UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA

DIOGO NUNES DALOSTO

MELHORIA DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE UMA METALÚRGICA

ATRAVÉS DO USO DE FERRAMENTAS LEAN

Lorena/SP

2014

DIOGO NUNES DALOSTO

MELHORIA DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE UMA METALÚRGICA

ATRAVÉS DO USO DE FERRAMENTAS LEAN

Trabalho de conclusão de curso apresentado

como requisito para a obtenção do grau de

Engenheiro Industrial Químico.

Orientador: Prof. Dr. Messias Borges Silva

Lorena/SP

2014

Dedico esse trabalho à minha família que

sempre me apoiou e ao Profº Messias Borges que se fez

presente durante as fases mais importantes da minha

jornada estudantil.

RESUMO

DALOSTO, D.N. Melhoria do processo de produção de uma metalúrgica através

do uso de ferramentas Lean. 2014. 53p. Trabalho de conclusão de curso

(Graduação do Curso de Engenharia Industrial Química) - Escola de Engenharia de

Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2014.

O presente trabalho utilizou ferramentas de Lean Manufacturing para melhorar o

processo de produção de uma indústria metalúrgica no estado do TENNESSSE -

EUA, desenvolvendo uma abordagem metódica que salientasse os problemas deste

processo e assim pudesse corrigi-los. No desenvolvimento identificou-se as

restrições do projeto, construiu-se o layout e o mapa Espagueti (spagheti chart), fez-

se a coleta de dados sobre o tempo de produção (time studies), tempo levado do

processo (lead time), tempo de ciclo (cycle time), entre outros, que resultaram no

mapa de fluxo de valor (VSM). Notado os defeitos do fluxo de produção, tais como

alto tempo de espera entre as estações de operação, gargalos e uma produção

desbalanceada, o estudo buscou como resultado uma proposta inovadora de

alterações do sistema atual de produção que suavizasse e trouxesse equilíbrio,

proporcionando o seu balanceamento e desenvolvimento para a forma “puxado” (pull

system), o que reduziria o tempo total de produção atual e aumentaria a

produtividade. As alternativas de melhorias como a criação de células de produção e

a organização da produção através de um schedule foram devidamente simuladas

com o estado atual e futuro no software Visio® para comprovar a eficiência do

trabalho, obtendo-se como um dos resultados a redução do tempo de produção em

847%.

Palavras Chave: Lean Manufacturing, Melhoria de Processo, Fluxo de

Produção, Melhoria do Fluxo de Produção.

ABSTRACT

DALOSTO, D.N. Improvement of a production process in a metallurgical

company through Lean tools. 2014. 53p. Trabalho de conclusão de curso

(Graduação do Curso de Engenharia Industrial Química) - Escola de Engenharia

de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2014.

The present study utilized the Lean Manufacturing tools to improve the process of

producing of a metallurgical industry in the state of TENNESSSE - USA,

developing a methodical approach that highlighted the problems of this process

and thus could fix them. The project development was first identify the project

constraints, it was constructed the current layout and spagheti chart, it was

collected data about production time (time studies ) , lead time , cycle time, among

others, which come out in the value stream map (VSM ). By this time, we got the

defects of the production flow such as high standby time between seasons of

operation, bottlenecks and unbalanced production, the study get as a result an

innovative proposal to change the current system of production that brings balance

to the line, providing its balance and development into a pull system, which would

reduce the total time of current production and increase productivity. The

alternatives for improvements such as creating production cells and using a

schedule were properly simulated with current and future states in the software

Visio ® to prove the efficiency of the work, one of the results was the reduction of

production time in 847%.

Keywords: Lean Manufacturing, Process Improvement, Production Flow,

Improvement of Process Flow.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Bellows (produto final). ............................................................... 29

Figura 2 - Hidroformadoras ......................................................................... 29

Figura 3 - Hidroformadoras Panorama ....................................................... 30

Figura 4 - Corte .......................................................................................... 30

Figura 5 - Furação ...................................................................................... 30

Figura 6 - Remoção De Rebarbas .............................................................. 31

Figura 7 - Presagem ................................................................................... 31

Figura 8 - Matéria Prima. ............................................................................ 31

Figura 9 - Caixa de Armazenamento .......................................................... 32

Figura 10 - Mapa de Fluxo de Valor ........................................................... 35

Figura 11 - Layout Atual ............................................................................. 35

Figura 12 - Layout Espaguete .................................................................... 35

Figura 13 – Simulação Computacional do Estado Atual ............................. 37

Figura 14 - Padrão de Gargalos ................................................................. 39

Figura 15 - Célula A. ................................................................................... 42

Figura 16 - Célula B .................................................................................... 42

Figura 17 - Célula C ................................................................................... 43

Figura 18 - Layout Futuro ........................................................................... 46

Figura 19 - VSM Futuro .............................................................................. 49

Figura 20 - Simulação do Estado Futuro .................................................... 50

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 - Controle de Produção ............................................................... 44

Quadro 2 - Acompanhamento da Produção ............................................... 45

Quadro 3 - Exemplo de Demanda .............................................................. 45

Quadro 4 - Exemplo de Atribuição de Pedido ............................................. 46

Quadro 5 - Acompanhamento da Produção ............................................... 47

Quadro 6 - Lead Time Simulado ................................................................. 48

Quadro 7 - Acompanhamento da Produção II ............................................ 48

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Famílias ..................................................................................... 40

Tabela 2 - Identificação das Máquinas ....................................................... 41

Tabela 3 - Resultados da Abordagem ........................................................ 50

LISTA DE SIGLAS

TPS Toyota Production System

MRP Materials Resource Planning

NVA Non-Value-Adding

VA Valor Agregado

VSM Value Stream Mapping (Mapa de Fluxo de Valor)

TQC Total Quality Control

TPM Total Productive Maintenance

TCC Trabalho de Conclusão de Curso

WIP Work in Process

LM Lean Management

SUMÁRIO

1- INTRODUÇÃO ..................................................................................... 10

2- REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................ 13

2.1. LEAN MANUFACTURING .............................................................. 13

2.1.1. Benefícios do lean manufacturing .......................................... 15

2.2. FERRAMENTAS DO LEAN ............................................................ 16

2.2.1. Mapa de fluxo de valor (value stream mapping – vsm) .......... 18

2.2.1.1. Identificação de valores não agregados (nva) .......................... 19

2.2.1.2. Mapeamento do estado atual .................................................... 19

2.2.1.3. Mapeamento do estado futuro .................................................. 20

2.2.2. Simulação de projetos ............................................................... 20

2.2.2.1. Porque utilizar simulação .......................................................... 20

2.2.2.2. Resultados da simulação de projetos ....................................... 21

2.3. PENSAMENTO LEAN MANUFACTURING .................................... 22

2.4. MELHORIA CONTÍNUA.................................................................. 23

3- METODOLOGIA .................................................................................... 25

4- DESENVOLVIMENTO ........................................................................... 27

4.1. ESTUDO DO PROCESSO ATUAL ................................................. 28

4.1.1. O produto e o processo ............................................................. 29

4.1.2. Descrição das atividades do processo .................................... 32

4.1.3. Levantamento das restrições e condições do projeto ........... 33

4.1.4. Os produtos mais importantes para a empresa ...................... 33

4.1.5. Coleta de dados ......................................................................... 33

4.2. ANÁLISE DOS DADOS .................................................................. 34

5 - RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................ 39

6 - CONCLUSÃO ....................................................................................... 52

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................... 53

10

1- INTRODUÇÃO

A produção enxuta ou como é conhecida no ocidente por Lean

Manufacturing não só desafiou com sucesso as práticas de produção em massa

aceitas na indústria automotiva, mudando significativamente o compromisso entre

produtividade e qualidade, mas também levou a repensar uma ampla gama de

fabricação e operações de serviços para além do ambiente de produção repetitiva

de alto volume. (HOLWEG, 2007)

Os princípios de otimização da produção a nível industrial foram

desenvolvido pela empresa Toyota Motor para atender às suas necessidades

específicas em um mercado restrito em momentos de dificuldade econômica.

Estes conceitos que denominados por Lean Manufacturing foram estudados e

provaram ser transferíveis e aplicáveis a uma ampla variedade de indústrias.

(WOLMACK et. al, 2007).

Na busca por melhorar a produtividade, as industrias atualmente têm que

recorrer ao Lean para a otimização de seus processos. Especialmente as

empresas de manufatura lutam para atender a uma demanda do mercado

flutuante e lidar com questões essenciais hoje em dia que são o preço final dos

produtos, qualidade e prazo de entrega.

Assim, ter um fluxo de produção equilibrado e um sistema de produção

competitivo é essencial para que as exigências do mercado, cada vez maiores,

sejam atendidas e que seja possível a sobrevivência da empresa. (ELMOSELHY,

2013)

A otimização de uma determinada área acaba, mesmo que indiretamente,

influenciando em outra e que melhora a industria como um todo, podendo ser

ampliada e melhorada cada vez mais. Uma produção que emprega os príncipios

de Lean Manufacturing e suas ferramentas, resulta em uma melhoria substancial

na produtividade da empresa, qualidade e faturamento como já foi comprovado

em diversos artigos (MELTON, 2005).

Essas novas tecnologias são muitas vezes ignoradas pelos céticos e

antigos “mestres” de produção, que estão há anos nas empresas e são contra as

novas ferramentas que auxiliam e melhoram a produtividade por estarem

desatualizados e se sentirem os donos do processo em que trabalham, que têm

11

aversão a toda e qualquer mudança. Pode-se dizer ainda que são contra a ciência

e o progresso, pois acabam se tornando escravos de um sistema arcaico de

produção, que prejudica a sua empresa e reflete de várias formas negativas,

como a perda de espaço no mercado de trabalho e principalmente na forma mais

cruel e significativa dos indicadores: o lucro.

O presente trabalho analisou um caso típico de uma indústria pioneira no

seu setor, mas que há anos perde espaço para outras indústrias mais novas no

mercado, não por falta de qualidade nos seus produtos, mas por não se ligar nas

novas tecnologias de produção, ou seja, se enquadra no perfil descrito

anteriormente. A contribuição desse trabalho para a engenharia está em resgatar

os princípios e lógica do engenheiro, bem como suas raízes científicas de

raciocinar e resolver problemas, sendo assim, serve como recurso de busca para

futuras publicações e pesquisas.

A indústria buscou a ajuda do Departamento de Engenharia de Produção

da Universidade do Tennessee, através do qual o projeto foi desenvolvido. O

objetivo do contato da empresa era de otimizar o fluxo de produção de uma linha

específica: a produção de Bellows, que são instrumentos metálicos utilizados na

medição volumétrica de carros, aviões, helicópteros, entre outros veículos, que

possuem tanques de combustível ou compartimentos que necessitam ser

monitorados. O problema da linha de produção era definido pela empresa por não

haver “sincronismo” na produção, em outras palavras, o tempo total de produção

era muito alto e os colaboradores internos não sabiam como melhorar ou

solucionar esse problema.

A priori visitas periódicas a indústria foram realizadas para o levantamento

de informações e particularidades do processo, bem como coletar dados da

produção. Após essa fase, uma abordagem a esse sistema produtivo foi

elaborada, a fim que atingir as expectativas da empresa. O objetivo foi favorecer

uma produção, para que fosse mais harmonioza e fluísse ao longo do processo,

visando alcançar o sistema puxado (pull system) através da utilização das

ferramentas de lean manufacturing.

O sistema atual de produção foi analisado e estudado. Através dos dados,

realizou-se o mapeamento do processo, o estudo de tempos da produção (time

studies), identificou-se os gargalos da produção (bottle neck), construíu-se o

12

mapa de fluxo de valor e elaborou-se a simulação do processo atual com a ajuda

do software Visio®.

Através dessa análise, a nova abordagem desenvolvida balanceia a linha

de produção uniformemente, fazendo com que o sistema se transforme em

puxado (pull system), que é objetivo principal do Lean Manufacturing. Para isso,

um layout que estimulasse o fluxo de uma peça por vez (one piece flow) foi

criado, por meio de células de produção utilizando famílias com as mesmas

características. Além disso, o novo layout mapeou todas as máquinas do

processo atribuindo-lhes produtos específicos, permitindo a melhora da

visualização e o gerenciamento da produção de forma clara e objetiva. Tal

mapeamento possibilitou principalmente uma produção sem pausas, utilizando

todas as máquinas disponíveis na indústria, para evitar paradas indesejáveis com

setups na troca de pedidos e produtos.

Simulou-se toda essa nova abordagem no software Visio® e os resultados

foram expressivos com relação a redução do tempo de produção, comprovando

sua eficiência para uma futura aplicação prática.

13

2- REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1. LEAN MANUFACTURING

A palavra Lean Manufacturing não possui uma tradução para o português

que explique seu significado, tamanha sua abrangência, assim como o próprio

inglês não é capaz de dar-lhe um significado completo. Em português, a tradução

mais próxima seria “produção enxuta” ou ainda por se tratar de uma série de

conceitos e ferramentas e ser acima de tudo uma cultura, pode-se dizer que é “a

prática de uma produção sem desperdícios”. Sendo assim, Lean Manufacturing

será o termo empregado nesse trabalho. Na verdade, fazer referência a essa

abordagem de produção enxuta é relacioná-la com a pioneira desse grande

sistema no oriente, que é a Toyota Motor Company, criada por Taiichi Ohno.

O nascimento da era Lean foi no Japão dentro da Toyota na década de

1940: o Sistema de Produção Toyota (TPS - The Toyota Production System), cuja

a aplicação se deu na Toyota Motor Company. Devastado pela guerra, o Japão

não dispunha de recursos para realizar altos investimentos necessários para a

implantação da produção em massa, que caracterizava o sistema implantado por

Henry Ford. Além disso, no país existiam outras séries de problemas e desafios a

serem contornados como: mercado interno limitado e demandando vasta

variedade de produtos, mão de obra especializada, existência de vários

fabricantes de veículos do mundo, etc.

A partir daí, surgiu a necessidade de se criar um novo modelo gerencial,

nascendo assim, o TPS, estruturado por Taiichi Ohno, vice-presidente da Toyota.

Os objetivos fundamentais deste novo sistema caracterizaram-se por qualidade e

flexibilidade do processo, ampliando sua capacidade de produzir e competir no

cenário internacional. Foi baseado em torno do desejo de produzir em fluxo

contínuo e que não dependesse muito da produção e suas variações para ser

eficiente, e também no foco direto ao cliente, onde o tempo total e esforço para

processar um produto de valor agregado (VA) fosse o objetivo principal do

sistema produtivo, ou seja, produção voltada para o cliente final. Isto foi

14

claramente o oposto do que o mundo ocidental estava fazendo com o seu sistema

de produção em massa, com pensamentos voltados somente em torno de

materiais e de planejamento de recursos (MRP) e de sistemas informatizados

complexos que estava desenvolvendo ao lado das filosofias de produção em

massa originalmente desenvolvidos por Henry Ford, ou seja, uma grande

produção de alto volume de produtos padronizados com produto e mínima

participação ou atenção às exigências particulares dos clientes. Esse sistema

produtivo fez Taiichi Ohno refletir sobre um novo sistema de produção que fosse

acima de tudo objetivo na eliminação de desperdícios e elementos

desnecessários a fim de reduzir custos e que a ideia básica é produzir apenas o

necessário, no momento necessário e na quantidade requerida (OHNO,1997).

Dessa forma, todo esse conceito foi levado para o ocidente e que rendeu o

tema do livro “The Machine that changed the World” (Womack et al, 1990.), um

livro que destaca primeiro métodos de produção japoneses, em comparação com

tradicional sistemas de produção em massa ocidentais e também realça o

desempenho superior do primeiro. Os seus princípios e técnicas aplicados no

ocidente foram denominados por Womack de Lean Manufacturing. O seu seguinte

livro, “Lean Thinking: Banish Waste and Create Wealth in your Organization” , é

igualmente um passo importante na história do Lean por resumir os princípios de

guia de ação para o termo no ocidente criando também o conceito de "Lean

Production" (WOMACK e JONES, 1996).

Do livro, “Lean Thinking” (WOMACK e JONES, 1996), podemos

compreender os princípios do Lean, que segundo os autores são:

A identificação do valor.

A eliminação dos resíduos.

A geração de fluxo de valor para o cliente.

Através desses valores expressos por Womack e Jones e relacionando-os

com a fonte da palavra Lean Manufacturing, que foi inspirada no TPS, podemos

entender de onde surgiu o conceito, que vem das ideias de Ohno (1997). Com a

filosofia implantada na Toyota, Ohno tinha como ideia principal reduzidir os níveis

de estoque, alta qualidade dos produtos, redução de prazos de entrega, aumento

da produtividade e utilização da capacidade máxima dos equipamentos e

quantidades reduzidas de retrabalho, ou seja, realização do trabalho perfeito

desde a primeira vez que era executado. Essas ideias ainda hoje são desafios na

15

implementação do Lean para as montadoras, que buscam conseguir uma

harmonia entre todos esses elementos extremos, sem comprometer a qualidade e

lucratividade (ELMOSELHY, 2013).

Conceitos traduzidos da era TPS para o ocidente, agora expressos por

Lean Manufacturing, demonstraram claramente que esta não era uma filosofia ou

técnica que seria aplicável apenas para a indústria automotiva japonesa, mas

também para vários outros tipos de indústrias no mundo inteiro e sistemas como

na área da saúde, comércio, transporte e serviços.

2.1.1. Benefícios do Lean Manufacturing

Os benefícios observados nas indústrias, tais como a indústria

automobilística, estão bem documentados segundo (MELTON, 2005):

diminuiu os prazos de entrega para os clientes;

estoques reduzidos para os fabricantes;

melhoria da gestão do processo;

processos mais robustos (conforme medido pelo menos erros e, por

conseguinte, menos retrabalho).

Isto faz do Lean um conceito muito plausível e viável, especialmente para

as indústrias. Produção nos formados do Lean se expandiu e o pensamento Lean

foi aplicado a todos os aspectos da cadeia de suprimentos. Há muitos exemplos

bem documentados da aplicação do "pensamento lean", como citado

anteriormente para processos de negócio, tais como gerenciamento de projetos

(MELTON, 2003), construção, design, e assim por diante. Lean pode ser aplicado

a todos os aspectos da cadeia de fornecedores e consumidores e o máximo de

benefícios dentro da organização devem ser realizados de forma sustentável.

De acordo com Moyano e Sacristán (2012) empresas em uma variedade

de setores econômicos têm adotado, chamado de atualmente de Lean

16

Management (LM) nas últimas décadas e, em muitos casos, isso permitiu-lhes

melhorar seus resultados e sua competitividade.

Os dois maiores problemas com a aplicação do Lean para os processos de

negócios são a percepção de falta de benefícios tangíveis e da opinião de que

muitos processos de negócios já são eficientes. Ambas as hipóteses podem ser

contestadas, como disse Melton ( 2004):

“Há muitos benefícios tangíveis associados com o lean manufacturing. Um processo lean será mais rápido, se a velocidade de resposta a um pedido for mais rápido, e como a maioria dos processos de negócios estão ligados à cadeia de suprimentos da organização, isso pode ser a diferença nos benefícios financeiros significativos para a empresa. A percepção de que um processo já é eficiente, é muitas vezes uma ilusão. Funcionalmente, muitos processos de negócios pode parecer muito eficiente, no entanto, a aplicação de Lean nos obriga a rever toda a cadeia de suprimentos em que o processo de negócio está, e isso freqüentemente revela gargalos e bolsões de ineficiência.” (traduzido do inglês)

Dessa forma, o Lean agrega valores que são mensuráveis e muitas vezes

não mensuráveis. A organização e lucidez que um processo necessita para ser

administrado pode ser facilmente revelado com a aplicação das ferramentas lean,

como os kanban e ou 5 s’s. Além disso, a aplicação se dá em várias áreas da

indústria e sistemas em geral, como a aplicação mais atual em sistemas de saúde

(LeanHealth Care) ou até mesmo em hospitais, bancos e escolas, são exemplos

claros das vantagens que essa metodologia, bem como os seus métodos são

fatores diferenciais e que trazem grandes benefícios.

2.2. FERRAMENTAS DO LEAN

Como dito anteriormente, a essência do Lean Manufacturing está

intimamente ligada e tem origem no TPS e os seus fundamentos. Esses princípios

podem ser explicados como a busca incessante da eliminação de toda e qualquer

perda na linha de produção, seja de material, investimento, tempo de

processamento ou reprocessamento, contaminação de material, etapas

17

desnecessária, superprodução, e que segundo Cardoza et al.(2005), podemos

acrescentar outros desperdícios mais comuns nas empresas, tais como esperas,

defeitos de qualidade, inventários desnecessários, transporte excessivo e

movimentação desnecessária.

Uma empresa de manufatura enxuta é aquela que considera as

despesas dos recursos para qualquer outro objetivo que não a criação de valor

para o cliente final a ser desperdício, que se torna, portanto, um alvo para a

eliminação (WOMACK e JONES, 1998). Para conseguir isso, a empresa enxuta

deve não só aplicar os cinco princípios lean descritos acima, mas também integrar

ferramentas que auxiliam na melhoria da qualidade e na identificação e

eliminação dos valores não agregados ao cliente (NVA). Como os resíduos são

eliminados haverá melhoria da qualidade, economia do tempo de produção e os

custos serão reduzidos. Essencialmente, a manufatura enxuta é centrada na

preservação do valor com menos trabalho.

Dessa forma, para eliminação destes problemas e alcance das

metas estabelecidas para se eliminar os desperdícios, o conceito de Lean

Manufacturing se torna na verdade uma caixa de ferramentas. Dentro dessa caixa

de ferramentas podemos citar as principais utilizadas para executar os princípios

do Lean, segundo Werkema (2006):

Mapa de Fluxo de Valor;

Métricas Lean;

Kaizen- Melhoria Contínua;

Kanban;

Padronização;

5S;

Redução de Setup;

TPM (Total Productive Maintenance);

Gestão Visual;

Poka- Yoke ( Sistema a Prova de Erros).

18

2.2.1. Mapa de fluxo de valor (value stream mapping – vsm)

Iniciativas realizadas na indústria para estabelecer a cadeia de suprimentos

(Supply Chain) e de programas de desenvolvimento, demonstraram que é

necessário mapear os processos que têm valor agregado, ou seja, focar onde

existe valor não agregado (Non Value Add – NVA). Ao eliminar os NVA e seus

fatores, teremos um processo global mais suave, produtos e serviços tornam-se

mais valioso para o consumidor, bem como mais competitivo para com os rivais

em um mercado cada vez mais disputado. Estas abordagens econômicas estão

cada vez mais aplicadas em vários ambientes industriais e se tornaram fator

indispensável para que seja possível conhecer o processo em que se vai atuar.

A fabricante de automóveis Toyota foi a primeira empresa a utilizar técnicas

de mapeamento de fluxo de valor (VSM) para implementar conceitos e

ferramentas que auxiliassem no seu processo. O objetivo do VSM é para

minimizar o desperdício que impede um fluxo suave e contínuo de produtos e

informações ao longo de um fluxo de valor (JIMMERSON et. Al, 2005). A cadeia

de valor exibe o conjunto de atividades (e seu respectivo valor) envolvidas para

criar um produto ou fornecer um serviço. Mapeamento de fluxo de valor pode ser

definido como uma técnica de fabricação Lean usada para analisar o fluxo de

materiais e informações no momento necessário para produzir ou transmitir

informações de um produto ou serviço a um consumidor (RATH et. Al, 2008).

VSM serve como uma ferramenta para transmitir informações sobre os processos

e suas interações, para entender as relações complexas e identificar resíduos

escondidos.

Dessa forma, a técnica VSM origina-se do Sistema Toyota de Produção.

Ela é derivada do seu foco na redução do original dos sete desperdícios da

Toyota. A fim de melhorar o valor total do cliente, o VSM é uma técnica Lean que

é usado para analisar o fluxo de material e informação necessária para direcionar

um produto ou serviço ao cliente.

19

2.2.1.1. Identificação de valores não agregados (nva)

A fim de objetivar a identificação de perdas, um conceito chave no TPS,

conhecido como os sete desperdícios são:

1. Superprodução

2. Transporte desnecessário

3. Inventário

4. Movimentação de Material/Produtos

5. Defeitos

6. Re-trabalho

7. Material/Produtos em Espera durante o processo

Cada etapa processual deve ser revisada e inspecionada para a possível

ocorrência de NVA ocasionadas por motivos diversos como podemos ver nos sete

desperdícios exposto pela Toyota, focando-se especialmente em NVA.

2.2.1.2. Mapeamento do estado atual

O atual estado VSM deve ser criado de acordo com o padrão de

mapeamento do fluxo de valor. Os principais passos estão descritos abaixo:

Cálculo do tempo de produção de cada peça e os tempos de ciclos

(takt and cycle times).

Identificação de processos gargalos da produção (bottlenecks).

Identificação do tamanho dos lotes produzidos.

20

Identificação de células de trabalho potenciais.

Identificação e definição dos sistemas de sinalização visando ação

just-in-time.

Estabelecer métodos de programação e gerenciamento.

Cálculo do tempo de produção total com valores agregados e não

agregados.

Identificação de melhoria específica processo.

2.2.1.3. Mapeamento do estado futuro

Como o mapa do estado futuro está sujeito geralmente a mudanças com o

progresso do trabalho, cada um dos nove fatores acima deve ser considerado

com detalhes também para ser construído o futuro VSM.

2.2.2. Simulação de projetos

2.2.2.1. Porque utilizar simulação

Para as empresas que há muito tempo dependiam das abordagens

tradicionais para analisar seus sistemas de produção, muitas vezes é difícil

vender uma ideia e conquistar os diretores e gestores dos setores para com o

21

compromisso necessário para implementar as ideias e mudanças que o lean pode

proporcionar. Fazer isso é difícil por causa das diferenças em vários aspectos,

incluindo a aquisição da matéria-prima, gestão de estoques, gestão de

funcionários e controle de produção. Para os fabricantes tradicionais, a relutância

em implementar muitas ideias e ferramentas lean surge porque as suas

necessidades distintas muitas vezes tornam difícil prever a magnitude dos ganhos

que podem ser alcançados através da implementação destes. Como resultado, as

decisões da gestão responsável por sua implementação, muitas vezes não fazem

sucesso ou não são de fato implementadas em virtude da crença negativa que as

mudanças em manufatura enxuta causou as empresas no passado. Para muitos

gerentes, esse retrospecto ruim do Lean é justificativa suficiente para a não

adoção das ideias e não ter uma previsão dos resultados que os projeto trarão

para convencê-los a adotar as métricas do lean (DETTY e YINGLING , 2000).

Isso levanta a questão de como tornar o Lean mais viável. Embora,

em alguns casos, o mapa do estado futuro (VSM), pode ser avaliada com um

esforço relativamente modesto, não é tão fácil fazê-lo em muitos outros. Por

exemplo, a previsão de níveis de estoques ao longo do processo de produção é

geralmente impossível com apenas um mapa do estado futuro, porque com um

modelo estático, não se pode observar como os níveis de estoque podem variar

para diferentes cenários (MCDONALD et al.,2002). Em geral , precisamos de uma

ferramenta complementar ao VSM que possibilite quantificar os ganhos durante o

planejamento inicial e etapas de avaliação que é a simulação dos projetos.

2.2.2.2. Resultados da simulação de projetos

A simulação computacional de projetos é capaz de gerar os recursos

necessários e as estatísticas de desempenho, mantendo-se flexível para detalhes

organizacionais específicos (ABDULMALEK e JAYANT, 2007). Esse recurso pode

ser utilizado para lidar com a incerteza e criar exibições dinâmicas de níveis de

22

estoque , prazos de entrega e utilização de máquinas para diferentes mapas do

estado futuro VSM . Isto permite a quantificação de retorno derivado utilizando os

princípios do lean, bem como o impacto destas no sistema total. As informações

fornecidas pela simulação podem permitir o gerenciamento de comparar o

desempenho esperado do sistema enxuto em relação ao do sistema existente que

se destina a substituir (DETTY e YINGLING, 2000) , e assumindo que esta é

significativamente superior, que fornece uma convincente base para a adoção e

implementação do projeto e fornece credibilidade ao projeto.

2.3. PENSAMENTO LEAN MANUFACTURING

Produzir é um jogo constante de fazer mais com menos (HOPP e

SPEARMAN, 2008). O pensamento Lean é uma estratégia-chave que mudou

completamente o modo de produção e se desenvolveu longo das últimas

décadas.

Esse tipo de pensamento, foi provado que conduz a níveis mais elevados

de eficiência da produção em muitas indústrias em muitas regiões do planeta

(MOREIRA et al., 2010). Gordon (2001) afirma que durante décadas, a

manufatura enxuta tem sido considerada a melhor maneira de executar uma

empresa de manufatura. Segundo bicheno (2000), o objetivo geral do

pensamento enxuto pode ser descrito com referência a três dimensões principais

que são a qualidade, a entrega e os custos. Em outras palavras, os conceitos de

fabricação lean de produzir exatamente o que o cliente quer (sem atraso), pelo

preço justo e o mínimo desperdício. Portanto, pensamento lean centra-se na

otimização dos recursos de produção como aspecto relevante ao cliente (isto é,

tempo, pessoas, máquinas, espaço, voltados ao cliente), reduz o desperdício e

não conformidades.

Em termos gerais, o pensamento enxuto é definido de acordo com os cinco

principais princípios (WOMACK e JONES, 1998):

23

Valor específico: valor é definido a partir da perspectiva do cliente

final, com respeito a um produto específico com específica utilização de recursos

oferecidos em um momento específico.

Identificar os fluxos de valor: cada produto (ou família de produto) e

todo o fluxo de valor deve ser identificado, e os resíduos são eliminados em

conformidade com o processo.

Tornar o fluxo de valor: os restantes de valor, criando passos são

coordenado para que exista o fluxo.

O valor parte do cliente: os projetos do fabricante partem única e

exclusivamente do cliente e fornece somente o que é necessário.

Perseguir a perfeição: o fabricante se esforça para se chegar a

perfeição e remover continuamente as sucessivas camadas de desperdício.

Resumindo o contexto lean e observando os pontos acima, podemos

concluir que a produção industrial deve ser o máximo o possível enxuta e

perceber acima de tudo no seu processo de produção as partes que não possuem

valor agregado ao cliente (NVA), portanto tais etapas devem ser eliminadas.

2.4. MELHORIA CONTÍNUA

A essência do pensamento Lean está no envolvimento das pessoas do

meio em que atua. Kaizen, que é uma palavra japonesa que significa melhoria

contínua, proporciona aos funcionários uma plataforma para libertar a sua

criatividade e expressar suas opiniões.

Na década de 1950, Dr. J. Edward Deming, que foi um dos pioneiros em

melhoria contínua, desenvolveu o Ciclo Deming, que é uma forma prática, simples

e eficaz utilizada para realizar a melhoria contínua na local de trabalho. De acordo

com Womack e Jones (1998), a chave e parte principal para o desenvolvimento e

construção saudável do pensamento lean é Kaizen: uma filosofia orientada para o

processo que se concentra em melhorias incrementais e a padronização do

24

sistema, que é melhorado como uma construção participativa e possue ciclos que

perseguem sempre melhorar.

Filosofia Kaizen tem dois objetivos principais: a desenvolver uma cultura de

resolução de problemas, com foco na análise e resolução de problemas com o

pensamento científico e estruturado e envolvimento das pessoas. Dos

trabalhadores de chão de fábrica para os executivos seniores, Kaizen depende

dos esforços em curso e engajamento de pessoas (BERGER, 1997).

Ainda é importante ressaltar que o Lean está atualmente sendo empregado

em diversos tipos de sistemas, desde saúde pública e privada, até empresas do

terceiro setor, como afirma Martínez-Jurado e Moyano-Fuentes (2013): o Lean se

tornou também um sistema de gestão integrado. Além disso, percebe-se que há

um interesse crescente na literatura em ligar o Lean para a sustentabilidade

ambiental, comprovando a sua versatilidade e abrangência como ferramenta de

melhoria incansável. Pode-se dizer ainda que seus limites de aplicabilidade estão

na criatividade do ser humano.

25

3. METODOLOGIA

Segundo Demo (1981), o termo metodologia significa etimologicamente, o

estudo dos caminhos, dos instrumentos usados para se fazer ciência.

Neste estudo, o método de abordagem que será utilizado é a pesquisa-

ação que é realizada quando mais de uma pessoa tem interesse de resolver

alguma questão. Pode ser feita para suprir alguma necessidade, como foi o

objetivo do trabalho exposto, utilizando-se de um pesquisador ativo, traz a ciência

e a prática em campo para o mesmo patamar, sendo capaz de desenvolver,

assim, um bom trabalho, com início, meio e fim. Assim, uma das características

da pesquisa–ação é o fato de o pesquisador ser participativo, fazer parte das

decisões tomadas durante o desenvolvimento do trabalho, não ser “um mero

observador”, característica marcante deste trabalho.

A abordagem proposta utilizou as ferramentas de Lean Manufacturing para

proporcionar a melhoria do sistema de produção. Em primeiro lugar realizou-se a

investigação da produção e processo por meio da ferramenta chamada de

“Gemba”, palavra japonesa que significa entender o processo de produção, ou

seja, teve-se que ir até o chão de fábrica para realizar anotações e levantar

informações pertinentes para conhecer o processo. Através dessa etapa, dados

importantes sobre o processo foram levantados para delinear as restrições e

limites da abordagem por meio de entrevistas aos operadores da empresa. Assim,

pode-se conhecer o produto e realizar o estudo do estado atual da linha de

produção. Esse estudo empregou as ferramentas de análise de dados como

mapeamento do processo, VSM, layout e a simulação computacional, obtendo-se

como resultado a definição do estado atual do processo.

Utilizou-se a ferramenta Lean de análise de dados chamada de “estudo dos

tempos” (time studies) para conhecer os problemas da linha de produção como

gargalos (bottle neck) e o desbalanceamento do processo. Nessa etapa, os dados

relativos à “takt time”, tempo de ciclo e lead time foram coletados e analisados

proporcionando, dessa forma, conhecer exatamente os pontos críticos da linha de

produção em que medidas corretivas deveriam ser tomadas.

26

A partir disso, foi construída a abordagem de melhoria do processo através

da utilização de mecanismos Lean como células de produção, que trouxessem o

balanceamento da produção, e utilizou-se também a ferramenta de organização

da produção, chamada aqui de “Schedule”, para realizar o gerenciamento da

produção com as alterações de melhoria propostas.

Para finalizar, realizou-se a simulação do processo com a abordagem

desenvolvida por meio da ferramenta de simulação computacional de processos,

em software adequado, obtendo-se resultados expressivos de melhoria.

27

4. DESENVOLVIMENTO

A pesquisa foi desenvolvida nos Estados Unidos em nome da Universidade

do Tennessee. Foi conduzida na forma de projeto de consultoria, onde uma

Indústria Metalúrgica entrou em contato com o departamento de Engenharia da

Produção e Sistemas e solicitou a criação de uma abordagem que otimizasse o

seu fluxo de produção em determinada linha do processo. Trata-se de uma

Indústria de médio porte responsável pela criação, produção e exportação de

diversos tipos de bellows.

Primeiramente elaborou-se um cronograma de visitas técnicas a serem

realizadas na empresa que foram dividas em três partes. A primeira parte foi

desenvolvida no decorrer da primeira semana para conhecer a indústria, o

processo de produção, as partes envolvidas desde o presidente da empresa e

supervisor até os operadores, e também para serem apresentadas as restrições

do projeto por parte da empresa, que foram: o número de operadores na linha que

eram dezoito, a imobilidade das hidroformadoras, a jornada de trabalho, limitada

em um turno de oito horas por dia e seis vezes por semana, diversidade na

produção e informar que alguns produtos são limitados a máquinas específicas,

bem como seu setup. Essas informações foram obtidas através da observação e

de acesso a informações fornecidas pelos responsáveis e anotadas e digitadas

em planilhas no Excel® e texto no Word®.

Na segunda e terceira semana as visitas diárias focaram na coleta de

dados relacionados à produção com auxílio do supervisor da linha e operários. Os

dados coletados e repassados para a planilha foram sobre: tempo de produção,

número de produtos produzidos por tempo, tamanho da batelada, tempo de ciclo,

tempo total de produção, intervalos na produção, intervalos para descanso,

periodicidade de manutenção, programação de produção, tempo de setup,

número de máquinas, número de operadores por setor e máquina, quantidade de

máquinas paradas, quantidade de máquinas disponíveis, fichas de controle,

sistemas de transporte de material, armazenamentos de produtos e matéria

prima, tempo de deslocamento e percurso dos produtos, tempo de espera da

batelada, demanda de produção, descartes, descrição dos processos,

28

acompanhamento da produção, apresentação dos produtos mais importantes por

demanda e levantamento dos produtos mais importantes para a empresa.

As semanas seguintes, quarta e quinta semanas, o trabalho foi dedicada à

análise dos dados para extrair informações úteis para definir o estado atual da

linha de produção. Os dados com relação a tempo de processo foram

organizados e agrupados de acordo com as máquinas, setores, operadores e

turno, restrições e produtos. Com isso, construiu-se o estudo dos de tempo (time

studies), que foi tabulado em planilhas e documentos digitais.

A partir desses elementos, agora preparados, terminou-se a primeira parte

de estudo, descrita em subcapítulos abaixo. Após essa etapa, novas visitas foram

feitas na sétima semana à empresa para mapear os produtos e realizar a

construção dos layouts, simulação e VSM, constituindo-se a segunda parte. Com

todas essas informações, os padrões de produção foram notados e pode-se

construir a abordagem de melhoria do sistema de produção, realizado nas duas

semanas seguintes, que consistiu em agrupar os produtos principais em famílias,

propor as células de produção, realizar a planilha de programação da produção e

a pré-simulação do processo com a nova abordagem proposta. Realizou-se a

última visita a unidade fabril na oitava e última semana, cuja teve a importância de

sanar dúvidas e alinhar o projeto aos interesses e objetivos da empresa. O

“feedback” positivo foi o suficiente para finalizar com a última fase do projeto: a

simulação final da abordagem e os resultados. A seguir, os subcapítulos do

desenvolvimento do projeto.

4.1. ESTUDO DO PROCESSO ATUAL

É a etapa fundamental de qualquer projeto de melhoria. O objetivo é

levantar informações importantes sobre a atual situação do objeto de estudo, ou

seja, deve-se conhecer e dominar cada etapa que o circunda. Assim,

primeiramente será definido o estado atual do processo, bem como as suas

limitações.

29

4.1.1. O produto e o processo

O processo em estudo é dedicado à produção de bellows (Figura 1).

Bellows são dispositivos utilizados para a medição de volumes em

compartimentos de tanques de combustíveis, reservatórios de líquidos em geral e

para controles e estabilização de voos de helicópteros e aviões, bem como

válvulas. Na indústria de estudo são produzidos uma gama de mais de 40

modelos diferentes de bellows.

A sua linha de produção é constituída de cinco etapas, que são a

hidroformação (Figura 2 e 3), acabamento que é composto por quatro, das cinco

etapas, que são: corte (Figura 4), furação (Figura 5), remoção de rebarbas (Figura

6) e prensagem (Figura 7).

Figura 2 – Hidroformadoras.

Figura 1 – Bellows (produto final)

30

Figura 3 – Hidroformadoras Panorama.

Figura 4 – Corte.

Figura 5 – Furação.

31

Figura 6 – Remoção de rebarbas.

Figura 7 – Prensagem.

Figura 8 – Matéria Prima.

32

4.1.2. Descrição das atividades do processo

A compreensão de todas as atividades envolvidas durante o processo de

fabricação dos bellows é essencial para que a melhoria seja alcançada.

O processo não é automatizado. Os operadores têm de pegar cada tubo,

inseri-lo na máquina que está operando, realizar a operação e removê-lo

manualmente. Eles fazem a primeira peça e enviam-na para inspeção para o

início de cada lote. Se a unidade produzida é reprovada, retorna-se a fase inicial,

se aprovado, inicia-se a batelada com tamanho de acordo com o pedido do

cliente. Todas as bateladas possuem uma ficha de produção na qual as suas

especificações estão descritas para que o operador saiba o que fazer com cada

batelada. À medida que se processa os bellows, são armazenados em caixas

(Figura 9), que quando completadas, o operador da máquina leva-a para o

próximo passo do processo ou a deixa armazenada na própria máquina.

Com relação ao processo, primeiramente a matéria-prima, que são tubos

ocos oriundos de outra linha de produção, como pode-se observar na figura 8,

espera em uma área específica até que um operador leve-a até a máquina

hidroformadora. A hidroformação é a primeira fase, responsável pela formação

das rugas no tubo virgem. A operação corte dá continuidade ao processo, onde

corta-se os bellows em posições específicas individualmente. Deve-se resaltar

que é a operação com a maior variedade e exigências do cliente (Figuras 4). A

Figura 9 – Caixas de armazenamento.

figura 5 –Furação.

33

remoção de rebarbas é um processo rápido, cujas bordas do bellow são alisadas

numa pequena máquina (Figuras 6). A prensagem dá a sequencia, máquina que

prensa o bellow para dar-lhe a altura necessária (Figuras 7) e tem capacidade

para prensar quatro peças de uma só vez. Por fim, a operação de furação, que

realiza um furo nos produtos, se necessário ser perfurado, no fundo e/ou no topo

dos Bellows (Figuras 5).

4.1.3. Levantamento das restrições e condições do projeto

A etapa de hidroformação dos produtos foi estudada para analisar todo tipo

de restrição envolvido. Por exemplo, as hidroformadoras são imóveis devido a

disposição dos tubos de alimentação hidráulicos que estão presentes acima das

máquinas. Além disso, pode-se destacar as seguintes informações pertinentes

que foram levadas em consideração para o desenvolvimento do projeto:

A unidade trabalha com 1 turno por dia.

Cada turno tem a duração de 8 horas.

O setor conta com 18 operadores.

As sequências de produtos possuem diferentes exigências e

particularidades, onde alguma demandam determinados equipamentos.

Hidroformadoras não podem ser movidas

4.1.4. Determinaram-se os produtos mais importantes para a empresa

A empresa trabalha com uma extensa quantidade de produtos e

especificações, 48 no total. Assim, levando-se em consideração que o projeto tem

limitações com relação ao tempo de estudo e a dificuldade de se trabalhar com

diferentes processos, o mesmo foi baseado na demanda dos principais produtos

34

da empresa que resultaram em 23 produtos. Esses produtos significavam 82% da

demanda pelos clientes e da produtividade durante os últimos seis meses, ou

seja, de janeiro a Junho de 2013.

4.1.5. Coleta de dados

Os dados mencionados anteriormente foram coletados através de

investigação das operações por meio de observação do processo, análise de

fichas, documentos da empresa e entrevistas aos funcionários. Toda informação

foi coletada com o supervisor da linha de produção, presidente, setor de recursos

humanos e operadores. O material obtido foi devidamente anotado e inserido em

documentos Word® e planilhas do Excel® para sua posterior análise.

4.2. ANÁLISE DOS DADOS

De acordo com o levantamento dos dados, foram obtidas informações que

permitiram definir o estado atual do processo em estudo para análise e

identificação dos problemas do fluxo de produção e criar a nova abordagem para

a melhoria do processo utilizando as ferramentas do Lean.

As entrevistas com os responsáveis de cada área revelou que os

operadores da linha são designados para uma máquina e inicia a produção a

partir do material disponível do passo anterior, sem uma ordem específica ou

tempo para término do processo, o que dificulta a sua visualização e

gerenciamento, uma vez que não há previsão ou programação da produção. O

operador realiza a operação designada até o fim do número de unidades que se

deve produzir em cada um dos processos, ou seja, em bateladas, que geralmente

são em torno de 4.000 unidades por vez; isso provoca a descontinuidade no

processo, não havendo, portanto, o fluxo de produção puxado.

35

A observação do sistema permitiu obter o Layout atual do sistema

produtivo:

Mapeou-se o processo para a demanda de produtos mais importantes e o

Layout Espaguete (Spaghetti Chart) foi desenvolvido para analisar a

movimentação dos produtos ao longo do processo na planta:

Figura 12 – Layout Espaguete

Figura 11 – Layout Atual

36

Por meio de dados sobre o tempo total do processo (lead time), tempo de

ciclo (cycle time), número da produção de cada peça em cada máquina, o takt

time, número de peças por máquina, bem como o tempo de transporte entre as

operações, o VSM do processo foi desenvolvido para que os principais problemas

fossem notados, bem como o valor agregado e não-valor agregado de cada

etapas, como segue:

Com a análise do VSM observa-se que o tempo de Valor Agregado (VA) é

de 2,49 minutos e o tempo de Valor não Agregado (NVA) de 7,25 dias ou 174

horas. Ainda, para auxiliar a análise do estado atual, realizou-se a simulação

computacional no Visio®:

Figura 10 – Mapa de Fluxo de Valor

37

Essa simulação foi realizada nas condições do produto que tem a maior

demanda da indústria com a quantidade de 5000 unidades durante o tempo de

um mês. A figura 13 traz como resultado a capacidade de utilização de 24 % das

máquinas e operários, capacidade de produção de 15.600 peças e o tempo de

produção de 3.923 minutos. Observa-se ainda que na maior parte do tempo, 76%,

as máquinas estão no estado de ociosas, ou seja, estão disponíveis, mas não

estão produzindo; ou ainda, significa que a indústria está trabalhando com um

terço de sua capacidade.

A partir desses dados em mãos, analisou-se todos os mecanismos obtidos

e definiu-se o estado atual do processo. Os layouts da planta mostram que há

grandes oportunidades de melhoria na organização da planta. A disposição

estratégica das máquinas hidroformadoras com as seguintes etapas evitam, por

exemplo, o excesso de movimentação pelo setor de forma desnecessária e perda

de tempo como mostra o Layout Espaguete. A organização com um novo layout,

considerando é claro as restrições do projeto, favorecerem o fluxo de produção e

visa proporcionar um ambiente mais organizado.

Com o VSM claramente pode-se notar que o tempo de espera entre

estações é muito maior que o tempo de processamento das peças, principalmente

entre os processos de hidroformação e as etapas seguintes. Todos os

Figura 13 – Simulação Computacional do Estado Atual

38

procedimentos pós-hidroformação são conduzidos de forma empurrada (push

system), pois o material fica parado até que se preencha a caixa indicada na

figura 8. Isso gera falta de continuidade no fluxo de produção, contrariando o

princípio Just in Time e também reflete em WIP entre as estações.

A simulação também forneceu informações análogas sobre o processo de

fabricação com a sua análise. A inserção dos dados reais coletados sobre o

tempo de cada batelada permitiu verificar que existe uma grande quantidade de

material parado entre uma operação e outra. Para finalizar, observou-se também

que o sistema está com a linha de produção desbalanceada e que os pontos de

gargalo estão sempre localizados entre as operações de hidroformação e as

quatro outras em diante.

39

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A metodologia buscou levantar os dados para que a abordagem proposta

fosse desenvolvida. Os resultados obtidos dizem respeito a abordagem que veio a

ser proposta como solução para os problemas no processo de produção da

indústria.

Notou-se um padrão dos problemas analisados, o que permitiu a criação da

abordagem de melhoria, bem como a organização e falta de programação da

produção da empresa. O estudo dos tempos mostrou que o gargalo deve ser

eliminado para que a linha seja balanceada. Então, o processo foi dividido entre

as duas partes (Figura 14) onde estão presentes os gargalos: a hidroformação e o

conjunto das demais operações, chamadas de “operações corte”.

Ainda com relação aos padrões observados, podem-se agrupar os

produtos do projeto de acordo com as suas características de produção, cujos

foram organizados em famílias, como representado na parte de baixo da figura

14. Essas famílias são compostas por produtos que têm o mesmo processo de

produção após a hidroformação que é a primeira etapa e fundamental para

produção de Bellows, presente na fabricação de todos os produtos. Em outras

palavras, alguns produtos, após a operação de hidroformação, necessitam de

operações como corte, prensagem, desbaste e furação, outros, necessitam

apenas de corte e desbaste. Essas características marcantes permitiram a

Figura 14 – Padrão de Gargalos

40

formulação de células de produção para facilitar, organizar e melhorar o fluxo do

processo de produção.

Essa melhora acontece porque as células favorecem o fluxo e acabam com

o desbalanceamento do atual processo. O tempo de ciclo na hidroformação é

equilibrado com o tempo de ciclo das demais operações, de acordo com o estudo

dos tempos, ou seja, o tempo de operação na hidroformação é tal, que pode-se

atribuir uma hidroformadora para cada célula, o que evita o WIP e principalmente

obriga o sistema a evoluir de forma puxada (pull system). Os produtos

selecionados para trabalhar na forma de células de produção representam a

demanda de 67% e estão representados e divididos em quatro células nomeadas

de A, B, C e D, como segue abaixo:

Tabela 1 - Famílias

Familia

Produtos

Número de

produtos

Código dos produtos Demanda

A 4

A01505A0059

A00753A0017

A00753A0021

A01124A0093

20.1%

B 4

A02505A0004

A02505A0036

A02505A0006

A02505A0035

33.94%

C 2 A01484A0001

A01775A0001 12.96%

D 13

A01590A0014

A02007A0007

A01120A0010

A01340A0003

A01135A0001

A02000A0020

33.00%

Continua

41

A próxima etapa para implantar as células, foi realizar a identificação de

cada uma das máquinas dos setores da linha de produção, que estão numeradas

de acordo com a tabela a seguir:

O layout desenvolvido para as células da abordagem, com o nome de cada

máquina atribuída está representado no layout:

A02710A0001

A02710A0002

A00564A0037

A01494A0001

A01686A0005

A01130A0001

A01510A0008

Tabela 2 – Identificação das Máquinas

QUANTIDADE HIDROFORMAÇÃO CORTE PRENSA FURAÇÃO DESBASTE

1 H1 TR1 Green Press GREYPRESS 1 Sanding B1

2 H2 TR2 Big Press 1 GREYPRESS 2 Sanding B2

3 H3 TR3 Big Press 2 GREYPRESS 3 Sanding B3

4 H4 TR4 PerkinsP1 GREYPRESS 4 Sanding B4

5 H5 TR5 PerkinsP2 GREYPRESS 5 Sanding B5

6 H6 TR6 PerkinsP3 BLUEPRESS 1 Sanding B6

7 H7 TR7 Air Jig 1 BLUEPRESS 2 Sanding B7

8 H8 TR8 Air Jig 2 BIGPRESS 1 Sanding B8

9 H9 TR9 Air Jig 3 BIGPRESS 2 Grinding Belt

10 H10 TR10 Air Jig 4 BIGPRESS 3

11 H11 TR11 BIGPRESS 4

12 H12 TR12

13 H13 TR13

14 H14 TR14

15 H15 TR15

16 H16 TR16

17 H17 TR17

18 H18 TR18

19 H19 TR19

20 H20 TR20

21 H21 TR21

22 H22

23 H23

24 H24

25 H25

26 H26

27 H27

28 H28

29 H29

30 H30

31 H31

Continuação

Continuação

42

Figura 15 – Célula A

Figura 16 – Célula B

43

A abordagem emprega três células ativas de trabalho, que estão

permanentemente montadas, cada uma com diferentes máquinas. A célula A

inicia seu processo com o corte (Trim) na máquina TR14, depois o produto segue

para a prensagem (Set) que é realizado pela máquina Perking Press, vai para a

furação (Restrike & Pierce) na máquina Green Press e por final elimina-se as

rebarbas (Deburr) no Sanding Belt 1. A célula B vai trabalhar primeiramente com

corte (Trim) na TR17, encaminha-se para a prensa (Set) na máquina Air Jig, para

a furação (Restrike & Pierce) na máquina Big Press 1 e por fim elimina-se as

rebarbas (Deburr) do produto na máquina Sanding Belt 3. Na última célula C o

processo é realizado somente por uma máquina de corte (Trim) na máquina

TR16.

Com as células, montou-se o futuro layout da planta para a abordagem:

Figura 18 – Layout Futuro

Figura 17 – Célula C

44

A área D, exibida no layout, representa todas as outras peças que não têm

similaridade de produção, ou seja, não foi possível obter um padrão de processo

para que fosse construída uma nova célula ou que se enquadrasse nas demais.

Para essa “família”, designou-se uma área com as máquinas que não foram

atribuídos as células A, B e C.

Além do sistema de células de produção proposto, a abordagem

desenvolveu em cima das oportunidades de melhoria analisadas um schudule

(cronograma) de produção. Esse cronograma atribui e utiliza todas as máquinas

da linha de produção que antes não eram utilizadas, trazendo como benefício a

organização da produção, auxílio do seu gerenciamento, programação da

produção e economia de tempo por meio de setups programados ou que

pudessem ser evitados, pois já estão montados previamente de maneira objetiva

em cada uma das máquinas a que a produção do produto foi atribuída.

Novamente, esse trabalho levou em consideração os produtos mais

importantes de acordo com a demanda e as restrições do projeto, obtendo-se o

seguinte quadro de programação da produção:

Com este quadro é possível gerenciar a produção. Todos as máquinas

estão dispostas acima, bem como os produtos atribuídos a cada uma delas. Com

Quadro 1 – Controle de Produção

45

essa ferramenta é realizada a programação da produção. O acompanhamento é

realizado através da seguinte planilha:

As planilhas foram disponibilizadas como programas no Excel,

programadas através do Visual Basic®, cuja proporciona: agendamento para

cada máquina, agendamento para cada operador, notar quais peças estão sendo

produzidas em tempo real e o mais importante que é programar a produção e

otimizar o tempo disponível.

Para completar a abordagem de melhoria do processo, o funcionamento do

cronograma (Schedule) de programação está exemplificado a seguir. Suponha

que esta é a demanda de produção para a próxima semana:

Part DemandA01120A0010 1350

A01340A0003 200

A01130A0001 375

A02710A0002 690

A00564A0037 900

A01124A0093 1500

A00753A0021 100

A01505A0059 50

A02505A0035 780

A02505A0036 410

A01686A0005 1100

Quadro 3 – Exemplo de Demanda

Time

06:30

06:45

07:00

07:15

07:30

07:45

08:00

08:15

08:30

08:45

09:00

09:15

09:30

09:45

10:00

10:15

10:30

10:45

11:00

TR5,TR6(6:37-7:37) TR7 (6:50-7:40)

TR8(6:56-7:25)

TR2 (7-8:36)

A01510A0008A01590A0014

H9(6:30-7:12)

TR9 (6:40-7:22)

H25(6:30-7:30)

GREYPRESS(6:42-10:00)

SB1 (6:45-10:20)

A01124A0093

TR14 (6:34-10:35)

H5(10:55)

Quadro 2- Acompanhamento da Produção

46

Deve-se primeiro inserir os pedidos na planilha de acordo com o seu

respectivo código (Part) e a o número total de peças do pedido (Demand). Em

seguida, identifica-se o produto automaticamente e o separa por família através

de cores, como indicado acima, representada pelas cores: família A – cor

vermelha, B – cor amarela, C – cor verde e D – cor cinza. Essa planilha ainda

pode ser organizada pela a empresa por ordem de importância de acordo com a

sua característica do pedido: FIFO (First In First Out), custo benefício, maior

demanda ou prioridade de consumidor. O objetivo é programa a produção de tal

forma que se alterne as células que estão produzindo ou realizar a maior

quantidade de pedidos na mesma célula aproveitando a sua configuração de

modo flexível. Outra vantagem desse sistema é o controle dos pedidos que

facilitam o trabalho de manutenção preventiva por meio de paradas programadas

e também a troca de setups nas células ou em outras máquinas em geral.

O segundo passo é a atribuição das máquinas através do Controle De

Produção (Quadro 1) para designar as máquinas e os operadores:

O programador de produção atribui o produto as máquinas e células

correspondentes. De acordo com o tempo de produção de cada peça obtido com

o estudo de tempo (tempo de ciclo, takt time e lead time) calcula-se a primeira

“corrida de produção” com o sistema de uma peça por vez (one piece flow) e o

sistema puxado está criado. Sabe-se com o schedule o tempo para produção da

primeira unidade do pedido e com isso sabe-se o tempo para iniciar o da segunda

operação do processo. O andamento da produção da unidade abaixo está

representado como segue:

Part DemandA01124A0093 1500 H5 TR14 GREYPRESS SandingB1

Quadro 4 – Exemplo de Atribuição de Pedido

47

Então, sabe-se exatamente o tempo de cada produção. Para a segunda

peça deve se ater as suas limitações, ver se ele compatível com a primeira peça e

se suas especificações de máquina estão em conflito. Caso não haja problema

pode-se produzir as duas peças concomitantemente. Caso contrário é necessário

esperar o término da primeira peça para começar a segunda. Quando uma peça

tem uma restrição com relação a outra que já começou a produção, verifica-se o

horário de término para saber em que momento essa máquina que está

restringindo vai terminar o seu trabalho com toda a demanda para iniciar a

segunda produção. Por exemplo, se existisse uma restrição com a peça sendo

produzida do Quadro 5 por causa da TR14, nota-se que, depois do horário 10:35,

essa máquina estará livre para ser configurada novamente para uma nova peça.

No quadro de Lead Time Simulado (Quadro 6), foi realizado um exemplo

com o tempo necessário para produção de cada peça a seguir (Lead Time) de

acordo com a demanda simulada no software a partir das melhorias propostas.

Essa planilha calcula automaticamente o tempo que a produção da peça leva

para ser produzida, fazendo com que seja possível a programação da produção,

como exposto a seguir:

Quadro 5 – Acompanhamento da Produção

Time

06:30

06:45

07:00

07:15

07:30

07:45

08:00

08:15

08:30

08:45

09:00

09:15

09:30

09:45

10:00

10:15

10:30

10:45

11:00

GREYPRESS(6:42-10:00)

SB1 (6:45-10:20)

A01124A0093

TR14 (6:34-10:35)

H5(10:55)

48

Sabe-se exatamente quando toda a demanda será satisfeita e o momento

para a próxima produção. De acordo com a demanda da empresa e suas

restrições, principalmente sobre as máquinas e o número de operadores, a

programação otimizada da produção está simulada no exemplo a seguir, para três

produtos que estão sendo produzidos simultaneamente com a demanda de 4000

peças para o primeiro produto, e as demais demandas segundo o Quadro 6:

Quadro 6 – Lead Time Simulado

Quadro 7 – Acompanhamento da Produção II

49

A primeira unidade que está no exemplo necessita de 4 operadores, um

para cada máquina e aproximadamente as 11:00 horas a máquina H5 estará livre.

Segunda parte:

• 2 operadores necessários

• Às 07:22 a demanda será atendida

Terceira parte:

• 5 operadores necessários (dois para o primeiro recorte)

• máquinas de tempos será livre

• Às 08:36 a demanda será atendida.

Para verificar as proposta de melhoria, construiu-se o VSM do processo

futuro nas mesmas condições de processo simulado para o estado atual, ou seja,

com o mesmo produto e número de peças produzidas:

Figura 19 – VSM Futuro

50

Com a análise do VSM observa-se que o tempo de Valor Agregado (VA) é

de 2,49 minutos e o tempo de Valor não Agregado (NVA) de 7,1 horas.

A fim de obter resultados mensuráveis com as melhorias proposta pela

abordagem, também simulou-se o novo processo nas mesmas condições do

projeto simulado para o estado atual descrito anteriormente:

Portanto, o resultado alcançado com a abordagem de melhoria está

apresentado no quadro a seguir:

Característica Atual Futuro Melhorias

Capacidade da

Produção 15.600 peças 26,400 peças 59%

Lead-time 3.923 minutos 463 minutos 847 %

Utilização dos

Recursos

24% da

utilização

32% da

utilização

8% da

utilização

Valor Não

Agregado

174 horas (7,25

dias) 7,1 horas 2450%

Figura 20 – Simulação do Estado Futuro

Tabela 3 – Resultados da Abordagem

51

Característica Atual Futuro Melhorias

Capacidade da

Produção

15.600

peças

26,400

peças

69%

Lead-time 3.923

minutos

463 minutos 88,2

% Utilização dos

Recursos

24% da

utilização

32% da

utilização

8% da

utilização Valor Não

Agregado

174 horas

(7,25 dias)

7,1 horas 95,9 %

Característica Atual Futuro Melhorias

Capacidade da

Produção 15.600 peças 26,400 peças

Aumento de

69%

Lead-time 3.923 minutos 463 minutos Redução de

88,2 %

Utilização dos

Recursos 24% da utilização 32% da utilização

Aumento de

8%

Valor Não Agregado 174 horas (7,25 dias) 7,1 horas Redução de

95,9 %

Observa-se que há melhoria em todas as características analisadas

quando comparadas com o atual processo. A Utilização dos Recursos

disponíveis, conforme o resultado da simulação na figura 20 (localizado na parte

direita), que significa a utilização das máquinas e operadores no tempo em que

estão disponíveis, foi melhorada em 8% com a diminuição do tempo de ocupação

demasiado da produção parado nas máquinas (WIP) e ainda pode ser ampliado

se houver mais operadores para produzir mais do que três pedidos ao mesmo

tempo, que é uma das limitações do processo; isso mostra também que as

máquinas ainda suportam trabalhar com uma demanda maior, pois agora não

estão sobrecarregadas com a produção estacionária, conforme a barra azul (parte

esquerda da figura 20). Além disso, a Capacidade de Produção foi otimizada em

59%, o tempo de produção (Lead Time) reduzido em 847%, e, por fim, o Valor

52

agregado se mantém o mesmo em 2,49 minutos, porém o tempo de Valor Não

Agregado reduziu em 2450% com o presente trabalho.

6. CONCLUSÃO

Conforme os resultados apresentados nesse trabalho é possível verificar

que, se a abordagem desenvolvida com as ferramentas de Lean Manufacturing

for empregada, solucionará os problemas do fluxo de produção da indústria.

A partir da análise do sistema atual e a comparação da proposta simulada

os resultados são expressivos. Conclui-se então que com a escolha do melhor

layout, se obterá um processo dinâmico e mais produtivo; a planilha de controle e

programação da produção buscará de forma clara e objetiva organizar a linha de

produção que não é atualmente funcional e é, na verdade, um dos grandes

problemas enfrentados pelo supervisor da linha que não consegue realizar essa

tarefa por falta de conhecimento das ferramentas de Engenharia. A redução do

tempo total de produção em 847% e de Valor Não Agregado em 2450% pela

redução das perdas de movimento e espera com as células propostas e o

balanceamento do sistema para induzir a produção puxada foi o grande legado

deixado pelo trabalho, alcançando os princípios do Lean.

53

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