MANUFATURA ENXUTA PARA MELHORIA CONTÍNUA DA...
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MANUFATURA ENXUTA PARA
MELHORIA CONTÍNUA DA
EFICIÊNCIA EMPRESARIAL: UMA
APLICAÇÃO DA TROCA RÁPIDA DE
FERRAMENTAS E KANBAN EM UMA
EMPRESA FABRICANTE DE
ELETRODOMÉSTICOS
Hamilton Carlos Campanini (FADISC )
Mariana Rodrigues de Almeida (PEP/UFRN )
Roseane Rodrigues da Silveira (PEP/UFRN )
Marianna Cruz Campos (PEP/UFRN )
A crescente competitividade no mercado de eletrodomésticos de linha
branca gerou um decréscimo das vendas, principalmente em razão da
normalização das taxas de impostos sob os produtos. Para conseguir
participar desse mercado, a visão estraatégica voltada para redução
de custos é uma necessidade. Diante disso, este trabalho tem por
objetivo analisar o processo de implementação de conceitos lean,
Troca Rápida de Ferramentas (TRF) e Kanban, como formas de
gestão, avaliando as consequentes melhorias da eficiência do setor de
estamparia em uma empresa de eletrodomésticos. Além das melhorias
de eficiência, outro resultado importante da pesquisa, está relacionado
ao envolvimento e motivação dos funcionários com a aplicação da
ferramenta, criando-se, assim, uma cultura pela busca da melhoria
contínua, o ponto principal de um sistema de manufatura enxuta e
prosperidade empresarial. A aplicação mesmo restrita a um setor e a
um tipo de produto gerou a redução de 68% nos tempos de setup, o que
contribuiu com economias em torno de R$ 190.000,00 ao ano.
Palavras-chaves: TRF. Setup. Manufatura Enxuta. Kanban.
XXXIII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO A Gestão dos Processos de Produção e as Parcerias Globais para o Desenvolvimento Sustentável dos Sistemas Produtivos
Salvador, BA, Brasil, 08 a 11 de outubro de 2013.
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1 Introdução
Os processos produtivos das organizações estão cada vez mais pressionados pela necessidade
de melhorias, motivados por mercados competitivos. Para tanto as empresas buscam
estratégias de redução de custos, aumento de produtividade, qualidade e melhoria contínua.
Desde a concepção da linha de montagem e O desenvolvimento do Sistema de Produção da
Toyota (STP), a eficiência tem sido um objetivo central da fabricação (HOLWEG, 2007).
Atrelado ao conceito de STP, a manufatura enxuta concentra-se na eliminação sistemática de
resíduos das operações de uma organização através de um conjunto de trabalho sinérgico, E
práticas para a produção de produtos e serviços, à taxa de demanda (WOMACK, et al., 1990;
FULLERTON, et al., 2003; SHAH, et al., 2003; SIMPSON, et al., 2005).
A lista de práticas enxutas inclui o Just-in-time (JIT), gestão da qualidade total, manutenção
preventiva total, produção puxada (Kanban), fluxo, tempos de setup reduzidos (Troca rápida
de ferramentas), processos controlados, manutenção produtiva, envolvendo funcionários
(McKONE, et al., 1999; SWINK, et al., 2005; LINDERMAN, et al., 2006; SHAH, et al.,
2003; BROWNING, et al., 2009).
A partir desta listagem de práticas e a crescente busca de aperfeiçoamento dos processos
evitando os desperdícios e gargalos da produção, surge o problema a ser abordado na
pesquisa: “Ao implementar ferramentas da manufatura enxuta em uma empresa de grande
porte é possível que obtenha benefícios efetivos na produtividade organizacional?”
Para responder este problema, o objetivo geral dessa pesquisa é apresentar como o processo
de implementação da troca rápida de ferramentas auxilia e conduz a empresa a um processo
mais flexível e produtivo por meio da redução de lead time e estoques intermediários,
mediante a diminuição dos tempos de setup e da otimização das atividades inerentes ao
processo de uma indústria de eletrodomésticos localizada no estado de São Paulo
2 O Sistema Toyota de Produção e a Manufatura Enxuta
O Sistema Toyota de Produção é, também, conhecido como Sistema de Produção Enxuta
(MONDEM, 1983; SHINGO, 1996; OHNO, 1997; LIKER, 2005). Diferentes definições
existem para este tipo de manufatura, Jones e Womack (2004) definem como uma forma de
melhorar e gerenciar o relacionamento de uma empresa com seus clientes, fornecedores,
desenvolvimento de produtos e processos produtivos. Já Shah e Ward (2003), como uma
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variedade de práticas gerenciais que associadas se convertem em um sistema forte e estável. A
tabela 1 sistematiza as definições consensuais de alguns autores da literatura sobre a
manufatura enxuta e algumas de suas práticas.
Tabela 1 - Sistematização conceitual para Sistema Toyota de Produção
Segundo Cuatrecasas-Arbos et al, (2011) e Zarei et al. (2011), entre os benefícios com a
implementação das práticas de produção enxuta são a diminuição dos estoques, que por sua
vez devem aumentar a performance da empresa. Para alcançar estes benefícios, são
necessários cinco passos fundamentais: (a) o valor obtido pela perspectiva do cliente, quais
são suas necessidades e valores; (b) o mapeamento identificando as atividades que geram
valor, minimizando os desperdícios; (c) o fluxo por meio da identificação das atividades,
buscando a otimização dos processos; (d) puxar fazendo com que a organização trabalhe pela
demanda do cliente e não através de geração de estoques (JONES, et al., 2004).
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Entre os desperdícios encontrados nos processos, o setup é um dos que provocam maiores
perdas de tempo e produção, em virtude da parada de maquinário para troca de ferramentas.
Nesse sentido, a troca rápida de ferramentas (TRF) tem como objetivo principal a busca por
tempos de setup inferiores a dez minutos.
A proposta de produção puxada, passo fundamental citado por Jones e Womack (2004), pode
ser traduzida na implementação de um sistema japonês denominado Kanban, o qual se utiliza
de cartões que ativam o processo e diminuem os estoques intermediários entre as etapas de
fabricação. Estas duas ferramentas serão aplicadas neste estudo e detalhadas mais
aprofundadamente nas próximas seções.
2.1 Troca rápida de ferramentas (TRF) e Sistema Kanban
A exigência da troca rápida de ferramenta decorre das dificuldades encontradas em ambientes
de produção de produção diversificada e de baixo volume diversificada. Estas dificuldades
estão estreitamente relacionadas ao aumento da necessidade de set-ups para produzir uma
variedade de bens em lotes de pequeno tamanho relativo.
A teoria TRF (SHINGO, 1985) indica que, mesmo se a freqüência dos set-ups não possa ser
reduzida, o tempo de inatividade real causada por mudanças de especificação nas máquinas
podem ser grandemente reduzidas, proporcionando assim, um aumento da capacidade de
produção disponível. Shingo (1985) apresenta que a TRF pode ser aplicada em qualquer
fábrica, a qualquer máquina, e que a primeira fase de implementação é a separação entre set-
up interno e externo.
Set-up interno: só pode ser realizado quando a máquina estiver parada, ou
Set-up externo: pode ser realizado enquanto o aparelho está em operação.
Shingo continua a ser a principal referência para a TRF, alguns pré-requisitos não são
abordados, embora alguns autores tenham citado a técnica como uma ferramenta dentro de
um programa de melhoria contínua (GILGEOUS, et al., 1998; REGAN, et al., 1999).
Moxham e Greatbanks (2001) aplicaram a TRF em uma empresa do segmento têxtil e
sugerem que para a implementação efetiva necessita-se de um certo número de requisitos
fundamentais. A adoção e implementação destes requisitos foi classificada pelos autores
como TRF-ZERO. A fim de estabelecer as bases sobre as quais a TRF pode ser construída
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dentro da operação de processamento têxtil, a pesquisa sugere que os seguintes pré-requisitos
são necessários:
a) Abordagem de trabalho em equipe para a comunicação;
b) Controle visual de fábrica;
c) Avaliação de desempenho, e
d) Kaizen com vista a simplificar tanto a avaliação e medição.
Atrelado à filosofia Just-in-time, assim como as diminuições de tempo de set-up, o Sistema
Kanban é um mecanismo para gerenciar e controlar o fluxo de material na fabricação, o cartão
é usado para regular o padrão de fluxo de material ao longo do processo, ele é conduzido da
necessidade a jusante para a produção a montante. A produção a montante então é iniciada
para repor as necessidades das partes que foram retiradas (BONVIK, et al., 1996).
O sistema Kanban enfatiza o nível mínimo de inventário, garantindo o abastecimento da
próxima etapa do processo, na quantidade certa e na hora correta. A maioria dos
pesquisadores então conclui que o sistema Kanban pode levar a redução do tempo de
fabricação (LEVITT, et al., 1990; BONVIK, et al., 1996; KUMAR, et al., 2007).
De acordo com Moura (1996, 22), há três tipos de cartão Kanban: (a) cartão de produção; (b)
cartão de requisição; (c) cartão de transporte. Para a implantação do Kanban pode-se utilizar
um, dois ou os três cartões, de acordo com as necessidades e adaptações específicas de cada
empresa.
3. Método de pesquisa
A presente pesquisa, aplicada em uma empresa fabricante de eletrodomésticos na cidade de
São Carlos-SP, seguiu o método quantitativo, por possibilitar a quantificação das variáveis e
inferências a partir de amostras dos tempos obtidos. Os dados foram coletados por diferentes
instrumentos, dentre os quais destacam: a) equipamento automático de coleta de dados (IHM);
b) planilhas de controle de setup localizadas nos postos de trabalho; c) o método observatório
para identificar quais os procedimentos eram utilizados e após a aplicação da ferramenta TRF
como ficou.
Para a realização da pesquisa, as fases contempladas foram: a) levantamento da bibliografia
sobre TRF e Kanban aliado a treinamentos na área b) montagem de um grupo multifuncional
de trabalho no setor pesquisado; c) treinamento do grupo nos conceitos teóricos e práticos; d)
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levantamento de dados e escolha do local a ser pesquisado; e) aplicação prática dos conceitos;
f) padronização das aplicações; g) com base no que foi desenvolvido, aplicou-se as técnicas e
ferramentas em todos os ferramentais existentes no grupo de máquinas escolhido e h)
acompanhou-se os dados buscando estabilização do processo de set-up.
Figura 1 - Esquema metodológico para construção da pesquisa
4. Estudo de caso: aplicações de ferramentas lean
A empresa pesquisada é uma indústria multinacional, fabricante de eletrodomésticos de linha
branca, presente nas cidades de Curitiba, Manaus e São Carlos, esta última onde foi realizado
o trabalho. Considerada um dos maiores grupos do mundo, produz anualmente mais de 55
milhões de produtos distribuídos entre suas 500 empresas e comercializadas em mais de 100
países diferentes.
O setor pesquisado foi a unidade de estamparia pesada, onde são processados peças que
demandam maior número de distintas ferramentas na produção e por se tratar de um dos
locais dentro da unidade onde existem preparações de máquinas constantemente.
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Atualmente, o setor é responsável por processar aproximadamente 1 milhão de peças por mês,
por meio de atividades simples, feitas em prensas de pequeno porte (até 50 toneladas), até
operações complexas, que passam por diferentes ferramentas e são realizadas em máquinas de
grande porte (300 e 400 toneladas). O setor é de extremo interesse por muitas vezes se tornar
gargalo para o processo produtivo, o que faz com que a área tenha elevado número de horas
extras, altos níveis de estoques para evitar paradas de produção, além da baixa flexibilidade.
Dessa forma, há um local com grande potencial de impacto positivo com a aplicação de
ferramentas lean.
4.1 Levantamento dos dados
Ao analisar o local onde deveria ser realizado o início da implementação da ferramenta TRF,
entre as três máquinas disponíveis (prensas de pequeno, médio e grande porte), foi possível
identificar as necessidades estratégicas da empresa que ficaram resumidas e definidas como,
sendo redução de estoques intermediários e os processos mais flexíveis para o processo
produtivo. Após essa etapa, foram avaliados os tempos gastos com set-up em cada máquina
do setor, conforme a Gráficos 1 e 2.
Gráfico 1 - Estoque médio por tipo de prensa
Estoque Médio Semanal
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
Pequeno Porte Médio Porte Grande Porte
Tipo de Prensa
Qu
an
tid
ad
e P
eças
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Gráfico 2 - Média de setups mensais por tipo de prensa
Média de Setups Mensais
0
20
40
60
80
100
120
Pequeno Porte Médio Porte Grande Porte
Tipo de Prensa
Qu
an
tid
ad
e d
e S
etu
ps
Conforme o Gráfico 1, observa-se que as prensas de pequeno porte são as que possuem maior
estoque intermediário dentre o grupo. No Gráfico 2, observa-se que as máquinas de grande
porte efetuam mais trocas durante o mês, adicionalmente às informações destes
levantamentos, há o fato de que o setor é o que utiliza o maior número de prensas para
confecção de uma única peça, como, por exemplo, pode-se citar a estampagem da mesa do
fogão fabricada em aço inox, a chapa inicialmente cortada nas dimensões necessárias passa
por quatro prensas até tomar seu formato original e os componentes ali estampados, são os
que possuem maior volume para serem estocados o que ocasiona grandes necessidades na
área de armazenamento entre o setor de estamparia e as linhas de produção.
4.2 Implementação da TRF
Para realização deste trabalho, o primeiro passo foi a escolha de uma equipe multidisciplinar,
formada pelos pesquisadores, dois preparadores de máquinas, três operadores de máquinas,
um técnico da qualidade, um mecânico de manutenção, um engenheiro de processo e um
assistente de manufatura.
A equipe trabalhou durante quatro meses para que fosse possível a implementação e
acompanhamento da ferramenta no setor de estamparia pesada. Toda a análise da situação foi
realizada dentro deste período, em que após definido o local onde seria aplicada a ferramenta,
efetuou-se o levantamento dos tempos de setup atuais para cada peça estampada pelo setor de
grande porte, destacadas na Figura 3.
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Gráfico 3 - Tempos de setup para cada peça
Setup
0:00
0:07
0:14
0:21
0:28
0:36
0:43
0:50
0:57
Low er
base
Wrap
(Front)
Front
Basket
(Front)
Side
Panels
(Jane)
Wrap
(Irene)
Wrap
(Paula)
Frame
Upper
Wrap
(Hilda)
Cabinet
Rear
(Paula)
Cabinet
Rear
(Giovana)
Cabinet
Rear
(Saphira)
Cabinet
Rear
(Front)
Pieces
Tim
e (
min
ute
s)
Com base nos tempos de setups e a experiência dos operadores, foi possível definir a lateral
do produto Jane (Side Panels) como a peça a ser utilizada para no projeto piloto por ser um
produto de maior complexidade e por utilizar quatro prensas de grande porte para sua
confecção. Após a definição do processo a ser tomado como ponto inicial da pesquisa,
realizou-se reuniões com a equipe para nivelamento de conhecimentos e aplicação das
técnicas, conforme Tabela 2.
Tabela 2 - Temas das reuniões de nivelamento
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Na primeira etapa foi apresentada ao grupo todas as técnicas que a ferramenta TRF
proporciona, sem seguida os setups foram filmados em detalhes. Ao concluir esta etapa, o
grupo reuniu-se novamente em sala para análise do vídeo para aplicar os conceitos aprendidos
na primeira reunião. Após as reuniões, foi possível separar todas as atividades do setor em
externas, internas e desperdícios.
Através de análises visuais foram propostas melhorias que facilitaram e contribuíram para a
redução dos tempos de troca de ferramenta. Nesta fase, as principais contribuições
apresentadas auxiliaram nas reduções dos tempos de máquinas paradas por troca, conforme as
Figuras 2 e 3. Na Figura 2 pode-se verificar uma prática comum no setor utilização de duas
ferramentas pequenas em diferentes máquinas de grande porte.
Figura 2 - Esquema da Ferramenta na Prensa
Na Figura 03, observa-se uma das ideias geradas no grupo, a conjugação de ferramentas em
uma única prensa, agilizando o processo e aumentando a disponibilidade de carga máquina do
setor, na prática pode ser verificada, conforme Figura 04.
Figura 3 - Esquema da ferramenta conjugada na prensa
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Figura 4 - Foto do Antes (esquerda) e Depois (direita) de Aplicar Ideia de Conjugar
Na Figura 5 observa-se uma prática constante na empresa, a fixação de ferramentas através de
parafusos, o que gera tempos consideráveis no prender o estampo, a ideia aplicada foi a
utilização de grampos hidráulicos o que praticamente não gera perda de tempo no setup.
Figura 5 - Fotos do antes (esquerda) e depois (direita) da mudança dos fixadores
Após a conclusão do piloto, as técnicas foram aplicadas nas demais peças apresentadas,
conforme Figura 3, em que foi possível aprimorar a cada nova aplicação os conceitos
aprendidos e os resultados neste setor em apenas quatro meses de trabalho já estão sendo
colhidos e o mais importante é a motivação gerada no setor, sempre buscando bater seus
recordes.
4.3 Utilização de um supermercado para controlar a produção
Após a fase de melhorias e estabilização dos processos de setup no setor de estamparia grande
porte, surgiu a necessidade de mudança na forma como a programação convencionalmente é
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realizada. O PCP emite um relatório com o programa mensal para a área, e a mesma efetua
sua programação interna para atender a demanda de seus clientes internos.
Contudo, o problema dessa forma de programar é que as peças são confeccionadas com um
dia de antecedência, o que ocasionam estoques elevados, e qualquer problema que acarrete a
não produção de determinado item já fabricado gera inventário ainda maior, pois essas peças
necessitarão de área para serem acondicionadas até que sejam consumidas.
Como a área de estamparia é um dos pontos na cadeia de valor cujo fluxo contínuo não é
possível, além disso fabricar em lotes é necessário para atender a demanda, foi estudada a
possibilidade de implantação de um sistema Kanban aliada a implantação da TRF. Isto
possibilitou uma maior flexibilidade no processo, por disponibilizar mais horas de produção,
com menos tempo de máquinas paradas. Desse modo, foi possível diminuir o lead time de
produção e, consequentemente, seus estoques intermediários.
Foi implantado um piloto de processo puxador onde estão são utilizadas ferramentas como
Kanban de produção, o qual dispara a necessidade de peças. Esse kanban de retirada trata-se
de uma lista de compras que instrui o movimentador de materiais a pegar e transferir peças
pelo sistema de programação FIFO: primeiro que entra é o primeiro que sai.
Estas mudanças possibilitaram ao setor maior independência quanto ao que seu cliente está
fabricando na ponta da linha, atendo-se somente o controle de seu sistema de supermercado.
A grande vantagem do sistema foi fornecer a possibilidade de redução de inventário em
aproximadamente 50% do valor anteriormente apontado no Gráfico 1.
Conforme a Figura 6, o cliente do processo vai ao supermercado e retira o que precisa. Em
seguida, o fornecedor do processo produz para reabastecer o que foi retirado. Esse sistema
tem como objetivo controlar a produção no processo de fornecimento sem tentar programar e
controlar a produção entre os fluxos. Um Kanban de “produção” dispara a produção de peças,
enquanto isso, um Kanban de “retirada” instrui o movimentador de materiais a pegar e
transferir peças.
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Figura 6 - Sistema puxado com supermercado
4.4 Resultados das implementações Just in time
Após a implantação de todas as melhorias propostas, foi efetuada uma comparação dos dados
coletados e o acompanhamento mensal. Estas análises evidenciaram os ganhos que as
ferramentas proporcionaram ao setor e à empresa. A Figura 7 demonstra os ganhos médios
com todas as peças (Gráfico 03) em que foram aplicadas as técnicas de troca rápida de
ferramentas.
Figura 7 - Ganhos médios com todas as peças (referente ao Gráfico 3)
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Observando o Gráfico 04 pode-se verificar o antes e o depois da implementação da
ferramenta TRF no setor de estamparia de grande porte, e os ganhos em torno de 68% com a
redução dos tempos de setup, o que resultou em uma disponibilidade neste setor de mais 450
horas para produção, possibilitando a internalização de alguns ferramentais que estavam
terceirizados por falta de capacidade, com economias de aproximadamente R$ 190 mil anuais,
conforme dados extraídos de documentos internos da empresa.
Gráfico 4 - Tempo gasto com setups por peças antes e depois da implementação da TRF
Setup
0:00
0:07
0:14
0:21
0:28
0:36
0:43
0:50
0:57
Low er base Wrap (Front) Front Basket
(Front)
Side Panels
(Jane)
Wrap (Irene) Wrap (Paula) Frame Upper Wrap (Hilda) Cabinet Rear
(Paula)
Cabinet Rear
(Giovana)
Cabinet Rear
(Saphira)
Cabinet Rear
(Front)Pieces
Tim
e (
min
ute
s)
Antes Depois
Com base nisso, foi possível comprovar os ganhos que a ferramenta proporciona, com a sua
aplicação, atestando as vantagens da produção enxuta (SHAH, et al., 2003; CUATRECASAS-
ARBOS, et al., 2011; ZAREI, et al., 2011), do Kanban (LEVITT, et al., 1990; BONVIK, et
al., 1996; KUMAR, et al., 2007) e da TRF (SHINGO, 1985; GILGEOUS, et al., 1998;
REGAN, et al., 1999; MOXHAM, et al., 2001).
5. Considerações finais
A melhoria contínua é promovida e somente tem seu sucesso garantido com a participação
ativa do nível operacional, pois as melhorias são apenas efetivas quando implantadas no chão
de fábrica. O sistema de troca rápida de ferramentas oferece maior flexibilidade ao sistema
organizacional, pois possibilita realizar trocas mais rápidas e o setup deixa de ser problema.
Entretanto, é um programa com alcance de resultados em médio prazo. Nesta fase de
implementação foi necessário quatro meses de trabalho, abrangendo poucas ferramentas e
peças, se comparado com o montante total do setor de estamparia. Com os resultados, essa
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ferramenta apresenta-se como potencial instrumento a fim de promover benefícios para o
setor e para toda empresa.
O presente trabalho cujo objetivo foi demonstrar a aplicação dos conceitos e técnicas
utilizados na implementação de um sistema de troca rápida de ferramentas em uma indústria
de eletrodomésticos, obteve um grande ganho na redução dos tempos de troca dos
ferramentais (redução média de 68%), além de proporcionar ao pesquisador, ao setor e
consequentemente a empresa: melhoria do tempo de utilização das máquinas; melhoria do
tempo de ciclo do maquinário; motivação e envolvimento dos operadores; flexibilização do
processo produtivo e a redução de custos, devido a internacionalização de ferramentas
terceirizadas.
O estudo de caso revela que, a empresa pesquisada ainda possui um grande potencial de
ganho em seu processo produtivo, tendo com a implementação da ferramenta possibilidade de
maximizar seus resultados, com baixos investimentos e alta motivação de seu pessoal. A
identificação dos ganhos foi importante para fornecer aos dirigentes do setor de estamparia e
da organização, informações necessárias para continuarem investindo e incentivando a
aplicação da ferramenta, com ganhos reais e retornos rápidos. Assim sendo a TRF mostrou-se
uma ferramenta útil para análise e melhoria do processo, proporcionando resultados
sustentáveis.
Com base nos resultados desse trabalho, existem diversas melhorias que ainda precisam ser
implantadas e expandidas para outros setores da empresa, algumas propostas para outras
melhorias na redução de tempos de preparação e continuidade do trabalho foram deixadas
como objetivo, ficando sob a responsabilidade dos funcionários do setor que integraram o
grupo, como: (a) planejar e estudar implementação dos conceitos de TRF nos setores de
pequeno e médio porte; (b) continuar o processo de melhoria contínua no setor onde foi
implementada a ferramenta, com objetivo de sempre estar melhorando os tempos; (c)
transferir conhecimento obtido na prática para o setor de componentes plásticos, área de
extrema importância para empresa que também necessita de implementação da ferramenta.
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