UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
ESCOLA DE ENGENHARIA
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
EDUARDO BARBOSA FERREIRA
AUMENTO DE CAPACIDADE EM LINHA GARGALO ATRAVÉS DA APLICAÇÃO DE FERRAMENTAS LEAN: UM ESTUDO DE CASO EM INDÚSTRIA DE
TUBULAÇÕES FLEXÍVEIS.
NITERÓI, RJ 2020
EDUARDO BARBOSA FERREIRA
AUMENTO DE CAPACIDADE EM LINHA GARGALO ATRAVÉS DA APLICAÇÃO DE FERRAMENTAS LEAN: UM ESTUDO DE CASO EM INDÚSTRIA DE
TUBULAÇÕES FLEXÍVEIS.
Projeto Final apresentado ao curso de Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial para obtenção do Grau de Engenheiro de Produção.
Orientador:
PROF. JOSÉ RODRIGUES DE FARIAS FILHO
Niterói, RJ 2020
EDUARDO BARBOSA FERREIRA
AUMENTO DE CAPACIDADE EM LINHA GARGALO ATRAVÉS DA APLICAÇÃO DE FERRAMENTAS LEAN: UM ESTUDO DE CASO EM INDÚSTRIA DE
TUBULAÇÕES FLEXÍVEIS.
Projeto Final apresentado ao curso de Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial para obtenção do Grau de Engenheiro de Produção.
Aprovado em __ de ________ de ____.
BANCA EXAMINADORA
_____________________________________________ Professor José Rodrigues de Farias Filho (Orientador)
_____________________________________________ Professor Helder Gomes Costa
_____________________________________________ Professor Ruben Huamanchumo Gutierrez
Niterói, RJ 2020
Aos meus pais, pelo amor incondicional e por estarem sempre presentes.
AGRADECIMENTOS
Gostaria de agradecer à minha família, pelo carinho, apoio e pela paciência durante minha jornada como estudante universitário. À minha mãe Claudia, pelo exemplo de força e superação que ela representa e por todo o amor e carinho. Ao meu pai Wagner, por todo o suporte e proteção. Ao meu irmão Vinícius, pela parceria e inspiração. Também gostaria de agradecer especialmente à minha namorada Ana Laura, por ser sinônimo de felicidade em minha vida. Pelo amor, companheirismo e por me ensinar a cada dia como ser uma pessoa melhor.
Agradeço também a todos que que participaram direta e indiretamente dessa conquista. Aos meus amigos Victor, Lucas e Matheus por compartilharem comigo uma vida de crescimento e aprendizado, de alegrias e angústias. Aos meus mentores Luiz e Dasaiev, por me ensinarem a dar os primeiros passos no mercado de trabalho de forma irreverente e pouco convencional. Aos meus parceiros de trabalho Aurecy e André, por me ensinarem conceitos fundamentais aplicados neste trabalho e por me desenvolverem em aspectos essenciais para me tornar o profissional que sou hoje. Por fim, um agradecimento especial ao professor José Rodrigues por me orientar com excelência durante este trabalho e também a todos os professores que puderam compartilhar comigo um pouquinho de seus conhecimentos durante minha formação na UFF.
RESUMO
O presente trabalho possui como principal objetivo apresentar um estudo sobre a aplicação da filosofia Lean e suas ferramentas de melhoria contínua na análise e proposição de soluções para o aumento da capacidade em uma linha gargalo. Para tal, foi realizado um estudo em uma indústria multinacional fabricante de tubulações flexíveis para exploração de óleo e gás, localizada na cidade de Niterói. O conceito principal utilizado para alcançar o objetivo proposto foi o de redução de desperdícios, guiado pelo modelo da “casa” do sistema Toyota de produção, com foco na base do modelo, que é representada por iniciativas que buscam dar estabilidade aos processos, como o nivelamento de produção, a melhoria contínua e o trabalho padronizado. O trabalho foi estruturado de forma a inicialmente familiarizar o leitor com os conceitos e ferramentas da filosofia Lean, para então apresentar o estudo de caso, que é iniciado com a descoberta de que a demanda de produção para os terceiro e quarto trimestres de 2020 não seriam atendidas caso não houvesse aumento de capacidade na linha gargalo. Após esta constatação, foram aplicadas ferramentas de análise e solução de problemas e propostas melhorias como deslocamento de mão de obra, modificação da configuração da matéria prima, transformação de setup interno em setup externo e repadronização de atividades. O objetivo a ser alcançado era obter um aumento de 15% na capacidade de produção da linha. Após a implementação das melhorias, a meta foi ultrapassada e a linha passou a ter uma capacidade de produção 25,7% maior.
ABSTRACT
The main objective of this work is to present a study on the application of Lean philosophy and its tools for continuous improvement in the analysis and proposition of solutions for increasing capacity in a bottleneck line. To make this happen, a study was carried out in a multinational manufacturer of flexible pipes for oil and gas exploration, located in the city of Niterói. The main concept used to achieve the proposed objective was the reduction of waste, guided by the Toyota production system's “home” model, with a focus on the base of the model, which is represented by initiatives that seek to provide stability to processes, such as the leveling production, continuous improvement and standardized work. The work was structured in order to initially familiarize the reader with the concepts and tools of the Lean philosophy, and then present the case study, which begins with the discovery that the production demand for the third and fourth quarters of 2020 would not be attended if there was no capacity increase in the bottleneck line. After this observation, analysis and problem solving tools were applied and improvements were proposed, such as displacement of labor, modification of the configuration of the raw material, transformation of internal setup into external setup and re-standardization of activities. The objective to be achieved was to obtain a 15% increase in the production capacity of the line. After implementing the improvements, the target was exceeded and the line started to have a production capacity of 25.7% greater.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Evolução do Preço do Petróleo...12
Quadro 1 – Resumo até o problema...15
Quadro 2 – Resumo até o objetivo geral...16
Quadro 3 – Resumo até os objetivos específicos...17
Quadro 4 – Resumo até questões...18
Figura 2 – “Casa” do Sistema Toyota de Produção...22
Figura 3 – Símbolos para fluxogramas...28
Figura 4 – Etapas para elaboração do mapeamento do fluxo de valor...29
Figura 5 – Ciclo PDCA...30
Figura 6 – Modelo de um relatório A3...31
Figura 7 – Diagrama de Ishikawa...33
Figura 8 – VSM...41
Figura 9 – Fluxo de setup...44
Figura 10 – TCTP do setup original...45
Figura 11 – TCTP do setup proposto...46
Figura 12 – Foto do suporte para TCTP...47
Figura 13 – Foto do novo quadro de ferramentas...48
Figura 14 – Foto do novo quadro de chapas guia...48
Figura 15 – Foto do novo local demarcado para caçambas...49
Figura 16 – Foto dos novos padrões visuais...50
Figura 17 – Primeiro esboço do relatório A3...51
Figura 18 – Diagrama de Ishikawa do problema...52
Figura 19 – Matriz de priorização...54
Figura 20 – Gráfico de Pareto das ideias...55
Figura 21 – Frentes de trabalho do AWO...55
Figura 22 – Ganhos previstos do AWO...58
Figura 23 – Plano de ações...59
Figura 24 – Relatório A3 completo...60
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AWO – Action Workot JIT – Just In Time
PDCA – Plan, Do, Check, Act
SMED – Single Minute Exchange Of Dies TRF – Troca Rápida De Ferramentas VSM – Value Stream Mapping
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ... 12 1.1. CONTEXTUALIZAÇÃO DO TEMA ... 12 1.2. FORMULAÇÃO DA SITUAÇÃO-PROBLEMA ... 14 1.3. OBJETIVOS ... 15 1.3.1. Objetivo Geral ... 15 1.3.2. Objetivos Específicos ... 16 1.4. QUESTÕES ... 17 1.5. JUSTIFICATIVA DO ESTUDO ... 19 1.6. DELIMITAÇÃO DO ESTUDO ... 19 1.7. ESTRUTURAÇÃO DO ESTUDO ... 20 2. REVISÃO DA LITERATURA ... 21
2.1. LEAN MANUFACTURING E O MODELO TOYOTA ... 21
2.2. PRINCÍPIOS DO LEAN ... 24 2.2.1. Valor ... 24 2.2.2. Fluxo de Valor ... 24 2.2.3. Fluxo Contínuo ... 25 2.2.4. Produção Puxada ... 26 2.2.5. Perfeição ... 27 2.3. FERRAMENTAS DO LEAN ... 27 2.3.1. Mapas de Processos ... 27 2.3.2. Fluxograma ... 28 2.3.3. VSM ... 28 2.3.4. PDCA ... 30 2.3.5. Relatório A3 ... 31
2.3.6. Análise de Causa Raiz ... 32
2.3.6.1. Diagrama de Ishikawa ... 32
2.3.6.2. Diagrama de Pareto ... 33
2.3.7. Troca Rápida de Ferramentas ... 33
2.3.8. Trabalho Padronizado ... 34 2.3.9. 5S ... 35 3. METODOLOGIA ... 37 3.1. ETAPA DESCOBERTA ... 38 3.2. ETAPA IDEAÇÃO ... 38 3.3. ETAPA IMPLEMENTAÇÃO ... 38 3.4. ETAPA RESULTADOS ... 39 4. ESTUDO DE CASO ... 40 4.1. O PROJETO DE PESQUISA ... 40 4.2. A DESCOBERTA ... 41 4.3. A IDEAÇÃO ... 42 4.4. A IMPLEMENTAÇÃO ... 43 4.4.1. Revisão da TRF ... 43 4.4.2. Lean AWO ... 50 4.5. RESULTADOS ... 60 5. CONCLUSÃO ... 64 REFERÊNCIAS ... 66
1. INTRODUÇÃO
1.1. CONTEXTUALIZAÇÃO DO TEMA
A indústria de óleo e gás vive hoje um período desafiador. Após anos de alta lucratividade e domínio do setor de energia, este mercado enfrenta agora uma era de recursos naturais cada vez mais escassos e novos entrantes tecnológicos tomando o espaço de produtos e empresas tradicionais.
De acordo com a International Energy Agency (IEA) (2019), a busca pela redução do consumo de combustíveis fósseis é uma realidade no cenário energético global. A preocupação com aspectos ambientais é presente tanto no âmbito social quanto empresarial. Em sua publicação chamada The World Energy Outlook a IEA afirma que somente a exploração de energia eólica já seria capaz de superar em muito a demanda por energia atual.
Dados atualizados publicados pelo portal de notícias G1 (2020) indicam que no mês de abril de 2020 as reservas de petróleo dos EUA tiveram um aumento de 19,25 milhões de barris, enquanto a demanda do mercado recuou em 30%, o que fez com que o ritmo de queda do preço do petróleo aumentasse. É possível observar a evolução do preço médio do barril do petróleo no gráfico ilustrado na figura 1.
Figura 1: Evolução do preço do petróleo
Apesar deste cenário, a dependência mundial de petróleo ainda é muito grande e empresas do ramo de óleo e gás, que ainda detém o domínio de grande parcela do setor energético, enfrentam o desafio de racionar seus recursos e alinhar sua capacidade produtiva a somente o volume que o mercado pode absorver. Ou seja conduzir uma produção mais enxuta.
Desta forma, frente a um mercado com margens de lucro menores que no passado, conduzir um sistema produtivo enxuto e eficiente pode ser um fator crucial para a sobrevivência e a retomada do crescimento das empresas desse setor.
O conceito de eficiência é definido por Chiavenato (2004, p.155) da seguinte forma:
a eficiência está voltada para a melhor maneira (the best way) pela qual as coisas devem ser feitas ou executadas (métodos) a fim de que os recursos (pessoas, máquinas, matérias-primas) sejam aplicados da forma mais racional possível. A eficiência preocupa-se com os meios, com os métodos e procedimentos mais indicados que precisam ser devidamente planejados e organizados a fim de assegurar a otimização da utilização dos recursos disponíveis.
Esta definição de eficiência defendida por Chiavenato, de fazer mais com os mesmos recursos, foi a base utilizada por Eiji Toyoda e Taiichi Ohno, no Japão pós-guerra de 1950 para criar o Sistema de Produção Toyota, o qual teve seus conceitos e filosofias extrapolados para o que hoje é conhecido como Lean Manufacturing ou Produção Enxuta.
Apesar de muito tempo ter se passado, os ensinamentos da filosofia Lean seguem sendo largamente utilizados até os dias de hoje e, diante do cenário de alta competitividade e margens de lucro cada vez menores encontrados, ferramentas Lean apresentam-se como fonte de vantagem competitiva, pois estas buscam o aumento da margem de lucro através da redução de custos com desperdícios.
Segundo Shingo (1996), para reduzir os desperdícios deve-se adotar o sistema do não-custo. Enquanto grande parte das empresas definem o preço de seu produto como a soma dos custos com o lucro desejado, o sistema do não-custo diz que primeiro o preço é definido e depois então o lucro é dado pelo preço menos os custos. Desta forma, a única maneira da empresa aumentar seus lucros é reduzindo os custos e dando alta prioridade a esta atividade.
Com essa definição, Shingo deixa claro que tão importante quanto entregar um produto de qualidade e que gere valor ao cliente, é de extrema importância buscar eliminar aquilo que não gera valor ao cliente, eliminar desperdícios.
Womack e Jones (1998) afirmam que desperdícios são atividades que consomem recursos porém não criam valor para o cliente e defendem que o valor é sempre definido pelo cliente final e deve ser fornecido através de um bem e/ou serviço que atenda suas necessidades a um preço específico em um momento específico.
Neste contexto, o Lean mostra-se como uma filosofia adequada a ser seguida pela indústria de óleo e gás, criando formas de manter uma produção mais exuta, criando valor ao cliente ao mesmo tempo que elimina desperdícios, reduz custos e aumenta a lucratividade da empresa que segue seus princípios.
1.2. FORMULAÇÃO DA SITUAÇÃO-PROBLEMA
Todo processo produtivo possui etapas críticas nas quais a capacidade de produção é mais lenta do que no resto do processo. Com isso, estas etapas menos eficientes agem como um gargalo e limitam a capacidade produtiva total do sistema.
O gargalo de um sistema produtivo é descrito por Goldratt e Cox (1994) como qualquer recurso que possua uma capacidade igual ou menor que a demanda exigida. Ou seja, a capacidade do recurso gargalo define o tamanho da demanda que pode ser contratada.
Em uma indústria de manufatura de grande porte, detentora de numerosas máquinas, o gargalo produtivo pode ser apenas um dos recursos, como uma única máquina, ou um conjunto de recursos, como um grupo específico de colaboradores. Sua limitação pode estar ligada a fatores físicos, como componentes frágeis de um equipamento que quebram constantemente, a fatores sociais, como a falta de um maior engajamento da operação, ou até mesmo a fatores normativos, os quais podem limitar a velocidade de operação de uma máquina, por exemplo.
Por limitar a produção, o recurso gargalo torna-se então o grande alvo de estudos e iniciativas de melhoria, os quais buscam continuamente o aumento de sua eficiência.
Na indústria estudada neste projeto, existe uma linha gargalo à qual historicamente dita o ritmo de produção e limita a capacidade de produção global da fábrica. Porém, o equipamento produzido pode ter uma grande variedade de
configurações de fabricação, o que faz com que o comportamento das linhas varie de acordo com o tipo do produto demandado no período analisado e, em certos momentos, outras linhas podem vir a se comportar como um novo gargalo.
Desta forma, a situação problema a ser abordada é o fato de que, devido ao tipo de configuração do produto que será produzido nos terceiro e quarto trimestres de 2020, algumas linhas excederão o tempo de fabricação da linha gargalo e não serão capazes de atender demanda.
Quadro 1 – Resumo até o problema
Elementos Contextualizadores Problema
EC1 – A capacidade de produção reduzida para
aumentar as margens de lucro em um mercado em contração expõe a empresa à não absorção de uma variação de demanda não prevista.
EC2 – Balizamento das vendas em um volume
de produtos igual ou inferior ao que o gargalo histórico é capaz de produzir.
EC3 – Variações na configuração do produto
dificultam a previsão do comportamento das linhas de produção.
P - A configuração do produto que será produzido
nos terceiro e quarto trimestres de 2020 fará com que algumas linhas excedam o tempo de fabricação da linha gargalo e não sejam capazes de atender demanda.
Fonte: Elaborado pelo próprio autor (2020)
1.3. OBJETIVOS
1.3.1. Objetivo Geral
O presente trabalho possui por objetivo alcançar um aumento na capacidade de produção de uma linha gargalo através da identificação, análise e redução de desperdícios e ineficiências. Desta forma, será realizado um estudo em uma indústria do setor de óleo e gás de grande porte, especializada na manufatura de tubulações flexíveis para exploração de recursos submarinos.
Quadro 2 – Resumo até o objetivo geral Elementos
Contextualizadores Problema Objetivo Geral
EC1 – A capacidade de
produção reduzida para aumentar as margens de lucro em um mercado em contração expõe a empresa à não absorção de uma variação de demanda não prevista.
EC2 – Balizamento das
vendas em um volume de produtos igual ou inferior ao que o gargalo histórico é capaz de produzir.
EC3 – Variações na configuração do produto dificulta a previsão do comportamento das linhas de produção.
P - A configuração do produto
que será produzido nos terceiro e quarto trimestres de 2020 fará com que algumas linhas excedam o tempo de fabricação da linha gargalo e não sejam capazes de atender demanda.
OG - Estudar o processo
produtivo de uma das linhas que não atenderá a demanda prevista e propor melhorias que aumentem sua capacidade produtiva e impeça que ela se comporte como um gargalo.
Fonte: Elaborado pelo próprio autor (2020)
1.3.2. Objetivos Específicos
Baseando-se no modelo Toyota, este trabalho tem a intenção de explorar os conceitos apresentados na base da “Casa” do Sistema Toyota de Produção.
O primeiro objetivo é ratificar através de uma reavaliação da TRF a importância de não somente aplicar ferramentas, mas de também promover a melhoria contínua delas, proporcionando uma base forte para que o modelo funcione como um todo.
O segundo objetivo específico é demonstrar que pequenas melhorias incrementais não devem ser identificadas somente durante eventos com este propósito, mas sempre que for possível.
Por fim, o terceiro objetivo específico é elaborar um relatório A3 para guiar o projeto e resumir de forma simples, direta e de fácil entendimento em uma única folha de formato A3 as etapas seguidas para alcançar o objetivo.
Quadro 3 – Resumo até os objetivos específicos Elementos
Contextualizadores Problema Objetivo Geral Objetivos Específicos
EC1 – A capacidade de
produção reduzida para aumentar as margens de lucro em um mercado em contração expõe a empresa à não absorção de uma variação de demanda não prevista.
EC2 – Balizamento das
vendas em um volume de produtos igual ou inferior ao que o gargalo histórico é capaz de produzir.
EC3 – Variações na
configuração do produto dificulta a previsão do comportamento das linhas de produção.
P - A configuração
do produto que será produzido nos terceiro e quarto trimestres de 2020 fará com que algumas linhas excedam o tempo de fabricação da linha gargalo e não sejam capazes de atender demanda.
OG - Estudar o
processo produtivo de uma das linhas que não atenderá a demanda prevista e propor melhorias que aumentem sua capacidade
produtiva e impeça que ela se comporte como um gargalo.
OE1 – Reavaliar o método
de Troca Rápida de Ferramentas em um contexto de melhoria contínua.
OE2 - Introduzir a filosofia
Kaizen como paralela e
complementar a qualquer projeto de melhorias.
OE3 - Desenvolver um
relatório A3.
Fonte: Elaborado pelo próprio autor (2020)
1.4. QUESTÕES
Além dos objetivos gerais e específicos apresentados, este trabalho propõe-se a responder algumas questões. A primeira questão é: A filosofia Lean se mostra adequada como ferramenta de análise e solução de um problema de aumento de capacidade de produção?
A segunda questão é: É possível aumentar a capacidade de uma linha produtiva sem realizar investimentos financeiros relevantes?
Quadro 4 – Resumo até questões
Fonte: Elaborado pelo próprio autor (2020) Elementos
Contextualizadores Problema Objetivo Geral Objetivos Específicos Questões
EC1 – A capacidade de
produção reduzida para aumentar as margens de lucro em um mercado em contração expõe a empresa à não absorção de uma variação de demanda não prevista.
EC2 – Balizamento das vendas em um volume de produtos igual ou inferior ao que o gargalo histórico é capaz de produzir.
EC3 – Variações na
configuração do produto dificulta a previsão do comportamento das linhas de produção.
P - A configuração do produto
que será produzido nos terceiro e quarto trimestres de 2020 fará com que algumas linhas excedam o tempo de fabricação da linha gargalo e não sejam capazes de atender demanda.
OG - Estudar o processo
produtivo de uma das linhas que não atenderá a demanda prevista e propor melhorias que aumentem sua capacidade produtiva e impeça que ela se comporte como um gargalo.
OE1 – Reavaliar o método de
Troca Rápida de Ferramentas em um contexto de melhoria contínua.
OE2 - Introduzir a filosofia
Kaizen como paralela e complementar a qualquer projeto de melhorias.
OE3 - Desenvolver um relatório
A3.
Q1 - A filosofia Lean se
mostra adequada como ferramenta de análise e solução de um problema de aumento de capacidade de produção?
Q2 - É possível aumentar a
capacidade de uma linha produtiva sem realizar investimentos financeiros relevantes?
1.5. JUSTIFICATIVA DO ESTUDO
Atualmente muitas empresas estão buscando soluções avançadas e tecnológicas para melhorar sua produtividade, quando na realidade existem ferramentas como o Lean Manufacturing que são clássicas, simples e eficientes, e muitas vezes ainda não são conhecidas ou não são tratadas com a devida seriedade. Desta forma, trabalhos como este disseminam cada vez mais a filosofia e influenciam empresas a serem mais eficientes.
Este trabalho possui suma importância para divulgar e manter viva a filosofia
Lean e os benefícios que esta pode proporcionar a sistemas produtivos. Os métodos
aqui citados podem ser de grande auxílio para empresas que buscam aumentar sua produtividade sem ter que necessariamente realizar altos investimentos e podem ser implementados nos mais diversos tipos de negócios. Tais métodos também retornam para os estudantes, assim como retornaram para o autor, resultados práticos da aplicação em um caso real de ferramentas estudadas de forma teórica nas universidades, ratificando a importância da formação acadêmica para a plena atuação profissional.
Além disso, a disseminação de filosofias e ferramentas que proponham a redução de desperdícios são de extrema importância para a natureza e para a sociedade. A filosofia Lean busca tornar os processos mais enxutos, reduzindo o consumo de matéria prima, transporte e movimentações, o que consequentemente reduz a produção de resíduos, a emissão de poluentes e torna a empresa mais sustentável.
1.6. DELIMITAÇÃO DO ESTUDO
O escopo do trabalho abrange inicialmente a explicação de conceitos e ferramentas Lean presentes na literatura, a contextualização do cenário econômico atual do mercado no qual a empresa está inserida e como a filosofia Lean pode ser fonte de vantagem competitiva. Depois será detalhado o caso a ser estudado, desde a identificação das limitações do processo produtivo, passando pelo estudo do processo no qual as limitações estão inseridas e identificação de possíveis melhorias, até a implementação e posterior manutenção das melhorias propostas.
O trabalho não ambiciona criar uma ferramenta para solucionar problemas, mas sim avaliar e selecionar as que melhor se adequam ao problema proposto. O estudo também não possui a intenção de se aprofundar no mercado de óleo e gás e nem de propor a modificação do produto manufaturado pela empresa, uma vez que o foco do estudo é o processo produtivo e não o mercado ou o tipo de produto que está sendo fabricado.
1.7. ESTRUTURAÇÃO DO ESTUDO
O presente trabalho foi desenvolvido em cinco capítulos e busca trazer clareza e objetividade ao leitor.
No primeiro capítulo é apresentado ao leitor o contexto do tema do projeto, abordando o problema a ser estudado, os objetivos gerais e específicos a serem alcançados, a relevância do tema, as delimitações do estudo e a estruturação do trabalho.
No segundo capítulo é feita uma revisão da literatura para dar ao leitor todas as informações e fundamentações teóricas necessárias ao entendimento do projeto. Neste capítulo estão presentes o conceito de Lean, os princípios que esta filosofia prega e o detalhamento das ferramentas Lean utilizadas durante o desenvolvimento deste trabalho.
No terceiro capítulo é apresentada a metodologia utilizada na realização do projeto.
No quarto capítulo é apresentado o estudo de caso, onde é descrito como o trabalho foi desenvolvido e apresenta a aplicação das ferramentas propostas. Este capítulo foi subdividido em cinco partes: a primeira parte explica sobre a rotina de melhoria contínua que deu origem ao projeto; a segunda apresenta o problema que será estudado; a terceira parte propõe dois caminhos a serem seguidos para encontrar a solução para o problema; a quarta parte apresenta o detalhamento das implementações realizadas; a quinta parte apresenta os resultados alcançados.
Por fim, o quinto capítulo apresenta as conclusões e relaciona o que foi apresentado no capítulo 1 com os resultados encontrados no capítulo 4.
2. REVISÃO DA LITERATURA
Neste capitulo será disposta a fundamentação teórica que será essencial para a compreensão e desenvolvimento do presente estudo.
2.1. LEAN MANUFACTURING E O MODELO TOYOTA
O termo Lean surgiu pela primeira vez no livro A Máquina que Mudou o Mundo, escrito por Womack et al. (2004). Porém, os conceitos e ferramentas utilizados pelos autores e tratados na filosofia que se nomeia hoje de Lean Manufacturing foram originados no Japão pós-guerra, quando Eiji Toyoda visitou uma fábrica da Ford nos Estados Unidos, conheceu o sistema de produção em massa desenvolvido por Henry Ford e trouxe para a sua empresa, a Toyota, o desafio de implementar um sistema de produção mais eficiente do que o visto nos EUA.
Toyoda sabia que não seria possível implementar um sistema de produção em massa em seu país devido a situação econômica e a escassez de recursos de um país arrasado pela guerra. Portanto, convocou o seu mestre de produção, Taiichi Ohno, e começou a desenvolver um sistema produtivo mais enxuto, focado no não desperdício e no estoque mínimo, o Sistema Toyota de Produção.
O sistema Toyota de Produção segue um modelo de excelência representado pela Figura 2e é intitulado de a “Casa” do Sistema de Produção Toyota. Liker (2005) afirma que cada elemento representado na “Casa” é um elemento crítico, porém o mais importante é o modo como esses elementos reforçam uns aos outros para atingir um mesmo objetivo.
Figura 2 - “Casa” do Sistema Toyota de Produção
Fonte: (Lean Institute Brasil, 2007)
Martins e Laugeni (2005) afirmam que os resultados obtidos pela Toyota foram muito superiores aos obtidos por empresas americanas e europeias. Atualmente, montadoras como Ford e GM adotam sistemas de produção similares ao proposto pela Toyota.
No topo do modelo Toyota surgem os objetivos visando alcançar melhor qualidade com menor custo e Lead Time mais curto. Conciliar estas conquistas é um desafio contínuo em busca da perfeição. No livro Administração da Produção, Martins e Laugeni (2005, p.463) definem o seguinte:
No sistema de produção enxuto, tenta-se chegar à perfeição, a qual dificilmente se alcança, pois conforme os desperdícios identificados vão sendo removidos, outros não tão significativo surgem. A definição de valor também não é constante e a sua revisão identifica outros desperdícios ao longo da cadeia de valor. Assim, a perfeição é um objetivo seguido na produção enxuta.
Segundo Shingo (1996), a identificação e eliminação de perdas e a redução de custos são os principais objetivos do Sistema Toyota de Produção. Além disso, busca-se eliminar estoques, produzir a contrapedido ao invés de uma produção preditiva e separar o homem da máquina.
Segundo Tamizaharasi & Kathiresan (2014), os desperdícios a serem eliminados podem ser enquadrados em sete tipos:
1. Superprodução: tanto o excesso, quanto a velocidade de produção impactam no fluxo de informações e bens, resultados das operações, o que gera a necessidade do aumento de estoques desnecessariamente e um produto final ocioso;
2. Defeitos: frequentes erros na produção e/ou problemas relacionados à qualidade do produto geram desperdícios, retrabalhos e baixo desempenho da entrega;
3. Estoque: excessiva estocagem de produtos e matérias primas de forma desnecessária;
4. Processamento: uso de ferramentas, procedimentos e sistemas de forma inapropriada, o que prejudica o desempenho das atividades;
5. Transporte: a movimentação de pessoas, informações e bens de forma excessiva podem levar a perda de tempo e dinheiro;
6. Espera: pessoas inativas, informações e produtos ociosos impactam diretamente no aumento do lead time e na fluidez necessária para um bom negócio;
7. Espaço: má organização do ambiente de trabalho e ergonomia incorreta impactam na produtividade dos funcionários.
Nos pilares do modelo Toyota estão a autonomação (Jidoka) e o Just in Time (JIT) e, segundo Ohno (1997), o Sistema Toyota de Produção baseia-se nesses dois pilares. O primeiro representa a ideia de que máquinas, equipamentos ou pessoas possuam o poder de parar a produção sempre que uma condição preestabelecida for encontrada. O segundo significa produzir somente o necessário para atender as demandas no tempo e na quantidade exata, ou seja, adotar um sistema de produção puxado no qual só é produzido aquilo que foi contratado e promover um fluxo contínuo de produção gerido pelo tempo Takt, que é o ritmo de produção calculado pela divisão entre o tempo disponível de produção e a demanda do cliente.
Na base do modelo Toyota são representadas três ferramentas do Lean que, junto com outras que serão abordadas nas próximas seções deste capítulo, funcionam como os alicerces para estabilizar o processo no qual o modelo está sendo
implementado. São citados o “Heijunka”, que também é conhecido como nivelamento da produção, o próprio trabalho padronizado e a filosofia de melhoria contínua Kaizen. Por fim, o modelo do Sistema Toyota de Produção apresenta-se como adequado para guiar a aplicação da filosofia e das ferramentas Lean com o objetivo de aumentar a capacidade produtiva em um processo específico.
2.2. PRINCÍPIOS DO LEAN
Para entender como a filosofia Lean funciona e como ela pode trazer resultados positivos para os processos produtivos de uma empresa é importante entender quais são os cinco princípios que a guiam.
Os princípios do Lean são valor, fluxo de valor, fluxo contínuo, produção puxada e perfeição.
2.2.1. Valor
Quando se fala em valor de um produto ou de um serviço, usualmente as pessoas se referem ao valor monetário. Porém, a definição de valor é um pouco mais complexa e abrangente.
Segundo Womack e Jones (1998), valor é o resultado das necessidades do cliente tanto em relação a custo, quanto em relação a prazo e a qualidade. Somente o cliente pode definir o valor de um produto, uma vez que por mais que um fornecedor queira vender algo ou cobrar a mais por algo, a transação só se concretizará se o cliente enxergar valor no que está sendo ofertado.
Desta forma, qualquer recurso gasto em atividades, processos ou produtos que não agregam valor na visão do cliente, configuram-se como desperdícios.
2.2.2. Fluxo de Valor
Definido o conceito de valor, é preciso entender onde existe valor sendo agregado ao produto dentro de um processo produtivo. Desta forma, Womack (2010) define o fluxo de valor como um conjunto de atividades que visam cumprir com as necessidades do cliente.
Indo um pouco mais além, Werkema (2011) diz que o fluxo de valor é a junção de todas as etapas executadas pela empresa desde o planejamento, passando pela produção, até a entrega do produto acabado a seus clientes. Esse fluxo é subdividido em três fluxos principais:
1. Fluxo de materiais: Etapa que envolve o recebimento das matérias-primas pelos fornecedores, a entrega final para os clientes e todo o sistema logístico necessário para atender a operação;
2. Transformação das matérias-primas: Etapa em que a atividade principal do processo é executada. A matéria prima entra nesta etapa e o produto acabado sai no final do processo;
3. Fluxo de informações: Etapa que ocorre a paralelamente a todos os processos e é fundamental para o sucesso do processo.
2.2.3. Fluxo Contínuo
Fluxo contínuo significa que não há paradas durante um processo. Segundo Rother e Harris (2002), produzir em fluxo contínuo significa que durante o processo o produto passa de uma etapa para a outra sem desvios ou interrupções e é necessário produzir uma peça de cada vez de modo a ter total atenção ao processo. Desta forma a técnica do fluxo contínuo configura-se como o método mais eficiente de produção.
Para conseguir implementar uma produção com fluxo contínuo é necessário que exista uma estrutura bem planejada para isto. Womack e Jones (1998) afirmam que para haver fluidez em um sistema, operação e maquinário precisam apresentar-se totalmente “capazes”, em condições favoráveis, com alta performance, produzindo com precisão e qualidade, no momento correto.
Segundo Womack e Jones (1998), para imprimir um fluxo contínuo primeiro é necessário ter foco total no projeto em andamento, do início ao fim. Segundo, deve-se eliminar qualquer obstáculo que possa obstruir o fluxo de produção, deve-seja físico ou organizacional. Por último, deve-se reavaliar o processo continuamente e busca de melhorias.
Segundo Shingo (1996), nem sempre é possível alcançar o fluxo contínuo de peças em todas as situações. Desta forma, deve-se utilizar o princípio da produção puxada onde o fluxo contínuo não for possível.
Assim como Womack, Shingo (1996) também afirma que são necessárias algumas condições para que um fluxo contínuo e unitário de peças seja bem-sucedido na redução do tempo de produção:
1. É necessário que seja implementado um balanceamento nos níveis de produção entre cada etapa do processo e que as etapas sejam sincronizadas, de forma a mitigar esperas;
2. Também é preciso que o tamanho do lote de transferência seja reduzido para apenas um;
3. A utilização de um layout em linhas ou células de produção também é uma ferramenta importante para dar continuidade ao fluxo;
4. Por fim, é preciso buscar a redução do tamanho do lote de processamento.
2.2.4. Produção Puxada
Puxar a produção significa que o poder de tração está na ponta final, ou seja, o cliente define quando iniciará a produção. Segundo Womack e Jones (1998), a produção puxada consiste em produzir somente a quantidade necessária e somente quando for necessário. O plano de produção é ditado pelas necessidades do cliente e não pela capacidade de produção existente. De forma oposta a uma produção empurrada, o processo de produção somente é iniciado após a solicitação do cliente.
Alvarez et al. (2001) afirma que em um sistema de produção puxada cada atividade funciona como um fornecedor para a atividade subsequente e ao mesmo tempo como um cliente da atividade anterior. Assim, é preciso que a produção seja balanceada de forma que cada atividade utilize o produto advindo da atividade anterior, no instante e nas quantidades exatas, evitando assim o acúmulo de estoque e tornando a produção mais enxuta.
Segundo Womack et al. (2004), em uma produção puxada a demanda deve ser o gatilho da produção. Então é preciso que o tamanho dos lotes seja reduzido e que a produção seja programada para ser simples.
2.2.5. Perfeição
Segundo Womack (2010) a perfeição deve ser o foco constante de todos os processos agregadores de valor da empresa. A busca pelo aperfeiçoamento dos processos, pela eliminação de desperdícios e pelo aumento de produtividade deve ser contínua.
Portanto, este princípio defende que todos os princípios anteriores devem ser regularmente reavaliados e melhorados.
2.3. FERRAMENTAS DO LEAN
Definidos os conceitos de Lean e do modelo Toyota de produção, serão apresentadas algumas ferramentas utilizadas para alcançar os princípios apresentados no tópico anterior e que foram também utilizadas durante a elaboração do presente trabalho.
2.3.1. Mapas de Processos
Todo processo possui características que podem e devem ser estudadas e registradas para fins de padronização e para servirem de ferramenta para identificação de desperdícios e proposição de melhorias.
Segundo Lins (1993), um processo é uma combinação de equipamentos, pessoas, métodos e matéria-prima, que gera um produto ou serviço com determinadas características. Ao citar o processo de manufatura de um móvel por exemplo, temos equipamentos e ferramentas como serras, plainas e lixas, temos pessoas, representadas por marceneiros e estofadores, o método seria a sequência preestabelecida das operações e a madeira, couro e verniz seriam a matéria-prima.
Segundo George (2005), mapear um processo consiste em ilustrar de forma visual e analítica as etapas de uma atividade selecionada. Mapeamentos podem ser feitos de forma macro, ilustrando um processo de ponta a ponta de forma resumida, ou de forma mais aprofundada, explorando todas as possibilidades presentes em um processo.
2.3.2. Fluxograma
Segundo Slack et al. (2009), os fluxogramas, muito utilizados para realizar mapeamento de processos, são uma representação visual do fluxo dos processos de uma organização. Além de serem uma forma de registro e de manter a padronização dos processos, permitem a análise e identificação de possíveis problemas ou ineficiências, e auxiliam em iniciativas de melhoria.
De acordo com Harrington (1997), um fluxograma visa descrever de forma visual e de fácil entendimento cada processo e identificar suas rotinas e tomadas de decisões.
Para Barnes (1977) o fluxograma é uma técnica para se registrar um processo de forma clara e enxuta, de acordo com a simbologia apresentada na figura 3.
Figura 3 - Símbolos para fluxogramas
Fonte: Adaptado de Barnes (1977)
2.3.3. VSM
VSM é uma sigla utilizada para a ferramenta Value Stream Mapping ou, em português, Mapeamento de Fluxo de Valor. De acordo com Rother e Shook (2003), VSM é uma ferramenta utilizada para a busca contínua da melhoria através não somente da eliminação de desperdícios, mas também de suas causas raízes.
De forma bem direta, Rocha et al. (2014, p.4) descrevem o VSM da seguinte forma:
Siga a trilha da fabricação de uma família de produtos, dos consumidores até os fornecedores, e desenhe os diferentes processos produtivos nos fluxos de materiais e de informações. Em seguida, formule um conjunto de questões-chave alinhadas aos princípios enxutos. Para finalizar, mediante as respostas dadas às questões-chave formuladas, desenhe um mapa do estado futuro mostrando como o valor deve fluir nas empresas enxutas.
Rother e Shook (2003) afirmam que primeiramente deve-se escolher estudar uma família de produtos que siga um fluxo de produção comum. Depois, deve-se desenhar dois mapas, um que represente o estado atual e outro que represente o estado futuro baseados nas informações provenientes das respostas para oito questões-chave. Desenhado os dois mapas, deve-se definir as estratégias para superar os obstáculos encontrados.
Figura 4 - Etapas para elaboração do mapeamento do fluxo de valor
Fonte: (Queiroz et al., 2004)
Desta forma, o VSM possui por objetivo identificar em quais pontos da cadeia produtiva surgirão restrições que impeçam o sistema como um todo de alcançar a meta prevista. Ao produzir um VSM explicita-se de forma visual informações cruciais para a definição de estratégias para o futuro.
2.3.4. PDCA
O ciclo PDCA, composto pelas iniciais das palavras Plan, Do, Check e Act, às quais podem ser traduzidas para o português como Planejar, Executar, Verificar e Agir, foi uma ferramenta muito difundida por Deming nos anos 50, porém foi idealizada por Walter A. Shewhart, na década de 20. Trata-se de um método que busca controlar o processo de melhoria contínua e trazer resultados positivos para uma organização (Campos, 2004).
Segundo Marshall et al. (2006), o ciclo PDCA baseia-se em quatro etapas para alcançar a melhoria contínua:
1. Planejar (Plan) – Consiste no estudo das variáveis envolvidas e definição metas e métodos para alcançar as metas estabelecidas;
2. Execuar (Do) – Nesta etapa é colocado em prática o que foi planejado na etapa anterior e é necessário que dados e informações sobre a implementação sejam registrados;
3. Verificar (Check) – É neste momento que os dados registrados durante a fase de execução serão comparados com as metas estabelecidas no planejamento. O objetivo é que durante esta análise surjam novas oportunidades de melhorias e ajustes baseados, não somente em planos, mas também em dados;
4. Agir (Act) – Nesta etapa são eliminadas as causas identificadas na etapa de verificação.
Figura 5 - Ciclo PDCA
2.3.5. Relatório A3
Segundo Sobek e Smalley (2010), o relatório A3 foi desenvolvido pela Toyota Motor Corporation e possui este nome pois sua elaboração é tradicionalmente feita em uma folha de papel com o formato A3 e é utilizado para propor soluções para um problema, traçar um plano de implementação para as soluções propostas e medir o impacto das soluções implementadas. Na figura 6 é possível observar um exemplo de uma das maneiras de elaborar um relatório A3.
Figura 6 - Modelo de um relatório A3
Fonte: (Sobek e Smalley, 2010)
Sobek e Smalley (2010) afirmam que o relatório A3 pode ser descrito da seguinte forma:
O relatório A3 é uma ferramenta poderosa que estabelece uma estrutura concreta para implementar a gestão PDCA (Planejar, Executar, Verificar e Agir) e ajuda a levar os autores dos relatórios a uma compreensão mais profunda do problema ou da oportunidade, além de dar novas ideias sobre como atacar um problema.
O relatório A3 possui relação direta com o ciclo PDCA. A folha é dividida de forma que os tópicos abordados na metade da esquerda, que são Histórico, Condição Atual, Objetivo e Análise de Causa Fundamental, estejam diretamente relacionados com a etapa Planejar (Plan), e na metade da direita são elencados de cima para baixo os tópicos Contramedidas, que está diretamente relacionado com a etapa Executar (Do), em seguida o tópico Confirmação do Efeito, relacionado a etapa Verificar (Check), e Ações de Acompanhamento, relacionado com a etapa Agir (Act) (Sobek e Smalley, 2010).
2.3.6. Análise de Causa Raiz
Segundo George (2005), realizar uma análise de causa raiz significa utilizar um conjunto de ferramentas que auxiliem no levantamento de possíveis causas para um problema específico, na identificação das causas mais impactantes para a ocorrência do problema e na priorização de quais destas causas devem ser eliminadas de modo que as iniciativas de melhoria sejam eficazes na resolução do problema. Ainda segundo o autor, as principais ferramentas que são utilizadas para identificar uma causa raiz são o Diagrama de Ishikawa, Diagrama de Pareto, Matriz Causa e Efeito e diversas outras que podem ser aplicadas de acordo com as características do problema a ser tratado.
2.3.6.1. Diagrama de Ishikawa
O Diagrama de Ishikawa ou Diagrama de Causa e Efeito possui um formato que remete a uma espinha de peixe, desta forma, muitos também o conhecem como Diagrama de Espinha de Peixe. Este diagrama apresenta um problema a ser solucionado em sua ponta final e seis setas apontando para uma seta principal, que aponta para o problema descrito. Cada seta possui um título classificando o tipo da causa que será elencada naquele espaço. Os títulos tradicionais são conhecidos como os “6Ms” e eles são Mão de Obra, Matéria Prima, Máquina, Meio Ambiente, Método e Medição (Mattos, 2017).
Para a ferramenta cumprir com o seu propósito, segundo Ishikawa (1992) é importante que os fatores que definem os títulos e as causas a eles atrelados devem
ser priorizados, pois muitas das possíveis causas podem não estar causando um impacto significativo, portanto seria um desperdício de esforços sanar todas elas.
Figura 7 - Diagrama de Ishikawa
Fonte: (Egestor, 2019)
2.3.6.2. Diagrama de Pareto
Vilfredo Pareto, economista do século XIV, defendia o princípio de que uma pequena minoria da população era detentora da maior parte da renda. Analisando este pensamento do ponto de vista da qualidade, Juran concluiu que grande parte dos defeitos eram proveniente de um número reduzido de causas. Desta forma, o Diagrama de Pareto é uma ferramenta na qual é possível ressaltar as causas de um problema e hierarquiza-las de acordo com a frequência ou gravidade em que ocorrem (Oliveira et al., 2005).
2.3.7. Troca Rápida de Ferramentas
A Troca Rápida de Ferramenta ou TRF, foi desenvolvida originalmente por Shigeo Shingo e chamava-se SMED, do inglês Single Minute Exchange of Die. Shingo (1985) define a TRF como o menor tempo possível necessário para mudar de um tipo de atividade para o outro, e este tempo contempla desde a última peça fabricada em um lote anterior até a primeira peça produzida no lote seguinte. Este conjunto de
configurações e operações envolvidos na preparação para realizar uma determinada ação é conhecido como setup.
Segundo Fogliatto e Fagundes (2003), a TRF possui como principal objetivo a redução e simplificação do tempo de setup através redução ou eliminação de desperdícios relacionados ao processo de preparação das máquinas para receber um produto diferente.
Esrock (1985) defende que apesar de originalmente a ferramenta SMED ter um foco específico na redução do tempo de setup para menos de dez minutos, a principal preocupação trazida por ela e disseminada na atual TRF foi alcançar uma meta de tempo predefinida, seja ela em um dígito de minuto ou o menor tempo possível.
Extrapolando o clássico modelo de Shingo, McIntosh et al. (2000) entende que o SMED pode ser utilizado de três formas distintas:
1. Como conceito: “SMED é um conceito”, uma filosofia que busca unir pessoas e ferramentas para alcançar uma redução no tempo de setup;
2. Como metodologia: “SMED é uma metodologia” com quatro etapas bem definidas através da qual é possível alcançar a meta proposta;
3. Como programa de melhoria: “SMED é programa de melhoria” no qual não se deve olhar somente para ferramentas, mas sim ter uma visão do todo e buscar uma melhoria contínua nos setups, nos processos, nos métodos de trabalho, nos equipamentos e na gestão das equipes.
2.3.8. Trabalho Padronizado
De acordo com Kishida et al. (2006), o trabalho padronizado é uma ferramenta básica utilizada na filosofia Lean a qual descreve procedimentos precisos para cada operador atuante em um processo produtivo. Esta ferramenta busca a eliminação de desperdícios através do estudo e da reorganização da movimentação e do trabalho dos operadores. Além disso, o Trabalho Padronizado baseia-se em três elementos:
1. Tempo Takt: Significa o ritmo de produção. Para atender a demanda do cliente é preciso que a produção mantenha um ritmo específico;
2. Sequência de Trabalho: É preciso que seja registrado um sequenciamento ótimo das atividades afim de que qualquer colaborador possa atender o tempo takt seguindo esta sequência;
3. Estoque Padrão: Quantidade mínima de estoque necessária para incluir os itens exigidos nas máquinas e manter a continuidade no fluxo de produção.
Primeiramente deve-se coletar os tempos operacionais reais através de uma cronoanálise do chão de fábrica, também conhecido como Gemba, através de observação direta, filmagens e entrevistas aos líderes e operadores envolvidos para desenvolver o Gráfico de Balanceamento do Operador (GBO), tomando como referência o tempo takt. Feito isto, deve-se utilizar o Diagrama de Trabalho Padronizado (DTP) e a Tabela de Combinação do Trabalho Padronizado (TCTP) (Kishida et al., 2006).
O DTP consiste em uma ilustração da vista superior da linha de produção na qual são desenhadas linhas representando o caminho percorrido por cada operador durante o processo. O TCTP consiste em um diagrama no qual as atividades de cada operador são dispostas em uma linha do tempo, revelando assim quais atividades são feitas ou podem ser feitas em paralelo e quais não podem (Kishida et al., 2006).
Após desenvolvido um trabalho padrão para o cenário atual, é possível analisar e propor melhorias para o processo e desenvolver um estado futuro que atenda o tempo takt (Kishida et al., 2006).
2.3.9. 5S
O sistema 5S é uma metodologia que busca criar um ambiente propício à execução do trabalho, de forma útil, organizada, limpa, padronizada e segura. A aplicação do 5S permite a fácil identificação e eliminação de desperdícios (Todorut et
al., 2016). Segundo Bullington (2005), o 5S é um dos pilares da filosofia Lean e cada
uma das letras significa uma palavra em japonês, cada uma representando um senso específico.
Ferro et al. (2007) afirma que o 5S melhora o ambiente de trabalho através da utilização técnicas de gestão visual.
Os cinco elementos do 5S são descritos por Pereira (2004) da seguinte forma:
1. Seiri (Senso de Utilização): O conceito de utilidade é fundamental para a distinção entre o que pode ser descartado e o que é essencial para o andamento do processo. O descarte de elementos não essenciais possibilita o melhor aproveitamento do espaço físico, a redução de estoques e de transporte;
2. Seiton (Senso de Ordenação): As ferramentas devem estar dispostas ao alcance da operação de acordo com a frequência em que são utilizadas. Desta forma, deve-se identificar tanto o local quanto a ferramenta com etiquetas identificando que cada item tem o seu lugar específico e que possibilitem a rapidez de sua procura e de seu retorno;
3. Seiso (Senso de Limpeza): Trabalhar em um ambiente limpo, além de ser benéfico para o bem-estar dos colaboradores e para a imagem da empresa, torna mais fácil a identificação da sujeira e de possíveis falhas e desperdícios. Também aumenta a vida útil de equipamentos que estariam expostos a poeira;
4. Seiketsu (Senso de Padronização): Esta etapa significa que é preciso tornar os sensos anteriores em um padrão a ser seguido e mantido por todos que frequentam o ambiente em questão;
5. Shitsuke (Senso de Autodisciplina): Este é o último passo a ser implementado e busca criar uma cultura de comprometimento a manutenção dos quatro sensos anteriores. Para isso é importante envolver a operação de forma que se sintam donos da área em questão.
Os benefícios da utilização de um sistema 5S são um ambiente de trabalho sempre em ordem, mais prático e com uma maior segurança (SLACK et al., 2009), aumento da produtividade, redução de defeitos, redução de desperdícios e aumento da capacidade crítica da operação (Werkema, 2011).
3. METODOLOGIA
A pesquisa desenvolvida neste projeto pode ser classificada quanto a sua natureza como pesquisa aplicada. O presente estudo tem como objetivo principal solucionar um problema encontrado em uma empresa real e, segundo Vergara (1998), a pesquisa aplicada busca formas de resolver problemas reais e possui finalidade prática. O autor afirma ainda que a pesquisa aplicada se diferencia da pesquisa pura uma vez que esta é baseada em especulações e possui como motivação apenas a curiosidade do autor.
Segundo Gil (2010) um dos critérios mais usuais para classificar uma pesquisa é tomar como base os objetivos gerais que essa pesquisa almeja alcançar. Desta forma, três grandes grupos de classificação são citados pelo autor: Pesquisa exploratória, pesquisa descritiva e pesquisa explicativa.
Portanto, do ponto de vista do objetivo esta pesquisa pode ser classificada como pesquisa explicativa. Segundo Vergara (1998) a pesquisa explicativa possui a motivação de esclarecer quais fatores contribuem para a ocorrência do problema abordado.
Quanto aos procedimentos técnicos o trabalho pode ser enquadrado em duas classificações: Estudo de caso e pesquisa ação.
Segundo Gil (2010), o estudo de caso busca explorar situações da vida real cujos limites não possuem uma clara definição, descrevendo o contexto no qual a investigação acontece e criando teorias acerca do problema.
Segundo Engel (2000), a pesquisa-ação busca unir pesquisa à prática, um tipo de pesquisa engajada na qual busca intervir na prática já no decorrer do processo de pesquisa e não apenas na conclusão da pesquisa.
Para desenvolver um embasamento teórico capaz de sustentar as práticas aplicadas durante este trabalho, foram utilizadas ferramentas de pesquisa como Google Acadêmico e periódico CAPES, que facilitaram a busca de artigos e documentos. Também foram utilizadas algumas bases científicas como o Scopus e o Scielo.
A metodologia utilizada para desenvolver o presente projeto foi dividida nas seguintes etapas: Descoberta; Ideação; Implementação; Resultados.
3.1. ETAPA DESCOBERTA
A fase de descoberta foi composta pela análise e interpretação do mapa de fluxo de valor. Através dessa análise foi possível identificar para quais pontos do processo deveriam ser direcionados os esforços de melhoria e definido o foco principal a ser abordado neste trabalho.
3.2. ETAPA IDEAÇÃO
Nesta etapa foram propostas duas formas de abordagem para solucionar o mesmo problema. A primeira delas foi o estudo e a revisão de ferramentas lean já aplicadas na linha de produção e tinha por objetivo capturar ganhos rápidos na capacidade produtiva. A segunda foi a organização de uma força tarefa com dedicação exclusiva ao estudo aprofundado e aplicação de melhorias na linha de produção e tinha por objetivo alcançar ganhos maiores.
3.3. ETAPA IMPLEMENTAÇÃO
Esta fase consistiu no detalhamento do desdobramento das abordagens citadas na etapa de ideação.
Na primeira abordagem foi realizada uma revisão da ferramenta TRF e implementadas modificações no processo de setup e na organização da área.
Na segunda abordagem foi elaborado um plano de ação no formato PDCA com o auxílio da ferramenta A3. Cinco melhorias foram implementadas para buscar um aumento de capacidade da linha. A primeira melhoria foi o aumento das matérias primas para reduzir etapas do processo relativas à soldagem e inspeção. A segunda foi a revisão do plano de manutenção preventiva para reduzir o impacto de paradas por manutenção não planejadas. A terceira foi colocar a linha para funcionar 24 horas por dia através do deslocamento e treinamento de mão de obra ociosa em outras linhas. A quarta foi alterar o momento em que as máquinas de solda passam por setup, de forma a realizar esta atividade em paralelo com a produção. Por fim, a quinta consistiu em modificar a atividade de inspeção de solda para que fosse necessário somente um operador realizando esta atividade e o outro operador passaria a participar do carregamento da máquina.
3.4. ETAPA RESULTADOS
Esta etapa é onde são apresentados os impactos reais alcançados pelas iniciativas desenvolvidas na etapa de implementação e feita uma comparação entre a meta almejada e os resultados obtidos.
4. ESTUDO DE CASO
O presente estudo trata de um caso no qual o autor observou e participou ativamente na implementação das atividades citadas durante sua experiência como estagiário em uma indústria de manufatura. O nome verdadeiro da empresa será preservado devido a não liberação de informações consideradas sigilosas pela diretoria. Da mesma forma, os valores absolutos apresentados aqui serão diferentes dos valores originais, mantendo apenas a proporcionalidade, de forma a garantir que os ganhos percentuais das melhorias implementadas sejam fiéis à realidade.
A empresa estudada trata-se de uma multinacional do ramo energético e possui atuação em diversas ramificações deste setor. O presente estudo é relativo a uma de suas plantas industriais responsáveis pela fabricação de equipamentos para exploração de óleo e gás, mais especificamente tubulações flexíveis para extração destes produtos do leito submarino, à qual está situada na cidade de Niterói, Rio de Janeiro. Seu maior cliente é a Petrobras e atualmente sua maior concorrente é a TchnipFMC.
O estudo foi organizado em cinco tópicos: 4.1 O Projeto de Pesquisa; 4.2 A Descoberta; 4.3 A Ideação; 4.4 A Implementação; 4.5 Resultados.
4.1. O PROJETO DE PESQUISA
Todo trimestre a empresa estudada realiza uma análise do comportamento de suas linhas produtivas no trimestre anterior e compara com o que é esperado para os próximos trimestres. Com base em sua capacidade produtiva histórica e em sua demanda de produção para o ano vigente, o time da área de Lean lidera uma equipe multidisciplinar e cria uma projeção de como se comportarão suas linhas produtivas ao longo do ano vigente.
Essa reunião multidisciplinar consiste no Mapeamento de Fluxo de Valor ou VSM e fornecerá para a empresa informações valiosas sobre capacidade produtiva de cada linha produção, sobre o volume de produto em espera entre cada linha e sobre a capacidade produtiva total da fábrica, mas a principal informação que é buscada durante esta atividade é sobre quais serão os gargalos produtivos.
Desta forma, o projeto consistiu em identificar quais serão os gargalos produtivos de acordo com a demanda para o ano vigente, realizar um estudo sobre
como aumentar especificamente a capacidade produtiva de uma destas linhas, implementar as soluções propostas e colher os resultados para acompanhamento.
4.2. A DESCOBERTA
Para realizar o VSM foi necessário analisar os dados com informações sobre tempo de produção, tempo de parada e tempo de setup fornecidos por um sistema interligado a cada linha chamado Injet. Além disso, foi necessário levar em conta o número de operadores e equipamentos atuando em cada linha e confrontar a demanda de produtos com o tempo disponível de produção para calcular o tempo máximo disponível entre a finalização de duas unidades consecutivas, informação esta que é chamada de Takt Time.
Quando somamos o tempo médio que a linha leva para realizar o setup com o tempo de produção e o tempo de parada, temos o tempo de ciclo da linha. Caso o tempo de ciclo ultrapasse o Takt Time significa que a demanda não será atendida. Os dados foram compilados e tratados de forma a fornecer as seguintes informações ilustradas na figura 8.
Figura 8 - VSM
Fonte: Elaborado pelo próprio autor (2019)
Diante dos dados explicitados pelo VSM, pôde-se concluir que o maior gargalo era a linha Flexlok 2, porém, analisando caso a caso, é possível identificar diversos gargalos produtivos os quais impediriam que as demandas do terceiro e do quarto
trimestre fossem atendidas. As linhas Carcass, Flexlok 1 e 2, a atividade de Reel to
Reel e a atividade de End Fitting passam a também serem consideradas futuros
gargalos pois demonstram que não teriam capacidade de atingir a demanda de produção prevista.
As linhas Flexlok apresentam um impacto alto de paradas, resultantes de muitas intervenções para manutenções não planejadas, portanto o time de manutenção ficou responsável por atuar em melhorias nas máquinas e em um planejamento de manutenção mais robusto, garantindo assim a redução do tempo de paradas não planejadas. Estas linhas não serão abordadas neste projeto.
As atividades de Reel to Reel e End Fitting são atividades manuais e que dependem exclusivamente da disponibilidade de mão de obra. Foi criado um projeto para análise e solução das limitações das linhas para que alcancem a meta, o qual o autor deste projeto não teve participação, portanto não será objeto de estudo.
A linha da Carcass é uma linha com duas máquinas semelhantes responsáveis pela confecção da primeira camada da tubulação flexível, a carcaça. Esta linha aparece como gargalo devido às especificações do produto que está previsto para ser produzido no ano vigente, que como pode ser observado no VSM possui um tempo elevado de fabricação. Além disso, a linha da Carcass é uma linha que historicamente passou por poucas iniciativas de melhorias e redução de tempo de ciclo, portanto apresenta grandes oportunidades de melhorias que serão abordadas neste projeto.
Como ponto focal deste trabalho, a linha da Carcass foi alvo de um plano de ação para identificar possibilidades de aumento de capacidade e implementar as que possuem viabilidade de surtirem efeito em tempo hábil.
4.3. A IDEAÇÃO
Ao identificar a linha da Carcass como um gargalo, a primeira ideia foi praticar a melhoria contínua sobre o trabalho padronizado e reavaliar a metodologia TRF ou troca rápida de ferramentas, à qual já é utilizada na Carcass e em outras linhas da fábrica. A ideia foi mapear as atividades que compõem o setup da linha e eliminar desperdícios, identificando atividades que poderiam ser feitas em paralelo ou que poderiam ser executadas de formas mais eficientes do que eram feitas no momento do estudo. Além disso, a revisão da metodologia TRF também forneceu uma nova folha de acompanhamento de setups para a operação, também conhecida como
TCTP, a qual passou a fornecer dados atualizados sobre desvios e sobre o desempenho da operação ao realizar a atividade.
O segundo passo foi realizar um Lean action workout (AWO) para a linha da
Carcass. O AWO nada mais é do que uma força tarefa para identificar e resolver
problemas. A ideia é que ao unir uma equipe multidisciplinar durante um período predeterminado, com dedicação exclusiva à análise, proposição e implementação de melhorias para a linha, seria possível atingir o objetivo de reduzir o tempo de ciclo e aumento de capacidade em um curto período de tempo.
4.4. A IMPLEMENTAÇÃO
4.4.1. Revisão da TRF
A metodologia TRF já havia sido implementada em diversas linhas de produção da fábrica e apresentando bons resultados na redução de tempo de setups. Porém, ao analisar mais detalhadamente o processo de setup da Carcass foi possível identificar e implementar melhorias relevantes.
Na linha da Carcass existem dois tipos de setup, o setup Back to Back, e o
setup completo. O setup completo é o mais demorado e já havia passado por
processos de revisão recentes. Já o setup Back to Back, apesar de possuir duração reduzida, representa 73% dos setups anuais e não foi tão analisado em busca de melhorias. Desta forma, foi feito um estudo em cima do setup Back To Back.
O mapa do processo de setup é composto das atividades expostas na figura 9.
Figura 9 - Fluxo de setup
Fonte: Elaborado pelo próprio autor (2019)
A folha de acompanhamento de setups com os tempos padrão de cada atividade dispostos em um gráfico de Gant pode ser vista na figura 10.
Figura 10 - TCTP do setup original
Fonte: Elaborado pelo próprio autor (2019)
Com esses dados em mãos, uma equipe ficou responsável por acompanhar a linha de produção e realizar a observação, as filmagens e a cronoanálise das atividades.
Após este período de observação, foram registrados 4 setups, e chegou-se à conclusão que os tempos necessários para a realização das atividades mantiveram-se os mesmos.
Porém, duas oportunidades relevantes para eliminação de desperdícios foram identificadas: 0 :0 5 0 :1 0 0 :1 5 0 :2 0 0 :2 5 0 :3 0 0 :3 5 0 :4 0 0 :4 5 0 :5 0 0 :5 5 1 :0 0 1 :0 5 1 :1 0 1 :1 5 1 :2 0 1 :2 5 1 :3 0 1 :3 5 1 :4 0 1 :4 5 1 :5 0 1 :5 5 2 :0 0 2 :0 5 2 :1 0 2 :1 5 2 :2 0 2 :2 5 2 :3 0 2 :3 5 2 :4 0 2 :4 5 2 :5 0 Painel 20 Plano 0:20 cc cc cc cc Real PI 5 Plano 0:05 cc Real PI 10 Plano 0:10 cc cc Real PI 10 Plano 0:10 cc cc Real PI 5 Plano 0:05 cc Real PI 20 Plano 0:20 cc cc cc cc Real PI 10 Plano 0:10 cc cc Real PI 10 Plano 0:10 cc cc Real Painel 20 Plano 0:20 cc cc cc cc Real PI 5 Plano 0:05 cc Real PI 15 Plano 0:15 cc cc cc Real PI 15 Plano 0:15 cc cc cc Real Painel 30 Plano 0:30 cc cc cc cc cc cc Real Chamar Rigger
Soldar pull head 2 (tubo inicio)
Back-to-Back Carcass
Bloco Duração
[hh:mm]
Soldar pull head 1 (tubo fim) Produzir até o ponto de
corte
Separar os tramos Lançar medidas da Amostra
no Oracle Aprovação da Qualidade Preparar amostra Pontear janela Fechar documentação do Painel Medir amostra Extrair janela de amostra
Fechar documentação do PI
1. Transformar uma atividade de setup interno para setup externo: Foi identificado que a atividade “Fechar a documentação do PI” poderia ser feita em paralelo com a máquina produzindo durante a atividade “Produzir até o ponto de corte”, gerando assim uma economia de 20 minutos por setup;
2. Eliminar tempo de espera em uma atividade: A última atividade do setup, “Chamar Rigger”, consiste em chamar um técnico treinado para realizar a amarração das pontas do tubo. A atividade de amarração leva apenas 5 minutos, porém o tempo de espera entre a solicitação da presença do técnico e seu deslocamento até o local para realizar a atividade consome 25 minutos. Desta forma, foi providenciado treinamento para que a própria operação fosse capacitada a realizar a atividade, economizando 25 minutos.
Após implementação das duas modificações, foi proposto o novo TCTP com as atividades reorganizadas no novo gráfico de Gant mostrado na figura 11.
Figura 11 - TCTP do setup proposto
Fonte: Elaborado pelo próprio autor (2019)
Além desta melhoria no processo, durante o estudo da área da linha da Carcass e conversas com a operação, foi possível identificar alguns Kaizens, ou seja, pequenas melhorias com baixo esforço de implementação que tornam a rotina da operação mais eficiente. Assim como propõe a base da “Casa” do sistema Toyota de produção, a TRF impõe o trabalho padronizado com foco na atividade principal da
