’s apresentam-se como uma “ferramenta” indispensável a qualquer empresa que tencione atingir patamares de excelência e estar envolvida num processo de melhoria contínua. Esta metodologia tem origem em cinco palavras japonesas começadas pela letra “S”, são elas (Liker 2005):
Seiri (triar/eliminar): Nesta fase procura-se separar o útil do que é desnecessário e
posteriormente eliminar este último. Assim, rentabiliza-se o espaço disponível, facilita-se o acesso aos utensílios realmente necessários e reforça-se a segurança.
Seiton (organizar/arrumar): O objetivo é alocar cada material ao seu respetivo local e
identificar/etiquetar devidamente cada um desses objetos. Desta forma reduz-se o número de movimentações necessárias no acesso aos mesmos e minimiza-se o tempo despendido na sua procura.
Seiso (limpar): Idealmente é eliminado todo o tipo de sujidade e pinta-se o solo de branco por
forma a transformar o ambiente de trabalho num local limpo e seguro, e permitir identificar avarias do tipo de derrames de óleos, etc.
Seiketsu (normalizar/padronizar): Procura-se estender as boas práticas implementadas a todos
os sectores para que sejam devidamente interiorizadas as alterações levadas a cabo e usada a mesma nomenclatura entre todos, facilitando deste modo a comunicação.
Shitsuke (Disciplina/rigor): Visa a continuidade da aplicação dos quatro passos iniciais, não só
com o intuito de fomentar a melhoria contínua como também não “deitar por terra” o que já foi atingido.
2.4.3 Sistema Kanban
Tal como já foi mencionado anteriormente, o termo kanban, designação em japonês para cartão de instruções, está associado ao pull system e funciona num ambiente JIT. Ao contrário do push
system, em que é necessária uma previsão da procura e com isso a existência de inventário por
precaução, o pull system com base neste sinal visual permite o fornecimento de componentes quando estes são de facto necessários. Sumariamente, o kanban é usado para controlar o fluxo de materiais, pessoas e informação. Os tipos de kanbans mais comuns são os de produção ou de logística, podendo em ambas as situações corresponder a um lote de peças ou a um único componente. No primeiro caso serve para autorizar a produção de um determinado produto numa quantidade pré-definida, já o kanban logístico autoriza a movimentação de material pela fábrica (Jacobs and Chase 2010).
2.4.4 5W
A ferramenta 5W, five why’s (cinco porquês), destina-se a fazer uma análise da causa/raiz de um problema. O conceito é bastante simples e a sua aplicação consiste em inicialmente identificar o problema, em seguida colocar a questão “porquê aconteceu” e posteriormente responder à pergunta enunciando as causas. Este sistema de interrogação-resposta deve ser realizado cinco vezes e a fim de encontrar uma solução para resolver o incidente. É ainda de salientar que para a mesma questão podem surgir várias justificações, pelo que deverão ser ordenadas segundo uma ordem de importância decrescente de modo que a intervenção comece sempre pela causa mais severa (Pinto 2009).
2.4.5 Poka Yoke
O Poka Yoke, tal como já foi referido, está associado à análise da qualidade. A palavra “Poka” significa erro por negligência ou descuido, e “Yoke” remete para prevenção. Poka Yoke, ou sistema anti-erro como é habitualmente designado em Portugal, não é mais do que um tipo de ferramenta que visa prevenir ou detetar a ocorrência dos erros mais comuns que dão origem a defeitos (Shingo 1986).
Existem dois tipos de métodos, de prevenção ou aviso/deteção, sendo que os métodos de prevenção podem ainda ser divididos em três categorias: controlo (correção automática do problema), paragem (o equipamento para o processo na presença de um erro), e fatores humanos (checklists, cores, símbolos, sons, etc). Os erros mais comuns, por ordem de importância, sobre os quais estes dispositivos pretendem ter influência são: não completar todas as etapas de um processo; erros de processamento; componentes em falta; troca de peças; processamento de peças erradas; falhas de máquina; má introdução de parâmetros; setups incorretos; e preparação incorreta de ferramentas (Dennis 2007, Shingo 1986).
2.4.6 Ciclo PDCA
O ciclo PDCA, também conhecido como ciclo de Deming, é uma ferramenta de melhoria contínua que permite às empresas atingirem estados de maior desempenho e sustentabilidade. O objetivo é então impedir a estagnação dos processos e alcançar um estado de perfeição; para tal é necessária a implementação sistemática deste ciclo. Cada termo da sigla PDCA é, em seguida, descrito sequencialmente (Dennis 2007, Pinto 2009):
Plan – Consiste em identificar o problema e as suas causas, através de uma análise 5w,
fazer um brainstorming e traçar um objetivo tendo por base uma análise das eventuais repercussões e custos. Esta deve ser a fase mais longa do processo, correspondendo a 50% do tempo do ciclo PDCA;
Do – Representa cerca de 15% do tempo do ciclo e significa atuar sobre as causas
identificadas como sendo a raiz do problema através da realização das tarefas descritas no plano de ação. Esta etapa deve ser acompanhada de um diagrama causa efeito;
Check – Tem aproximadamente o mesmo peso ocupacional da fase anterior. Destina-se
a verificar e avaliar os resultados obtidos e confrontá-los com os objetivos traçados;
Act – Mediante as avaliações anteriores, pretende-se corrigir/aperfeiçoar eventuais
falhas e estabilizar e uniformizar, sendo que deve corresponder a 20% do tempo total. Tal como é visível na Figura 5, é expectável que se observe uma certa instabilidade no processo após a fase de implementação, sendo que não se deve iniciar um novo ciclo PDCA sem que a melhoria implementada esteja estável. Posto isto, tal como já foi referido anteriormente, deve-se aliar o uso do ciclo PDCA com o SDCA para reduzir a variabilidade de um determinado processo (Dennis 2007, Pinto 2009).
2.4.7 VSM
Os conceitos de fluxo de valor foram introduzidos por Michael Porter, em Competitive
Advantage 1985 (Pinto 2009). No entanto, foi Mike Rother que desenvolveu em 1999 o Value Stream Mapping – VSM, em português mapeamento do fluxo de valor (Coimbra 2013). Esta
metodologia, à qual a Toyota designa por Material and Information Flow Diagram, destina-se a apresentar o estado atual da cadeia de valor para posteriormente se projetar um estado futuro melhor, tendo em conta todas as atividades realizadas desde o fornecedor até ao utilizador final com o objetivo de eliminar desperdício e agregar valor. A grande mais-valia desta ferramenta é identificar uma gama muito abrangente de desperdício, que não seria possível se se observasse os processos individualmente (Lee and Snyder 2006, Pinto 2009).
O mapeamento de valor pode envolver dois grupos kaizen: de fluxo, que se foca no fluxo de material e informação, ou do processo, que diz respeito à eliminação dos 7 tipos de Muda. Ambos são necessários e estão relacionados, pelo que a melhoria de um implica a do outro. Existem ainda vários graus de mapeamento tais como “door-to-door” (dentro de uma fábrica), de diversas fábricas, ou várias empresas, sendo que a sua complexidade aumenta progressivamente (Rother and Harris 2001).
Como é visível na Figura 6, o mapeamento do fluxo de valor segue várias etapas. Inicialmente deve-se determinar a família de produtos sobre a qual se pretende intervir, isto é produtos que têm processos semelhantes ou requerem os mesmos equipamentos. A seleção destes grupos foca primeiramente locais de maior impacto financeiro, processos bem conhecidos e onde a probabilidade de sucesso é elevada, bem como cadeias de valor onde o produto viaja longas distâncias ou sofre múltiplas etapas de processamento. Seguidamente é feita uma recolha de dados do chão de fábrica com vista a desenhar-se o estado atual. Nesta fase será possível vislumbrar os desperdícios com maior impacto, os quais serão considerados pontos críticos. Posteriormente é idealizado um estado futuro, o qual deve ser discutido e analisado com um grupo kaizen (formado por todos os envolvidos no processo), que pretenda eliminar ou minimizar os pontos que não acrescentam valor tendo por base um conjunto alargado de conceitos Lean já abordados. Por fim deve ser traçado um plano de ações para implementação do estado futuro, aliando o ciclo PDCA com o SDCA. Esta fase de implementação requer um acompanhamento intensivo nos primeiros dias pois podem ser necessários alguns ajustes ao que foi definido. Convém ainda realçar que para existir melhoria contínua, o processo descrito deve ser iterativo, ou seja uma vez concluído/implementado o estado futuro traçado um novo estado futuro deve ser planeado (Silva 2010).
Cada caso é um caso, e como tal o objetivo deve ser atingir o melhor resultado possível e projetar um VSM que corresponda às necessidades operacionais. No entanto, há 7 conceitos que necessitam de estar presentes: gerar flexibilidade, encurtar o lead-time, conectar processos, privilegiar o fluxo contínuo, simplificar o fluxo de informação, estar ciente das exigências do cliente e definir um “tambor” (marcador de ritmo) do processo (Liker and Meier 2006). A elaboração de um VSM requer um conhecimento prévio de alguns símbolos, os quais podem ser consultados mais detalhadamente no ANEXO A.
2.5 Métricas associadas ao VSM
O principal indicador do Value Stream Mapping é o lead-time, no entanto existem várias métricas associadas à análise de fluxo e que serão brevemente abordadas neste tópico (Rother and Shook 2003).
Tempo de Ciclo (Tc)
Corresponde à frequência com que uma peça é finalizada no processo, e é sempre definido pela operação mais lenta do processo (bottleneck). No caso de uma máquina considera-se o período de tempo decorrido desde a libertação de uma peça até à libertação da seguinte (Rother and Harris 2001).
Takt-Time (TT)
Este parâmetro pretende sincronizar o ritmo de produção com o ritmo de vendas (procura), e é obtido pela seguinte equação:
𝑇𝑇 =𝑇𝐴 − 𝑇𝑃𝑃
𝑃𝐶 (2.1)
Onde:
TT – Takt-Time [s/produto] TA – Tempo de Abertura [s]
TPP – Tempo de Paragens Programadas [s] PC – Procura do Cliente [nº de produtos]
Lead Time
É o tempo que uma peça leva a percorrer todo o fluxo de valor, desde a entrada de matéria-prima até à saída do produto final. Ou seja, é contabilizado o tempo de processamento bem como de armazenamento de stocks intermédios e finais (Rother and Shook 2003).
Overall Equipment Effectiveness (OEE)
Este indicador, também designado por rendimento operacional (RO), avalia o desempenho de um determinado equipamento ou processo. Tem por base o tempo de abertura planeado e é afetado por três parâmetros:
Disponibilidade (RU) – Tempo em que o equipamento esteve realmente disponível
(tempo de abertura efetivo), o qual corresponde ao tempo de abertura planeado menos o tempo de perdas por disponibilidade (avarias, mudanças de produto, falta de abastecimento de componentes, etc) sobre o tempo de abertura planeado.
Performance (RQt) – Indica o tempo que o processo esteve a operar à velocidade
padrão (tempo de produção), e é calculado subtraindo ao tempo de abertura efetivo as perdas de velocidade, sobre o tempo de abertura efetivo.
Qualidade (RQl) – Representa o tempo efetivo de produção, isto é o tempo em que
foram produzidas unidades bem à primeira. Calcula-se através da subtração do tempo de produção pelo tempo de perdas por qualidade, sobre o tempo de produção (Silva 2010).
Figura 7 - Quadro ilustrativo do OEE (BPS 2004).
Tempo de Ciclo Planeado (TCP)
No caso de só se produzir um único componente por posto de trabalho, o TCP deve ser obtido pelo produto do Takt-Time pelo OEE. Como na realidade não é isto que acontece, maior parte das vezes é calculado tendo por base o tempo máximo de ocupação dos operadores envolvidos e o seu rendimento operacional (RO) (Silva 2010).
Tempo de Ocupação (TO)
Diz respeito ao tempo que leva a realizar uma única tarefa ou um conjunto de operações.
Tempo de Valor Acrescentado (TVA)
Corresponde ao tempo despendido em operações que acrescentam valor ao produto, ou seja, que o cliente está disposto a pagar (Rother and Shook 2003).
Ocupação Mensal da Máquina/Posto
Traduz o tempo, em dias, que uma máquina ou posto estará ocupada para que seja possível satisfazer a procura mensal do cliente. No entanto, quando se diz que a ocupação é de X dias/mês, não significa que a produção seja de X dias contínuos mas sim que o total de dias que a máquina/célula de trabalho estará ocupada a produzir esse produto corresponde a X dias. Este parâmetro é calculado da seguinte forma:
𝑂𝑀𝑀 = 𝑃𝐷 × 𝑇𝑐 × 𝑛𝑑𝑚
𝑠𝑑ℎ × ℎ𝑝𝑡 × 𝑛𝑡𝑑 (2.2)
Onde:
OMM – Ocupação Mensal da Máquina/Posto [dias/mês] PD – Procura Diária [nº de produtos/dia]
Tc – Tempo de ciclo [s]
ndm – Número de dias de trabalho num mês [normalmente 22 dias] sdh – Segundos de uma hora [3600 s]
hdp – Horas de produção por turno [7h] ntd – Número de turnos por dia
Necessidade Mensal de Mão-de-Obra Direta
Sabendo o número de operadores alocados a cada processo e a ocupação mensal de uma máquina é possível determinar a necessidade mensal de MOD (mão-de-obra direta). Este parâmetro é essencial para a gestão dos recursos humanos de uma fábrica e para cálculo dos custos ou ganhos associados a um processo. A equação que se segue indica como se calcula o parâmetro em questão.
𝑁𝑀𝑀𝑂𝐷 = 𝑛𝑜 × 𝑛𝑡𝑑 ×𝑂𝑀𝑀
𝑛𝑑𝑚 (2.3)
Onde:
NMMOD – Necessidade Mensal de MOD [MOD/mês] no – Nº de operadores alocados a um processo
ntd – Número de turnos por dia
OMM – Ocupação Mensal da Máquina (dias/mês)
3 Introdução aos casos de estudo
Durante a preparação da presente dissertação de mestrado, que foi realizada em ambiente empresarial, foram considerados três casos de estudo conducentes à otimização de processos de linhas de produção.
Neste capítulo, é feita inicialmente uma breve introdução com informações gerais, transversais aos três casos de estudo que são apresentados. Posteriormente, é explicada a escolha destas famílias de produtos. Para cada um dos processos em concreto é exposta uma análise detalhada da sua situação atual. Esta fase envolve: a descrição da peça a ser fabricada e dos dados de entrada; a discriminação das operações de fabrico envolvidas assim como os respetivos tempos; a apresentação do layout, do fluxo de materiais e referência a problemas específicos.
Informações gerais
Os diferentes casos envolvem a análise do processo de injeção e/ou de montagem de componentes. Assim sendo, mostra-se relevante referenciar o modo operatório destes setores bem como a sua localização dentro da fábrica, cujo layout se encontra disponível no ANEXO B.
Relativamente às máquinas de injeção, estas trabalham 24 horas por dia, durante 22 dias por mês, pois são equipamentos muito dispendiosos e como tal carecem de uma rentabilização rápida do seu investimento. Um dia de trabalho integra 3 turnos de 8 horas cada, sendo que são feitas rendições nos períodos de pausa dos operários de modo a que não hajam paragens por falta de MOD.
Por sua vez, a linha de montagem funciona com um 1 turno de 8 horas (em que apenas 7 horas são de produção), durante um período de 22 dias por mês. No entanto, excecionalmente, processos mais críticos dispõem de mais turnos de produção.
Família de Produtos
Foram analisados um total de 16 processos, os quais foram selecionados pelo impacto financeiro que representam, e agrupados de acordo com os equipamentos que utilizam. Isto dividiu a área de atuação em três grupos: peças cujo fabrico requer um elevado número de operadores, produtos com elevados volumes de vendas e componentes que têm longas cadeias de fluxo. Uma vez que não é possível abordar todos estes casos no presente documento, a escolha dos três processos que são agora apresentados baseou-se no facto de terem resultados mais significativos em termos monetários.
Metodologia
Com o intuito de identificar desperdícios e promover a melhoria contínua, foi usado o value
stream mapping como principal ferramenta para análise dos processos. Desta forma, é possível
ter uma visão pormenorizada de cada operação com vista a assinalar pontos críticos e simultaneamente obter uma perspetiva global de toda a cadeia de fluxo, desde o fornecedor até ao cliente final.
Tal como foi descrito no capítulo anterior, a metodologia seguida consistiu em recolher informação sobre os dados de entrada de cada produto e identificar exigências do cliente. Posteriormente, recorrendo a filmagens, enumeraram-se as tarefas de cada operador e os respetivos tempos. É feito ainda um registo das quantidades de material armazenado e dos seus fluxos logísticos. Por fim, com base em toda a informação recolhida, esboça-se o estado atual.
3.1 1º Caso em análise Descrição da Peça
A peça sobre a qual recai a seguinte análise corresponde a um pilar B inferior, o qual se situa tanto no lado esquerdo do banco do condutor como no lado oposto do carro. Esta tem uma função meramente estética e é feita à base de PP/PE podendo assumir diferentes tonalidades, mediante o corante utilizado na matéria-prima. Posto isto, é notória a importância do aspeto exterior, controlo dimensional e ainda a montagem correta de todos os acessórios para possibilitar um encaixe correto desta peça sem que posteriormente se verifiquem ruídos. Por fim, convém salientar que esta análise envolve tanto o processo de injeção como a linha de montagem.
Figura 8 - Peça associada ao molde 6708.
Mapeamento do estado atual
O mapeamento, apresentado na Figura 9 e disponível no ANEXO C, inicia-se com os dados de entrada (presentes no canto superior direito do VSM) enviados pelo cliente para o sistema informático de gestão de encomendas da Simoldes (XPPS). Esta informação contém previsões da procura a 6 meses bem como pedidos firmes semanalmente. Neste caso em concreto, a solicitação mensal é de 9454 carros, o que se traduz em 18908 peças pois cada carro necessita de um conjunto de peças, esquerda e direita.
Figura 9 - Aspeto do VSM do estado atual da produção associada ao molde 6708.
O XPPS trata estes dados por forma a encomendar aos fornecedores a matéria-prima e os componentes necessários. Em simultâneo, o MRP transmite a informação aos módulos de produção que por sua vez emitem ordens de fabrico para as máquinas de injeção ou postos de montagem.
O fluxo de valor começa com o armazenamento da matéria-prima e componentes durante um período de 5 dias que é puxado pela ordem de fabrico entregue ao módulo de injeção. A produção desta peça pode ser feita nas máquinas 1500 XIII e 1000 IV, onde está presente um operador responsável por realizar uma série de tarefas. Na Tabela 1 e Tabela 2 apresentam-se respetivamente os parâmetros de entrada deste processo e a sequência de operações com os tempos efetuados pelo trabalhador. Convém salientar que tendo o molde em questão duas cavidades, a cada injeção obtém-se uma peça esquerda e direita pelo que o número de injeções necessárias é igual ao número de carros pedidos por mês.
Tabela 1 - Descrição dos parâmetros de entrada do processo de injeção - estado atual - molde 6708.
Máquina de injeção 1500 XIII / 1000 IV
Molde 6708
Nº de cavidades do molde 2 (Esq. + Dir.)
Tempo de ciclo [s] 60
Nº de MOD no processo 1
Nº de turnos 3
Nº de injeções/mês 9454
Ocupação Mensal da Máquina [dias/mês] 6,57 Necessidade Mensal de MOD [MOD/mês] 0,9
Tabela 2 - Descrição das tarefas realizadas pelo operador da máquina de injeção e os respetivos tempos [s] – estado atual - molde 6708.
Operador_1 da máquina de injeção Peça de A…Z
Pega peça direita e analisa qualidade 3’’
Corta gito 6’’ Marca incompleto 2’’ Ensaca peça 7’’ Embala peça 5’’ Cola rótulo 1’’ Troca embalagem 2’’
Repete operações na peça esquerda 26’’
Tempo de ciclo (Tc) 60’’
Tempo de ocupação (To) 52’’
Tempo de valor acrescentado (TVA) 48’’
Após ter sofrido todas as operações de processamento descritas anteriormente, a peça é colocada numa embalagem, a qual é posteriormente inserida num lote. Cada lote transporta 4 embalagens que por sua vez acomodam 14 peças. Uma vez finalizado o lote, este segue num comboio logístico para ser armazenado durante 3 dias como código interno. É de salientar que este stock não corresponde ao lote económico, ou seja há quantidade mínima que deve ser produzida sempre que o molde entra em funcionamento para que o rendimento operacional da máquina não baixe dos 90%.
O supermercado, localizado próximo da linha de montagem, sustem um stock de 8 horas com o intuito de promover um rápido abastecimento à produção e assim permitir operar num ambiente just-in-time. Desta forma, quando é emitida uma ordem de fabrico para a linha de montagem, é puxado material do supermercado, que por sua vez irá puxar material do armazém em igual quantidade.
Na Tabela 3 é possível observar os parâmetros de entrada referentes à montagem de componentes e acabamento final da peça em questão. Já na Tabela 4 estão discriminadas as operações de processamento, realizadas no posto 19 da linha de montagem, bem como os seus respetivos tempos.
Tabela 3 – Descrição dos parâmetros de entrada do processo da linha de montagem – estado atual molde 6708.
Linha de montagem Posto 19
Molde 6708
Tempo de ciclo [s] 42
Nº de MOD no processo 1
Nº de turnos 2
Nº de peças/mês 18908
Ocupação Mensal do Posto [dias/mês] 15,80 Necessidade Mensal de MOD [MOD/mês] 1,44
Takt Time [s/peça] 58,60
Tabela 4 - Descrição das tarefas realizadas pelo operador da linha de montagem e os respetivos tempos [s] – estado atual molde 6708
Operador_1 da linha de montagem Peça de A…Z
Abastece o periférico 10’’
Pega peça direita e desensaca 5’’
Passa calor 6’’
Posiciona peça no periférico 2’’
Aciona o periférico 2’’
Retira peça e analisa qualidade 4’’
Ensaca peça 3’’
Embala peça 2’’
Cola rótulo 1’’
Troca embalagem 2’’
Tempo de ciclo (Tc) 42’’
Tempo de ocupação (To) 37’’
Tempo de valor acrescentado (TVA) 18’’
Após a realização de todas as tarefas descritas, o lote da peça em questão é colocado no armazém, com o código final, onde permanecerá por um período de 3 dias como stock de segurança até ser expedido para o cliente.
Por questões de qualidade, as embalagens provenientes da injeção têm menos duas unidades que as embalagens finais. Isto deve-se ao facto do tempo decorrido desde que uma peça é retirada do molde até ser embalada não ser suficiente para um arrefecimento total da mesma, como tal as peças colocadas numa posição mais inferior da embalagem estão sujeitas a deformarem por ação do peso exercido pelas restantes.
2 3 2 2 2 2
