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Mapeamento da cadeia de valor da Unidade Ford na
Schnellecke Logistics
Filipe Nuno Pereira da Costa Rei
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Mecânica
Orientadores: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peças
Profa. Elsa Maria Pires Henriques
Júri
Presidente: Prof. Rui Manuel dos Santos Baptista
Orientador: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peças
Vogal: Profa. Inês Esteves Ribeiro
Junho 2016
ii
iii
Agradecimentos Com a elaboração deste trabalho, culmina a minha etapa académica e tenho a agradecer a todos os
que, direta ou indiretamente, me ajudaram a percorrê-la. Quero começar por expressar a minha
gratidão à Schnellecke por me ter proporcionado a oportunidade de desenvolver este trabalho nas
suas instalações. Em particular ao Bruno (Graça), ao Paulo (Potrica), ao Pedro (Araújo) e ao Orlando
por toda a informação e orientação que me proporcionaram no decorrer do estágio. Não posso deixar
de mencionar os operadores da Unidade Ford que diariamente me acompanharam e auxiliaram na
execução deste trabalho, obrigado ao Filipe, ao Hugo, ao João, ao Hélder, ao Nuno, ao Flávio, ao
Florival e ao Jacinto. Seria injusto não mencionar o apoio do Pedro (Gorrão), do Paulo (Castro), do
Gonçalo e do Pedro (Fernandes), as boas conversas com o Jorge e o Sérgio e a boa disposição que o
Élio, a Cátia, a Lénia, o Alexandre, o Bruno (Nobre) e o Daniel me proporcionaram diariamente também
no decorrer deste estágio.
Tenho ainda de reconhecer todo o apoio, boa disposição, disponibilidade e orientação imprescindível
que o professor Paulo Peças me proporcionou ao longo de todo este trabalho. Estou igualmente grato
pela orientação assertiva da professora Elsa Henriques, cujo vasto conhecimento nesta matéria me
auxiliou a sustentar com maior solidez o propósito deste trabalho. Ainda neste contexto académico,
tenho a agradecer ao Rato, ao Meyrelles e ao Rafael, pelos disparates que proporcionaram
diariamente boa disposição e ainda ao David, ao Igor, ao Pinto, à Raquel e ao João pela companhia e
histórias mirabolantes.
Finalmente tenho de agradecer à minha família e é a eles que quero dedicar este trabalho. Aos meus
avós pela preocupação e presença constantes, aos meus pais pelo apoio incondicional, sem o qual não
teria conseguido realizar os meus estudos e esta tese, e ao meu irmão pela companhia extremamente
prezada e imprescindível.
Obrigado à Catarina e à Emma, pela dedicação incondicional e por tudo.
iv
Resumo A indústria fabril é um dos sectores de negócio mais competitivos do mundo, competitividade esta que
tem vindo a crescer nas últimas décadas. A indústria automóvel, sendo a protagonista de maior peso
neste sector, é afamada pelos seus avanços pioneiros na gestão da produção e da qualidade. O sistema
de gestão Lean-Manufacturing surge, precisamente na indústria automóvel, como o estado da arte na
gestão da eficiência, visando reduzir custos operacionais enquanto garante altos níveis de qualidade.
6-Sigma, outro sistema de gestão, visa reduzir a variância dos processos assegurando níveis elevados
de qualidade. Quando combinados corretamente, estes dois sistemas complementam-se e trazem
uma enorme vantagem competitiva para as empresas que os adotam.
A Schnellecke Logistics é uma empresa que fornece serviços aos protagonistas da indústria automóvel.
O trabalho desenvolvido nesta tese, é baseado nesta conjuntura e propõe-se avaliar e melhorar o
sistema produtivo da Unidade Ford da Schnellecke em Palmela, Portugal. O principal objetivo deste
projeto era identificar as ineficiências (desperdícios) no fluxo produtivo e endereçar as situações mais
críticas: inventários com altos Lead-Times e estações com baixas performances. Para o efeito, a
metodologia subjacente à ferramenta Value Stream Mapping provou ser indispensável. No entanto,
apesar da sua grande versatilidade, faltava-lhe os meios para mapear multiprodutos com percursos
sobrepostos. Consequentemente, no decorrer do processo de mapeamento criou-se um método
alternativo, bastante proveitoso para o caso de estudo apresentado – Multiproduct Value Stream
Mapping (MP-VSM). No decorrer da fase de melhoria utilizaram-se variadas metodologias Lean e 6-
Sigma, nomeadamente: SMED, redução de variância de processos (DOE), redução dos lotes de
produção, Kaizen para redução de um tempo de ciclo e diversas alterações de layout para cortar
significativamente os tempos de movimento e de espera. Os resultados, conduziram a uma redução
significativa dos inventários (WIP) e dos tempos de produção, bem como um aumento do tempo
disponível para Setups, que pode ser usado para diminuir ainda mais os lotes de produção (e
consequentemente o WIP).
Palavras-Chave: Lean Manufacturing; 6-Sigma; TPS; Mapeamento da Cadeia de Valor de
Multiprodutos; JIT; SMED; Design Of Experiments
v
Abstract Manufacturing is among the most competitive business sectors worldwide, and such competitiveness
has been growing in the past few decades. The automotive industry, being the lead party within the
manufacturing sector, is known for its pioneer advances in production and quality management. Lean-
Manufacturing arises, precisely within the auto-industry, as the state of the art in efficiency
management, aiming to reduce operational costs while assuring high quality levels. 6-Sigma, an
alternate management system, aims at reducing variability of processes’ outputs granting increased
quality levels. When combined correctly, these two systems complement each other and bring great
competitive advantages to companies who adopt them.
Schnellecke Logistics is a company that provides services to major stakeholders in the auto-industry.
The work developed in this thesis, emerges within this context and aims at evaluating and improving
the productive system of Schnellecke’s Ford Unit, in Palmela, Portugal. The main scope of this project
was to identify inefficiencies (wastes) in the production flow and target the most critical situations:
inventories with highest Lead-Times and workstations with the lowest performances. To do just that,
the Value Stream Mapping methodology proved to be essential. However, despite its high versatility,
it lacked the means to map multi-products with overlapping courses of value creation. Hence, an
alternative method with an improved methodology (quite useful to this case study) was developed
during the mapping stage – Multiproduct Value Stream Mapping (MP-VSM). During the improvement
stage, different Lean and 6-Sigma methodologies were used, namely: SMED, process variation
reduction, lot-size reduction, Kaizen event to reduce cycle-time, and various layout changes to greatly
cut movement and waiting times. The orchestrated results, lead to a noticeable reduction in WIP-
inventories, and lower production times as well as a strong increase in time available for setups, which
can be used to further decrease lot-sizes (and WIP).
Key Words: Lean Manufacturing; 6-Sigma; TPS; Multiproduct Value Stream Mapping; JIT; SMED;
Design Of Experiments
vi
Índice
Agradecimentos ...................................................................................................................................... iii
Resumo .................................................................................................................................................... iv
Abstract .................................................................................................................................................... v
Índice ....................................................................................................................................................... vi
Lista de Figuras ........................................................................................................................................ ix
Lista de Tabelas ........................................................................................................................................ x
Lista de Equações .................................................................................................................................... xi
Abreviaturas e Definições ...................................................................................................................... xii
Abreviaturas ....................................................................................................................................... xii
Definições .......................................................................................................................................... xiii
1. Introdução ....................................................................................................................................... 1
2. Revisão Bibliográfica ........................................................................................................................ 3
2.1. Os primeiros sistemas de gestão da produção ....................................................................... 3
2.2. Do Toyota Production System (TPS) ao Lean Manufacturing ................................................. 4
Princípios Subjacentes ao TPS .......................................................................................... 4
Lean Manufacturing ......................................................................................................... 6
2.3. 6-Sigma .................................................................................................................................. 11
2.4. Lean e 6-Sigma....................................................................................................................... 12
2.5. Ferramentas Lean e 6-Sigma ................................................................................................. 12
Value Stream Mapping (VSM) ........................................................................................ 12
Single-Minute Exchange of Die (SMED) ......................................................................... 13
Sistema Kanban .............................................................................................................. 14
3. Apresentação do Caso de Estudo .................................................................................................. 15
3.1. A empresa – Schnellecke Logistics ......................................................................................... 15
3.2. A Unidade Ford ...................................................................................................................... 17
Enquadramento na Cadeia de Valor .............................................................................. 17
Organização do Sistema Produtivo ................................................................................ 19
Processos de Fabrico ...................................................................................................... 22
Procedimentos de Fabrico (Estações) ............................................................................ 24
4. Motivação da tese e Metodologia de Análise ............................................................................... 30
4.1. Motivação da Tese ................................................................................................................ 30
4.2. Metodologia .......................................................................................................................... 31
Fase Preliminar ............................................................................................................... 31
1ª Fase – Recolha de dados ............................................................................................ 32
2ª Fase – Identificação de bottleneck e Tempo Disponível para Setups (TDS) .............. 35
3ª Fase – Análise VSM (MP-VSM) ................................................................................... 37
4ª Fase – Diagnóstico ..................................................................................................... 38
5. Resultados: Interpretação e Diagnóstico ...................................................................................... 41
5.1. Análise Global: Identificação dos bottlenecks ....................................................................... 41
5.2. Interpretação VSM: Pontos Críticos ...................................................................................... 41
5.3. Performance das Estações .................................................................................................... 43
Taxas de Ocupação ......................................................................................................... 43
Tempos não-produtivos – TSVA% .................................................................................. 44
vii
5.4. Inventários e Lead-Time ........................................................................................................ 49
Análise aos lotes de produção ....................................................................................... 49
Ciclos de troca de Ferramenta ....................................................................................... 50
6. Propostas de Melhoria .................................................................................................................. 51
6.1. Redução dos Tempos de Paragens para Ajustes ................................................................... 51
Primeira opção ............................................................................................................... 51
Segunda Opção............................................................................................................... 53
Melhoria subsequente ................................................................................................... 53
6.2. Redução do tempo de Setup na Perfiladora (SMED) ............................................................ 54
Identificação de Operações Externas ............................................................................. 56
Conversão de operações Internas em Externas ............................................................. 56
Redução do tempo de Setup .......................................................................................... 57
Resultados ...................................................................................................................... 58
6.3. Redução do tempo de troca de Coil na Perfiladora (SMED) ................................................. 58
Identificação das Operações Externas ........................................................................... 59
Conversão de operações Internas em Externas ............................................................. 60
Alterações para reduzir tempo das operações Internas ................................................ 60
Resultados ...................................................................................................................... 61
6.4. Aumento da eficiência da estação Divider/Estática .............................................................. 63
Alterações de Layout ...................................................................................................... 64
Benefícios suplementares do novo Layout .................................................................... 65
Fresagem de Elétrodos ................................................................................................... 65
Melhorias ....................................................................................................................... 66
6.5. Alterações associadas à estação Glass Frontal ...................................................................... 67
Redução tempo de ciclo ................................................................................................. 67
Buffers ............................................................................................................................ 67
6.6. Implementação JIT ................................................................................................................ 68
Correção dos tempos de ciclo reais (TC*Real) .................................................................. 68
Cálculo do Tempo Disponível para Setups (TDS) ........................................................... 70
7. Síntese ........................................................................................................................................... 72
8. Conclusões ..................................................................................................................................... 73
Bibliografia ............................................................................................................................................. 75
Anexos ................................................................................................................................................... 78
Anexo A ............................................................................................................................................. 78
A1: Princípios de Gestão do TPS ..................................................................................... 78
A2: Desperdícios Muda Schnellecke Portugal ................................................................ 78
Anexo B .............................................................................................................................................. 79
B1: Layout Atual (2015) .................................................................................................. 79
Anexo C .............................................................................................................................................. 80
C1: Sequências de Setup Unidade Ford (2015) .............................................................. 80
C2: Multiproduct Value Stream Mapping (MP-VSM) ..................................................... 82
viii
Anexo D ............................................................................................................................................. 87
D1: Cadência com base no forecast ............................................................................... 87
D2: Tempos de Ciclo, Tempos de Ciclo reais e Tempos Produtivos por Estação ........... 88
D3: Especificações da matéria-prima (Coils) .................................................................. 88
D4: Diagramas de Pareto – Paragens por Estação ......................................................... 89
Anexo E .............................................................................................................................................. 91
E1: Fotos Desenrolador de Coil, Carimbo e Escorrega de aparas .................................. 91
E2: Diagramas de Gantt – troca de ferramenta na Estação Perfiladora ........................ 93
E3: Correção Tempos de Ciclo reais ............................................................................... 94
ix
Lista de Figuras Figura 1 - Ilustração dos conceitos: tempo do operador e tempo do equipamento ............................ xiii
Figura 2 - Ilustração relação Clientes-Fornecedores ............................................................................... 9
Figura 3 - Distribuição Normal (6-Sigma) .............................................................................................. 11
Figura 4 - Ilustração da metodologia de aplicação do método SMED .................................................. 14
Figura 5 - Instalações Schnellecke Portugal, Palmela (exterior) ........................................................... 15
Figura 6 - Apresentação das 3 unidades produtivas da Schnellecke, Palmela ...................................... 16
Figura 7 - Esquema Distribuição de peças pelos 3 sub-modelos Ford Transit Connect ........................ 17
Figura 8 - Posicionamento das peças nos respetivos modelos ............................................................. 18
Figura 9 - Cadeia de Valor Envolvente ................................................................................................... 19
Figura 10 - Distribuição horária das equipas da Unidade Ford ............................................................. 20
Figura 11 - Extensómetro digital e PC sobre mesa móvel ..................................................................... 21
Figura 12 - Perfiladora (Roll-Forming) ................................................................................................... 22
Figura 13 - Máquina de dobragem (Bending) ....................................................................................... 23
Figura 14 - Máquina de corte por arrombamento (Blanking) .............................................................. 23
Figura 15 - Esquematização do processo de soldadura por resistência ................................................ 24
Figura 16 - Esquema das trocas de ferramenta na estação Perfiladora ............................................... 25
Figura 17 - Estações Glass Frontal (Direita e Esquerda) ........................................................................ 25
Figura 18 - Ciclo produtivo estação Glass Frontal (Esquerda e Direita) ................................................ 26
Figura 19 - Bancada de apoio com leitores SAP e impressora .............................................................. 26
Figura 20 - Máquina de soldadura por resistência (Estação Glass Traseiro) ......................................... 27
Figura 21 - Ciclo produtivo estação Glass Traseiro................................................................................ 27
Figura 22 - Racks em utilização (sobre rodas) VS Racks arrumadas (empilhadas) ................................ 28
Figura 23 - Ciclo produtivo estação Divider/Estática ............................................................................ 28
Figura 24 - Esquema das trocas de ferramenta na estação Divider/Estática ........................................ 29
Figura 25 - Evolução da distribuição de tempo ao longo do processo de melhoria contínua .............. 30
Figura 26 - Representação esquemática da metodologia de análise (método VSM) ........................... 31
Figura 27 - Cabeçalho da folha de registos de paragens ....................................................................... 33
Figura 28 - Exemplo de sequência de Setups ........................................................................................ 34
Figura 29 - VSM Divider Frontal e Divider Traseira (estado inicial) ....................................................... 42
Figura 30 - Esquema do processo iterativo de medição e ajuste de parâmetros ................................. 45
Figura 31 - Curva de Tensão-Extensão. Demonstração da diferença de recuperação elástica associada
a diferentes tensões de cedência .......................................................................................................... 46
Figura 32 - Quadro peças na área de receção da Unidade Ford ........................................................... 47
Figura 33 - Diagrama de Pareto para as paragens da estação Divider/Estática.................................... 48
Figura 34 - Lead-Times e Cadências semanais de cada produto ........................................................... 49
Figura 35 - Representação esquemática das variáveis de um processo (DOE) ..................................... 52
Figura 36 - Diagrama de Gantt para a troca de ferramenta com 2 operadores ................................... 57
Figura 37 - Tabuleiro deslizante para recolher sucatas do coil, após troca .......................................... 60
Figura 38 - Operador a colocar coil no Desenrolador e Viseira de proteção ........................................ 61
Figura 39 - Percursos do operador da Estação Divider/Estática ........................................................... 63
Figura 40 - Propostas de alteração layout da região envolvente da Estação Divider/Estática ............. 64
Figura 41 - Esquema da disposição da Estação Divider/Estática, aquando da produção de peças
Divider Extensão (Bancada ST50P deslizante) ....................................................................................... 64
Figura 42 - Rack Perfis Divider ............................................................................................................... 65
Figura 43 - Diagrama de Gantt antes/após alterações ao processo da estação Glass Frontal Direita . 67
x
Lista de Tabelas Tabela 1 - Princípios TPS .......................................................................................................................... 5
Tabela 2 - 7 desperdícios Muda .............................................................................................................. 6
Tabela 3 – Comparação Lean e 6-Sigma ................................................................................................ 12
Tabela 4 - Tabela de referências produzidas na Unidade Ford ............................................................. 17
Tabela 5 - Matérias-primas e respetivos Fornecedores ........................................................................ 18
Tabela 6 - Prestadores de Serviços ........................................................................................................ 19
Tabela 7 - Equipamento operacional em cada Estação ........................................................................ 20
Tabela 8 - Registos: Informação registada e metodologias de documentação .................................... 21
Tabela 9 - Equipamentos de apoio à medição dos produtos ................................................................ 22
Tabela 10 - Quadro síntese das metodologias adotadas na recolha de dados ..................................... 32
Tabela 11 - Famílias de Produtos (VSM) ................................................................................................ 37
Tabela 12 - Quadro síntese das metodologias adotadas para diagnosticar os pontos críticos ............ 38
Tabela 13 - Categorias de Paragens: Definição e exemplos .................................................................. 39
Tabela 14 - Tempo Produtivo semanal, por Estação (estado inicial) .................................................... 41
Tabela 15 - Resumo Performance Estações .......................................................................................... 43
Tabela 16 - Cadência semanal por Estação ........................................................................................... 43
Tabela 17 – Distribuição do Tempo Sem Valor Acrescentado (TSVA) ................................................... 44
Tabela 18 - Comparação cadência com capacidade das racks .............................................................. 50
Tabela 19 - Tempo de ciclo completo de Setups em cada Estação ....................................................... 50
Tabela 20 - Quadro síntese das propostas de melhoria ........................................................................ 51
Tabela 21 - Tempos das trocas de ferramenta na Estação Perfiladora ................................................. 54
Tabela 22 - Procedimentos de troca de ferramenta (SMED) ................................................................ 55
Tabela 23 - Tempo ganho com cada proposta de alteração (SMED troca ferramenta) ....................... 58
Tabela 24 - Comparação tempo inicial de Setup com tempo final (após SMED) .................................. 58
Tabela 25 - Procedimentos de troca de coil na Estação Perfiladora (SMED) ........................................ 59
Tabela 26 - Tempo ganho com cada proposta de alteração (SMED troca de coil) ............................... 61
Tabela 27 - Procedimento final troca de coil (após SMED) ................................................................... 62
Tabela 28 - Quadro resumo das reduções de tempo previstas, associadas às alterações de layout na
Estação Divider/Estática ........................................................................................................................ 66
Tabela 29 - Tempo produtivo semanal por estação (TC*real, estado atual) .......................................... 69
Tabela 30 - Definição dos cenários para comparação do estado atual com estados futuros ............... 70
Tabela 31 - Distribuição de tempo semanal, por Estação ..................................................................... 70
Tabela 32 - Comparação dos 3 cenários considerados ......................................................................... 71
xi
Lista de Equações Equação 1 – Taxa de Ocupação de uma estação 34
Equação 2 – Tempo de Valor Acrescentado (TVA) 34
Equação 3 – TVA% 35
Equação 4 – Setup Every … days: Frequência de instalação de uma ferramenta 35
Equação 5 – Produção Total 35
Equação 6 – Lote de Produção médio 36
Equação 7 – Lead-Time 36
Equação 8 – Tempo Produtivo 37
Equação 9 – Tempo de Ciclo Real (TCreal) 37
Equação 10 – Tempo Disponível para Setups (TDS) 37
Equação 11 – Tempo Disponível da Unidade (TDtotal) 37
Equação 12 – Categoria de Paragem (% do Tempo Sem Valor Acrescentado) 40
Equação 13 – Correção Tempo de Ciclo Real (TC*real) 69
Equação 14 – Correção Tempo de Ciclo Real (simplificação) 69
Equação 15 – Tempo de Paragem por Peça 70
xii
Abreviaturas e Definições
Abreviaturas DMAIC – Define, Measure, Analyze, Improve, Control
JIT – Just-In-time
KPIV – Key Performance Input Variables
KPOV – Key Performance Output Variables
MP – Matéria-Prima
OEE – Overall Equipment Effectiveness
PDCA – Plan, Do, Check, Act
PA – Produto Acabado
PI – Produto Intermédio
PT – Posto de Trabalho
SPC – Statistical Process Control
SMED – Single-Minute Exchange of Die
S-PT – Schnellecke Portugal
S-Group – Schnellecke Logistics, AG
TC – Tempo de Ciclo
TD – Tempo Disponível
TDS – Tempo Disponível para Setups
TO – Taxa de Ocupação
TPM – Total Productive Maintenance
TQM – Total Quality Management
TSVA – Tempo Sem Valor Acrescentado
TVA – Tempo de Valor Acrescentado
WIP – Work in Progress
xiii
Definições Lead-Time – Tempo de processamento que usa como referencial o próprio produto.
Tempo de Changeover – Tempo desde a produção do último produto de um lote, até à produção do
primeiro produto “bom” do lote seguinte, contemplando uma troca de ferramenta entre estas
produções (Shingo, 1996) (Bicheno and Holweg, 2009).
Tempo de Ciclo (TC) – Intervalo de tempo entre dois produtos à saída do processo.
Tempo Disponível (TD) – Tempo que o operador tem disponível, por turno, para trabalhar. No caso de
estudo apresentado, corresponde a retirar às 8 horas de um turno, 35 minutos para: reunião de início
de turno, check-up do Posto de Trabalho (PT) no início do turno, dois intervalos de 7 minutos e limpeza
do PT no final do turno.
Taxa de Ocupação (TO) – Percentagem de utilização de uma estação. Por exemplo, uma estação com
taxa de ocupação de 80% indica que a cada 100 turnos, a estação só está a ser ocupada durante 80,
nos restantes 20 está “abandonada” (idle).
Tempo de Valor Acrescentado (TVA) – Tempo em que se acrescentou valor ao produto. Por
simplificação optou-se por definir TVA como o produto do Tempo de Ciclo (TC) pelas peças produzidas.
TVA% – Utilizou-se esta nomenclatura como sendo a percentagem de TVA dentro do tempo que uma
estação está a ser utilizada (Tempo de ocupação da Estação, Figura 1).
TVA% TOTAL – Nomenclatura utilizada para apresentar a percentagem de TVA em função do tempo total
que o equipamento permite, se estivesse sempre ocupado e sem avarias nem interrupções de
qualquer tipo. Corresponde a considerar uma TO de 100% e TD de 8h.
Tempo Sem Valor Acrescentado (TSVA) – Complementar do TVA. Contém os desperdícios que se quer
eliminar. Do mesmo modo, TSVA% é o complementar de TVA%.
Downtime – Considerou-se como sendo a percentagem de tempo que uma estação está indisponível
por motivo de avaria1. Percentagem calculada pelo mesmo método do TVA%.
Uptime – Considerou-se como complementar do Downtime.
Bottleneck – estação(ões) com maior tempo de ciclo, ou tempo produtivo, que estabelecem a cadência
(capacidade produtiva do sistema).
Figura 1 - Ilustração dos conceitos: tempo do operador e tempo do equipamento
1 Tipicamente considera-se Downtime tudo o que impeça o equipamento de trabalhar (incluindo trocas de ferramenta e ajustes dimensionais). Para este caso de estudo optou-se por adaptar esta nomenclatura de modo a distinguir os diferentes tipos de paragem.
1
1. Introdução A indústria automóvel é um sector económico que tendencialmente constitui um monopólio ou
oligopólio atendendo às características tecnológicas de ponta, permanente evolução e elevado custo
de investimento nas infraestruturas.
Porém, a realidade tem vindo a demonstrar que esta indústria consegue envolver um largo número de
interlocutores (os fornecedores das grandes fábricas de automóveis) tornando o ambiente
internacional cada vez mais competitivo.
Esta crescente competitividade é, porventura, a razão por que historicamente a indústria automóvel
tem sido pioneira e mesmo revolucionária na gestão de sistemas produtivos.
Cabe a este propósito referir que o comércio e indústria locais deixaram de ser protegidos depois dos
acordos do General Agreement on Tariffs and Trade (GATT), dos anos 40s em que se aboliram as
barreiras alfandegárias e que ocorreram depois duas grandes mudanças no mercado global. Primeiro
o boom informático (após os anos 80s) a revolucionar as novas tecnologias de ponta e pouco mais
tarde a adesão da China ao GATT (depois de 2001) a triplicar os consumidores e trabalhadores a nível
global.
Criou-se assim um mercado global super-competitivo que se tem intensificado cada vez mais com o
acentuar do fenómeno da globalização.
Todas as empresas (grandes fabricantes ou empresas periféricas) para se destacarem no mercado,
tipicamente optam por competir pelo preço e/ou pela qualidade do seu produto ou serviço. Os
sistemas de gestão Lean e 6-Sigma procuram conjugar estas duas opções. Para o efeito colocam à
disposição das empresas metodologias e ferramentas de gestão que visam reduzir os custos
operacionais e melhorar a qualidade do produto (Bagchi, 2011).
Entre essas empresas, conta-se a Schnellecke Portugal (S-PT), representante da Schnellecke Logistics
AG (S-Group), que foi o caso de estudo para a elaboração desta tese e para o efeito analisou-se a sua
atividade produtiva na Unidade Ford em Palmela.
Este sistema produtivo foi analisado de uma perspetiva Lean, sendo que para dar início a esta análise
mapeou-se a sua cadeia de valor recorrendo à ferramenta Value Stream Mapping (VSM). Esperava-se
com esta esquematização obter uma representação do fluxo de criação de valor da unidade produtiva,
mas constatou-se que seria inviável condensar toda a informação num único VSM. Esta ferramenta
pretende representar um sistema produtivo, do ponto de vista de uma família de produtos e o caso de
estudo continha várias famílias de produtos. Rother e Shook previram esta limitação da ferramenta
argumentando que um VSM visa ser uma representação simples, e apresentam indicações no seu livro,
Learning to See, para ajudar o leitor a definir família de produtos (Rother and Shook, 2003) (Strategos,
2004).
No decorrer do trabalho desenvolvido nesta tese, constatou-se que a aplicação das duas alternativas
convencionais para mapear esta cadeia de valor levaria à omissão de informação relevante. Estas
alternativas eram elaborar múltiplos VSMs, um para cada família de produtos, ou efetuar a análise e
tomar as decisões com base no VSM da família de produtos “predominante”, ou seja, aquela que
tivesse maior cadência e predominância na ocupação de tempo da unidade produtiva. Optou-se por
seguir uma terceira alternativa: adaptar a ferramenta a esta situação, procurando manter os seus
padrões e convenções.
2
Com esta adaptação ao VSM, a qual se denominou Multiproduct Value Stream Mapping (MP-VSM), foi
possível representar todos os produtos do sistema produtivo, tornando-se mais fácil identificar os
pontos críticos do fluxo de toda a unidade.
Esta tese apresenta como foram reunidos e preparados os dados para elaborar este mapeamento da
cadeia de valor. Apresenta ainda uma interpretação dos resultados observados, bem como uma série
de propostas de solução para mitigar os desperdícios identificados, recorrendo às metodologias e
ferramentas indicadas pelo Lean e pelo 6-Sigma.
Entre os métodos usados para as sugestões de melhoria, destacam-se:
soluções para reduzir as ocorrências (frequentes) de paragens para ajustes dimensionais, bem
como a variância destes tempos de ajuste,
duas aplicações da metodologia SMED,
diversas propostas de alteração aos processos e ao layout da unidade produtiva e
propostas de alteração ao planeamento de produção com o intuito de reduzir inventários
(Lead-Times) e abrir caminho para a implementação de JIT.
3
2. Revisão Bibliográfica Neste capítulo procura-se demonstrar a lógica por trás da evolução dos sistemas de gestão da
produção que levaram ao surgimento do Lean Manufacturing e apresentam-se as práticas que
sustentam a filosofia Lean. Efetua-se uma introdução ao sistema de gestão 6-Sigma, que ultimamente
tem sido bastante associado com Lean. Procurou-se enquadrar estes dois sistemas de gestão e
demonstrar como se podem complementar.
Finalmente, de entre as metodologias e ferramentas indicadas por estes sistemas de gestão,
apresentam-se aquelas que se considerou como sendo mais relevantes para o caso de estudo
analisado nesta tese.
2.1. Os primeiros sistemas de gestão da produção Pode-se dar início à história dos sistemas de gestão da produção com Frederick Winslow Taylor, cujo
trabalho desenvolvido nos EUA no final do séc. XIX e culminado com a publicação do livro The Principles
of Scientific Management no início do séc. XX, contribuiu enormemente para o avanço da gestão como
uma ciência. O Taylorismo, teoria de gestão criada com base no trabalho de Taylor, tem por principal
objetivo melhorar a eficiência económica de uma organização. De acordo com esta teoria, o gestor
analisa o fluxo do trabalho e subdivide as tarefas executadas ao longo de um processo em tarefas
simples, de modo a poder analisá-las individualmente e procurar melhorá-las com o objetivo de obter
o rendimento máximo do operador (Taylor, 1911).
No seguimento deste avanço, surgiu o conceito de Estudo dos Tempos e Movimentos, que por sua vez
está na base da ferramenta que hoje é conhecida por MTM (Methods-Time Measurement). Esta
ferramenta permite ao gestor prever ou recalcular o tempo standard de um processo, recorrendo a
uma base de dados com tempos predeterminados para cada acção simples (Maynard et al., 1948).
Também no princípio do séc. XX, inicia-se o movimento Fordismo implementado por Henry Ford na
linha de montagem do Model-T, decorria 1914. Este sistema é hoje mundialmente famoso pelas
vantagens socio-económicas que então trouxe para a classe média americana. O Fordismo assenta em
três princípios: normalização dos produtos, utilização de equipamento especializado e dedicado a
funções específicas, pagamento de salários favoráveis para combater o absentismo dos trabalhadores.
A consequência foi a produção em massa, o que baixou significativamente os custos por unidade
produzida devido às economias de escala, e uma vez que os seus trabalhadores recebiam suficiente,
gerava-se um bom crescimento económico que favorecia as vendas do automóvel (Holweg, 2007).
Paralelamente, no Japão, Sakichi Toyoda inicia o seu negócio na indústria da tecelagem, após
reinventar o tear mecânico em 1890. Toyoda refina os seus teares, melhorando-os sucessivamente até
conceber uma versão automatizada, demonstrando já nesta altura, o espírito de melhoria contínua
característico do Lean. As últimas versões dos seus teares, recorriam a sensores mecânicos que
interrompiam a produção quando detetavam erros na tecelagem, evitando produzir material
defeituoso, conceito conhecido como Jidoka. Esta inovação permitia ter um só operador a
supervisionar vários teares (Ohno, 1988).
Em 1929 Kiichiro visita a Europa e os EUA com o intuito de vender a tecnologia criada pelo seu pai e
aprender os métodos de gestão americanos, e assiste fascinado a uma quantidade de automóveis nas
ruas americanas. Regressa decidido a criar o seu próprio automóvel e poucos anos depois funda a
Toyota Motor Co. entrando no mercado extremamente competitivo da indústria automóvel. Aquando
do planeamento das instalações da sua fábrica, Kiichiro refina os conhecimentos adquiridos nos EUA
4
e cria o sistema JIT (Just-In-Time), um conceito pioneiro para a época. Este impunha que só se produzia
o que era estritamente necessário, somente quando era necessário e na quantidade necessária
(Holweg, 2007) (Toyota-Global, 2010).
Após a Segunda Guerra Mundial, no seguimento de uma crise financeira, Kiichiro abandona a liderança
da empresa delegando o cargo ao seu primo Eiji Toyoda, que havia também estudado o método
produtivo americano em voga na altura, o Fordismo (Holweg, 2007).
Eiji rapidamente se apercebeu que seria inconcebível implementar o sistema americano de produção
em massa, uma vez que o Japão era na altura uma economia bastante debilitada pelos impactos da
Guerra. É neste contexto que Eiji juntamente com o seu colega e braço-direito, o engenheiro Taiichi
Ohno, desenvolvem um novo sistema produtivo. Aliando o conceito de Jidoka (implementado nos
teares de Sakichi) aos conceitos de produção sequencial e JIT (de Kiichiro), Eiji e Taiichi Ohno
desenvolveram o Toyota Production System que está na base do aparecimento do Lean Manufacturing
(Holweg, 2007).
2.2. Do Toyota Production System (TPS) ao Lean Manufacturing Em 1992 a Toyota Motor Co. publica um livrete oficial com a descrição dos seus métodos de gestão e
filosofia de trabalho. No entanto esta publicação não é um manual, menciona apenas vagamente os
pilares sobre os quais assentam as suas metodologias: Just-In-Time e Jidoka (Toyota, 1998). A Toyota
volta a publicar, em 2001, um guia mais esquemático com uma visão global das práticas da empresa,
apontando dois novos pilares a suportar a sua filosofia: Melhoria Contínua e Respeito pelo Trabalhador
(Toyota-Global, 2010).
Princípios Subjacentes ao TPS Jeff Liker, professor de engenharia industrial na Universidade de Michigan, publica em 2004 uma
interpretação das publicações Toyota, onde descreve os conceitos do TPS de forma excecionalmente
simplificada e esclarecedora. Enuncia 14 princípios de gestão (guidelines) subdivididos em 4 categorias,
apresentados na Tabela 1.
Segundo Liker, a doutrina TPS defende que uma organização deve estabelecer objetivos a longo prazo
com o intuito de tornar a empresa mais competitiva e motivar os seus colaboradores. Salienta ainda
que estes objetivos devem ter prioridade sobre os objetivos financeiros de curto prazo, uma vez que
as metas a longo prazo é que garantem a sustentabilidade e longevidade da empresa (Liker, 2004).
Perante as guidelines das categorias 2 e 4, pode-se identificar a cultura enraizada de melhoria
contínua que hoje é bastante associada ao Lean. Pretende-se com estas, criar condições de trabalho
que minimizem a incorrência em desperdícios e que facilitem a identificação dos mesmos num
sistema produtivo (Liker, 2004).
5
Tabela 1 - Princípios TPS, adaptado do original (Anexo A1) (Liker, 2004)
Categoria Princípios de Gestão
1. Filosofia a Longo Prazo 1 Tomar decisões tendo em vista objetivos a longo-prazo, mesmo que estas tenham impactos negativos nos objetivos financeiros de curto-prazo
2. O Processo Correto Produzirá Resultados
Corretos
2 Criar um fluxo contínuo de processos para que os problemas emerjam
3 Recorrer a uma produção “Puxada” para evitar sobreprodução
4 Nivelar os meios de produção
5 Construir uma cultura de parar para corrigir problemas e fazer com qualidade à primeira
6 A normalização das tarefas e dos processos são os alicerces da melhoria contínua e da autonomização dos trabalhadores
7 Recorrer a controlo visual de modo a que nenhum problema esteja invisível
8 Utilizar apenas tecnologias de confiança, que tenham sido exaustivamente testadas e que sirvam os colaboradores e os processos
3. Acrescentar Valor à Organização Investindo
no Desenvolvimento dos seus Trabalhadores
9 Apostar nos líderes que conheçam profundamente o trabalho, vivam a filosofia da empresa e divulguem o seu conhecimento junto dos restantes trabalhadores
10 Desenvolver equipas e pessoas de exceção que sigam a filosofia da empresa
11 Respeitar a extensa rede de parceiros e fornecedores da empresa, expondo-os a desafios e ao mesmo tempo ajudando-os a progredir
4. Resolução Constante de Problemas de Raiz conduz
à Aprendizagem
12 O gestor deve ver por si mesmo para compreender inteiramente uma situação
13 Tomar decisões ponderadamente em consenso, considerando exaustivamente todas as alternativas; implementar as decisões de forma rápida
14 Tornar a empresa numa Learning Organization através de uma persistente reflexão e melhoria contínua
A filosofia TPS identifica ainda três categorias de desperdícios a serem eliminados, os 3Ms – Muda,
Mura, Muri2. Atualmente, há uma tendência genérica para as empresas se focarem em eliminar os
desperdícios Muda, por ser o conceito mais fácil de compreender, identificar, corrigir e mesmo
quantificar os impactos. O nivelamento de produção, ou Mura, visa auxiliar a empresa a adotar um
sistema produtivo a funcionar em JIT, e é menos “popular” pelas dificuldades de implementação que
representa. Já o terceiro tipo de desperdício Muri, que corresponde ao sobre-carregamento de
operadores e equipamento, acaba por ser mais subestimado por ser difícil de quantificar o impacto da
sobrecarga (Womack, 2006).
2 traduzidos do japonês significam, respetivamente: Desperdício, Desnivelamento e Irrazoável
6
Lean Manufacturing No seguimento de estudos conduzidos pela International Motor Vehicle Program (IMVP), baseados na
tese de MBA de John Krafcik, Triumph of the Lean Production System, e no enorme sucesso da Toyota
e do seu sistema produtivo, surge o sistema de gestão Lean (Krafcik, 1988). No âmbito destes estudos,
Jim Womack, Daniel Jones e Daniel Roos, escrevem em coautoria o livro The Machine That Changed
the World, apresentando e definindo o sistema de gestão Lean como uma série de metodologias e
ferramentas para a eliminação sistemática de desperdícios num sistema produtivo (Womack et al.,
1990).
Taiichi Ohno, havia definido desperdício como qualquer atividade que consome recursos, sem
acrescentar valor ao produto que seja reconhecido pelo cliente. Originalmente identifica 7 tipos de
desperdícios, dentro da categoria Muda, que devem ser eliminados.
Tabela 2 - Os 7 desperdícios Muda, adaptado do original (Ohno, 1988)
Transporte movimentação de produtos/componentes que não são imprescindíveis ao processo
Inventário produtos/componentes/matérias primas que não estão a ser processados
Movimento trabalhadores/máquinas a executar movimentos desnecessários ao processo
Espera trabalhadores/máquinas a aguardar pelo próximo passo do processo
Sobreprodução produzir mais que o pedido pelo cliente
Retrabalho necessidade de executar operações extra durante a execução de um processo, em consequência de equipamento, processos ou produtos mal projetados
Defeitos trabalho acrescido de inspecionar e corrigir defeitos no produto ou equipamento
As empresas que adotam Lean, usualmente identificam outros desperdícios face às suas realidades,
como por exemplo o subaproveitamento do talento do capital humano, a delegação de tarefas sem
treino adequado, a falta de ergonomia nos processos, entre outros (Bhattacharyya and W., 2012). O
departamento Lean da empresa que foi alvo de análise para esta tese, identifica ao todo 10
desperdícios (Anexo A2).
Ao adotar uma postura Lean, espera-se que a organização seja capaz de identificar estes desperdícios
dentro dos seus processos produtivos e de tomar medidas para os eliminar. O ponto de partida é a
estabilidade, ou seja, os processos produtivos deverão ser consistentes e funcionar corretamente. Para
mitigar a falta de estabilidade ou variância excessiva num processo, a organização pode recorrer às
ferramentas e metodologias disponibilizadas pelos sistemas de gestão da qualidade, como TQM ou 6-
Sigma (Bagchi, 2011).
Melhoria Contínua – Kaizen
A Melhoria Contínua é um alicerce fundamental do Lean, quem adota uma postura de querer
melhorar-se incessantemente torna-se mais competitivo face à concorrência. Quando o conceito
Kaizen3 foi apresentado ao Ocidente por Masaaki Imai, em 1986, observou-se que muitas empresas
ocidentais adotaram esta metodologia com o objetivo de se tornarem tão competitivas como as
empresas japonesas, então predominantes no mercado (Imai, 1986) (Kaizen Institute, 2013).
3 A palavra Kaizen vem do Japonês, significa “mudar para melhor”
7
Seguem-se algumas guidelines enunciadas pelo Kaizen Institute (adaptado de Kaizen Institute, 2013).
– Bons processos trazem bons resultados
– Vá ver por si mesmo para compreender a situação
– Fale sobre os dados, faça a gestão baseada em factos
– Tome medidas de contenção e correção sobre a raiz dos problemas
– Trabalhe em equipa
– Kaizen diz respeito a todos
Uma vez identificada uma possível melhoria a um processo, o colaborador que a identificou ou o
departamento responsável pela implementação de melhoria contínua, pode preencher um documento
intitulado A3. Este documento normalizado “conta a história” do problema identificado, seguindo a
metodologia Plan-Do-Check-Act (PDCA) de Deming, e condensando a informação numa única página.
Para o efeito, o documento contém geralmente 5 secções (Matthews, 2011):
1. Descrição do problema/situação no seu estado atual
2. Apresentação de dados que suportem a necessidade de implementar uma melhoria
3. Análise à causa-raiz, recorrendo por exemplo a 5-Why’s ou Ishikawa
4. Plano de acção para resolver os problemas-raiz identificados no passo anterior
5. Verificação da situação após execução do plano de acção
O objetivo deste documento, tal como a metodologia PDCA, é de elevar os standards do processo ou
procedimento e assim garantir que a organização está de facto a “melhorar-se continuamente”
(Matthews, 2011).
Metodologia 5’S
A metodologia 5’S deve o seu nome às iniciais de cinco palavras japonesas: Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu
e Shitsuke. Por coincidência, quando traduzidas literalmente para o inglês, também se obtêm cinco
palavras iniciadas por “S”: Sort, Set, Shine, Standardize, Sustain. Estas cinco palavras definem os cinco
conceitos subjacentes a esta metodologia (adaptado de CSS, 2015):
– Sort - Selecionar os materiais e ferramentas estritamente necessários para realizar o trabalho
– Set (in Order) - Assegurar que todos os itens estão organizados e têm um local designado para
arrumação
– Shine - Esforçar para manter o local de trabalho limpo e organizado, para fomentar motivação
no trabalho
– Standardize - Criar um conjunto de normas para a organização (do posto) e para os processos
– Sustain - Aplicar sustentabilidade e proceder a auditorias para assegurar a disciplina
A ideia fundamental desta prática é a de standardizar, organizar e despersonalizar o posto de trabalho,
para maximizar a performance dos trabalhadores, e também para criar as condições para que este
possa facilmente ser partilhado pelas diferentes equipas. Assim, espera-se que qualquer operador
consiga trabalhar eficientemente e seja capaz de se adaptar ao posto de trabalho rapidamente, sem
dificuldade em encontrar as ferramentas que precisa para o desempenho das suas funções (Ortiz,
2006) (CSS, 2015).
8
Total Productive Maintenance (TPM)
Um dos objetivos principais desta metodologia é aumentar a Eficácia Global do Equipamento (OEE),
recorrendo a práticas que minimizam o Downtime (avarias, paragens para ajustes, afinações) e
aumentar a qualidade. Estão identificadas três categorias com influência direta sobre OEE, sendo que
cada categoria tem associados dois tipos de paragens (Nakajima, 1988) (Lean Manufacturing Tools,
2012):
Disponibilidade:
- Avarias
- Trocas de Ferramenta
Performance:
- Pequenas Paragens
- Velocidade de Trabalho Reduzida
Qualidade:
- Defeitos
- Sucatas pós Troca de Ferramenta
O OEE é então obtido através do produto destes três valores, em percentagem da taxa de ocupação
do posto de trabalho (Nakajima, 1988).
OEE = Disponibilidade% x Performance% x Qualidade%
Para minimizar estas paragens/perdas, o TPM incentiva as organizações a adotarem uma postura
proactiva na prevenção das mesmas. A organização deve então criar planos de manutenção preventiva
para todos os seus equipamentos, dar formação aos operadores que interagem com o equipamento
sobre as boas práticas de utilização e ainda, criar check-up lists para que o operador verifique a
integridade do equipamento antes e/ou depois de executar o trabalho (Nakajima, 1988) (McKone-
Sweet and Weiss, 1988).
O TPM prevê também que os operadores recebam formação sobre o funcionamento interno dos
equipamentos de modo a que os próprios sejam capazes de executar ajustes ou manutenção em
situações mais simples, sem que haja necessidade de intervenção da equipa de manutenção. Esta
prática, denominada manutenção autónoma, tende a reduzir os tempos de paragem uma vez que o
equipamento é assistido de imediato (Nakajima, 1988) (McKone-Sweet and Weiss, 1988).
Standardização dos Processos
Segundo os ideais do Lean, os processos produtivos devem ser standardizados, ou seja, todos os
operadores devem executar os processos da mesma maneira, a maneira definida pela organização.
Com esta prática, sempre que se verifique uma não-conformidade ou erro de produção, pode-se
diagnosticar a causa mais facilmente, pois uma vez que todo o operador executa a tarefa de forma
igual, a falha é atribuída ao processo. Mesmo que a origem do erro seja humana ou falha do
equipamento, pode-se analisar e alterar o processo de modo a corrigir e a prevenir futuras ocorrências
idênticas recorrendo a poka-yoke. Uma produção standardizada permite ainda, a quem observa o
processo, encontrar possíveis melhorias, independentemente do seu cargo ou função na organização
(Liker, 2004) (Shahin and Ghasemaghaei, 2010).
Separação Homem-Máquina
Atividades rotineiras e repetitivas levam ao entorpecimento do operador e podem conduzir a erros
por distração. Para evitar estas ocorrências, surge o conceito de Separação Homem-Máquina que
defende que estas atividades devem ser feitas por máquinas sempre que possível. O operador deve
dar uso à sua capacidade de analogia e desempenhar papéis mais estimulantes intelectualmente,
9
nomeadamente supervisionar e realizar manutenção das máquinas. Este conceito é alternativamente
apelidado de Automação (Artoflean, 2016).
Em alternativa, em processos onde não é possível substituir o operador por uma máquina, tipicamente
recorre-se à implementação de poka-yoke’s, que visam reduzir o erro humano. Esta solução passa por
analisar o processo, tentar prever os possíveis enganos ou basear-se no historial de erros decorridos,
e implementar alterações para que estes erros não se repitam (Shahin and Ghasemaghaei, 2010). Este
conceito pode ser ilustrado por meio de um exemplo: nas tomadas USB, o modo de encaixe foi
desenhando de maneira a que estas só entrem na posição correta. Deste modo um utilizador distraído
não consegue encaixar a tomada de forma incorreta por mais que tente.
Jidoka
Jidoka ou Autonomation, visa assegurar a qualidade do produto. Para o efeito, os equipamentos
deverão estar equipados com sensores de deteção de erros de produção. Uma vez acionados, estes
interrompem a produção e dão sinal da ocorrência para que o operador tome as medidas de correção
necessárias. Desta maneira a organização reduz os desperdícios associados a erros de produção e
garante que o seu produto está conforme as especificações padrão, não deixando que produtos
defeituosos passem despercebidos e sejam entregues ao cliente (Liker, 2004) (Womack et al., 1990).
Na eventualidade de ocorrerem demasiadas paragens por acionamento deste sistema de deteção de
não-conformidades, uma organização Lean tipicamente procura diagnosticar a causa raiz do problema
para o resolver. Para o efeito poderá, eventualmente, recorrer às metodologias e ferramentas de
diagnóstico disponibilizadas pelos sistemas de gestão da qualidade com a metodologia DMAIC ou
PDCA. Por exemplo, pode-se monitorizar as características dos produtos à saída dos processos –
Statistical Process Control (SPC) – e quando se registarem desvios, padrões de erros ou variância
acentuada, pode-se realizar um estudo para aferir a causa raiz do problema – 5-why’s/Ishikawa – e
tentar reduzir a variância do processo por meio de um Design Of Experiment (DOE) ou a sua versão
“sintetizada”, o método de Taguchi (Bagchi, 2011).
Heijunka, Takt-Time e Bottleneck
Num fluxo produtivo a produção está encadeada de forma sequencial, onde cada processo depende
do anterior e influencia o seguinte. Define-se cliente como o processo ou entidade que está a jusante
e fornecedor como o processo ou entidade que está a montante do posto a ser analisado.
Figura 2 - Cadeia de Valor, relação Clientes-Fornecedores
10
O conceito Heijunka4, surge quando diferentes processos têm diferentes cadências e se cria a
necessidade de ajustar as velocidades de produção dos diferentes processos da cadeia, de modo a
minimizar os buffers intermédios, bem como as sobrecargas aos trabalhadores e equipamentos (Ohno,
1988).
Este nivelamento da produção é efetuado a partir do final da cadeia, pois o cliente final é que define a
cadência necessária e aqui entra o conceito Takt-Time ou Pull flow. Ou seja, deve-se assegurar que
todos os processos da cadeia têm capacidade de produzir à velocidade imposta pelo cliente final. Nesta
análise, a estação com maior tempo de ciclo (TC) tipicamente estabelece a capacidade máxima da
cadeia, sendo identificada como bottleneck (Rother and Shook, 2003).
JIT
O conceito Just-In-Time ou JIT, acentua a necessidade de adequar e ajustar constantemente a cadência
de produção à velocidade imposta pelo cliente final. Tem como principal objetivo reduzir os
desperdícios inerentes à produção excessiva bem como diminuir stocks, sejam de matéria-prima (MP),
de produto intermédio (PI) ou de produto acabado (PA) (Liker, 2004). Segundo a Toyota, JIT significa
que o sistema produtivo só deve produzir o que é necessário, quando é necessário e na quantidade
necessária (Toyota-Global, 2010).
Taiichi Ohno constatou que o planeamento de produção não devia ser conduzido pelos objetivos ou
previsões, mas sim pelas vendas efetivas. Deste modo, constatou que o sistema produtivo se devia
limitar a repor o stock consumido pelo cliente, em vez de produzir com base em forecasts (Ohno,
1988).
Ohno conseguiu implementar esta prática no sistema produtivo da Toyota, e para o fazer desenvolveu
um sistema de comunicação por meio de sinalização entre cliente e fornecedor conhecido como
Kanban (Ohno, 1988).
Sistema Produtivo Lean
De forma sucinta, pode-se definir um sistema produtivo Lean como um sistema que visa melhorar
continuamente os seus processos produtivos com o intuito de eliminar os desperdícios inerentes, não
comprometendo a integridade e qualidade do produto. A implementação da filosofa Lean segue as
metodologias acima apresentadas e recorre a ferramentas indicadas pelo próprio modelo de gestão.
4 Traduzido do japonês, significa nivelar
11
2.3. 6-Sigma Atualmente muitos académicos e empresas de consultoria neste meio, têm vindo a associar o modelo
de gestão 6-Sigma com Lean.
6-Sigma, tendo sido criado por CEO’s e engenheiros que tinham como único objetivo o sucesso das
suas empresas (nomeadamente Motorola e GE), apresenta um “roadmap” concreto e claro para atingir
e quantificar os custos e benefícios da implementação da qualidade, bem como monitorizar e melhorar
continuamente os processos e produtos do sistema produtivo (Antony, 2008).
6-Sigma procura ainda demonstrar que o custo de tentar alcançar a “perfeição” se justifica e pode ser
reduzido tanto através da aprendizagem contínua como da implementação correta das metodologias
e ferramentas indicadas pelo próprio modelo de gestão (Bagchi, 2011). Esta postura assenta numa
análise ao comportamento do cliente5. Ao apostar na melhoria contínua da qualidade, 6-Sigma visa
reduzir as falhas no produto/serviço, procurando minimizar o risco de perder clientes (Bagchi, 2011).
Essencialmente, 6-Sigma visa reduzir a variância das características do produto. Para o efeito, procura
igualmente reduzir a variância dos processos produtivos e centrar a característica do produto sobre o
valor padrão de referência e deste modo assegurar que o produto é “sempre igual”. Assim, espera-se
que num processo 6-Sigma, por cada milhão de oportunidades de ocorrer um defeito se registem
apenas 3,4 defeitos e daqui se extrai a origem do nome. Numa Distribuição Normal, em Estatística,
seis desvios padrão (sigmas) para cada lado do valor médio corresponde a uma probabilidade de
99,99966%, ou seja, 3,4 partes por milhão.
Figura 3 - Distribuição Normal. USL: Upper Specification Limit; LSL: Lower Specification Limit. a) Comparação de um processo com média descentrada da cota de referência VS. situação ideal. b) Processo com variância
elevada VS. situação ideal. (Six Sigma Institute, 2014)
5 Quando o cliente se depara com uma falha no produto/serviço pode optar por reclamar ou não, sendo que se reclamar, a organização tem a oportunidade de utilizar este feedback para corrigir o problema. Independentemente do resultado desta primeira opção, o cliente tem ainda a escolha de permanecer como cliente ou procurar um fornecedor alternativo. (Colgate and Norris, 2001) (Shahin and Ghasemaghaei, 2010)
12
2.4. Lean e 6-Sigma Tanto Lean como 6-Sigma vieram a evoluir e atualmente é frequente encontrá-los associados
(Franchetti, 2015) (Stern, 2015).
Porém, Lean e 6-Sigma apresentam alguns traços distintivos nomeadamente o ponto em que estão
focados e modo de participação dos colaboradores:
Tabela 3 – Comparação Lean e 6-Sigma
Lean 6-Sigma
Lean foca-se em produzir o máximo valor com os mínimos recursos, visando aumentar a
competitividade da organização por meio de corte nos custos operacionais – através da redução de desperdícios (Womack, 2006).
6-Sigma foca-se quase exclusivamente em aumentar a qualidade do produto por meio de uma redução da variância dos seus processos. Com esta prática, visa obter o reconhecimento
dos seus clientes e consequentemente aumentar a competitividade da organização por meio de um aumento de market-share e vendas
(Antony, 2008) (Bagchi, 2011). Lean adota uma postura de envolvimento de
todos os colaboradores da empresa, promovendo a igualdade no que toca à
melhoria contínua, dando-lhes voz e incentivando-os a participar e sugerir propostas
de melhoria. Deste modo, é possível decorrerem diversas propostas e
implementações de melhoria simultaneamente em toda a empresa (Andersson et al., 2006).
6-Sigma recorre a uma hierarquia de cinturões, com responsabilidades bem definidas, que têm
por objetivo principal resolver sistematicamente os problemas caso-a-caso
(Tennant, 2001) (Kedar et al., 2008).
Daqui se pode concluir que os sistemas recorrem a abordagens diferentes, que quando conjugadas
corretamente, podem constituir uma mais valia bastante substancial para as empresas, pois
complementam-se (Andersson et al., 2006) (Franchetti, 2015) (Stern, 2015).
2.5. Ferramentas Lean e 6-Sigma Nesta secção apresentam-se as ferramentas relevantes para o caso de estudo: Value Stream Mapping
(VSM), Single-Minute Exchange of Die (SMED) e Kanban. Os aspetos principais aqui focados, foram
estabelecidos após rever os conceitos originais e analisar a evolução de cada ferramenta,
enquadrando-as na realidade atual.
Para o VSM, apresentam-se ainda relatos de case-studies recentes, com o intuito de observar as
condições de uso da ferramenta (implementação, limitações e outras dificuldades) e reter as
conclusões e recomendações dos autores.
Value Stream Mapping (VSM) Para tomar decisões que visam melhorar um sistema produtivo, quer-se numa primeira abordagem
ter uma esquematização macro com o panorama geral atual da empresa. Com esta esquematização,
espera-se conseguir identificar mais facilmente os constrangimentos no fluxo de criação de valor. A
ferramenta VSM propõe-se precisamente fazer esta esquematização, expondo de forma simples e
intuitiva este fluxo de criação de valor e apresentando os dados chave para cada processo e inventário,
facilitando assim a identificação de desperdícios na cadeia (Rother and Shook, 2003).
Uma característica principal do VSM, que por sua vez origina uma limitação à própria ferramenta, é o
facto de se focar numa família de produtos. Torna-se difícil avaliar um sistema produtivo com diversas
13
famílias de produtos que tenham passagens por processos em comum, mas com dados bastante
díspares de Tempos de Ciclo, Changeover, Inventário, etc. Esta limitação pode levar empresas com
baixos volumes de produção e uma vasta gama de produtos, a procurar alternativas e técnicas
suplementares para mapear as suas cadeias de valor (Rother and Shook, 2003) (Strategos, 2004).
No decorrer da revisão bibliográfica efetuada, encontraram-se diversos relatos de aplicações desta
metodologia.
No geral verificou-se que todos os autores recomendam o uso de VSM. Uma das suas características
principais é apontada como um benefício: a sua simplicidade permite a qualquer colaborador da
organização compreender e participar na sua análise (Lasa et al., 2008) (Zahraee et al., 2014).
Lasa, Laburu e Castro Vila, salientam a importância de ter uma boa fonte para os dados necessários ao
preenchimento do VSM (registos). Apontam ainda para a relevância de incluir os diferentes
departamentos envolvidos, particularmente as pessoas responsáveis por tomar decisões (Lasa et al.,
2008). A falta de colaboração da direção pode mesmo causar entraves ao progresso de “conversão”
ao Lean Manufacturing (Jasti and Sharma, 2014).
Para elaborar um mapeamento de uma cadeia mais complexa, Braglia propõe uma nova abordagem –
Improved Value Stream Mapping (IVSM). Esta abordagem prevê situações em que o sistema produtivo
analisado contenha múltiplas famílias de produtos com percursos interlaçados (que passam pelas
mesmas estações/equipamentos) (Braglia et al., 2006).
A sua metodologia sugere identificar e focar na família de produtos predominante do sistema
produtivo – aquela com maior cadência. De entre as possíveis ramificações existentes na criação dos
produtos (dessa família de produtos), encontrar o critical path e focar em melhorá-lo (Braglia et al.,
2006).
Single-Minute Exchange of Die (SMED) Partindo do que tem vindo a ser apresentado, para ter um sistema produtivo Lean, uma organização
procura incessantemente reduzir os desperdícios, de entre os quais se podem incluir as paragens do
equipamento. Isto porque um dos fundamentos do Lean, é precisamente estabelecer uma produção
com fluxo contínuo (Womack et al., 1990) (Liker, 2004).
Esta metodologia surge assim com a necessidade de reduzir os tempos de troca de ferramenta, que
constituindo paragens de equipamento, são puro desperdício (Shingo, 1985). Por outro lado, longas
trocas de ferramenta implicam largos lotes de produção e incorrência em lead-times mais elevados,
que são também apontados pelo Lean como desperdícios a ser eliminados (Womack et al., 1990).
Shingo, então engenheiro na Toyota, desenvolve uma metodologia para analisar e procurar soluções
para reduzir os tempos de troca de ferramenta até uma ordem de grandeza de poucos minutos. Para
o efeito, esta metodologia, denominada Single Minute Exchange of Die (SMED), recorre a uma
abordagem sistemática, em que o primeiro passo é definir e cronometrar cada acção do processo de
troca. No seguimento deste procedimento, categorizam-se as diferentes operações como internas ou
externas. Shingo define operação externa como um procedimento que pode ser efetuado antes ou
depois do Changeover, enquanto o equipamento estiver a produzir. Finalmente, procuram-se soluções
para converter as operações internas em externas, bem como reduzir os tempos de todas as operações
(Shingo, 1985).
14
Figura 4 - Ilustração da metodologia de aplicação do método SMED (Shingo, 2000)
Sistema Kanban Este sistema, desenvolvido nos anos 40 e implementado na Toyota nos anos 50 por Taiichi Ohno, vem
no seguimento da implementação da metodologia JIT. Num fluxo produtivo contínuo, cada estação
tem a responsabilidade de fornecer a estação seguinte antes que esta acabe o seu buffer, sob pena de
criar uma paragem no fluxo. Segundo os ideais do Lean, estes buffers devem ser o mais pequenos
possível, pois aumentam o Lead-Time e consequentemente os custos, sendo por isso um desperdício
a eliminar (Hall, 1993) (Huang et al., 1983).
O sistema Kanban propõe resolver a dificuldade de assegurar esta continuidade de fluxo, criando um
meio de comunicação entre cliente e fornecedor. Recorrendo a um sistema de sinalização por meio de
cartões, o cliente comunica com o seu fornecedor para o alertar atempadamente da necessidade de
repor o stock. Desta maneira, o fornecedor só produz quando recebe indicação do cliente para o fazer,
e assim Ohno assegurava a correta implementação do JIT sendo que de facto só se produzia o que era
necessário, quando era necessário e na quantidade necessária (Huang and Kusiak, 1996) (Ohno, 1988).
Atualmente esta comunicação cliente-fornecedor é frequentemente efetuada eletronicamente e
gerida por bases de dados complexas capazes de mapear toda a cadeia. Tipicamente o cliente sinaliza
a necessidade de uma reposição de stock “picando” um código de barras correspondente à referência
que necessita. O programa procede então a notificar o fornecedor dessa referência e uma vez que a
reposição esteja finalizada, o fornecedor “pica” novamente o código de barras para indicar que o stock
está reposto. Esta versão eletrónica deste sistema chama-se e-Kanban. Com esta inovação, é possível
integrar uma cadeia de valor por inteiro, de modo a aumentar a eficiência e eficácia da comunicação
e do abastecimento fornecedor-cliente (Harrison and van Hoek, 2011) (Christopher, 2011) (MacKerron
et al., 2014).
15
3. Apresentação do Caso de Estudo Este capítulo visa apresentar a empresa e o seu sistema produtivo, que é o objeto de estudo nesta
tese. Para o efeito, na primeira parte identificam-se as diferentes unidades produtivas situadas nas
instalações da empresa, e o modo como interagem (fornecem suporte umas às outras).
Na segunda parte, apresenta-se detalhadamente a Unidade Ford: enquadramento da unidade na
cadeia de valor, recursos (equipa, instalações e equipamentos), processos de fabrico e procedimentos
que decorrem nas suas estações produtivas.
3.1. A empresa – Schnellecke Logistics A Schnellecke Logistics AG (S-Group) é um grupo empresarial alemão que fornece serviços de logística
de valor acrescentado à indústria automóvel. O ramo da logística de valor acrescentado, engloba
serviços que vão desde a gestão de toda a cadeia logística de uma linha de montagem automóvel, até
prestação de serviços de mão-de-obra como montagem e soldadura de subconjuntos ou embalamento
(Schnellecke Logistics, 2011).
O S-Group está atualmente representado em 50 países, empregando mais de 18 mil trabalhadores e
tem como objetivo ser líder de mercado como prestador deste serviço, até 2020 (Schnellecke Logistics,
2011).
Em Portugal, o grupo é representado pela Schnellecke Portugal (S-PT), com instalações principais sitas
no Parque industrial de Palmela. Nestas instalações existem atualmente três unidades produtivas:
Logística, Volkswagen e Ford.
Figura 5 - Instalações Schnellecke Portugal, Palmela (cortesia Schnellecke)
A Unidade Logística, como o nome sugere, fornece serviços de logística e gestão da Cadeia de Valor,
sendo o seu cliente atual a Vanpro - Assentos, Lda. Esta unidade dá ainda suporte logístico às restantes
unidades, efetuando transporte e arrumação de racks (matéria-prima, produto intermédio e produto
acabado), carregamento/descarregamento de camiões dos fornecedores e dos clientes e
reabastecimento dos supermercados de matéria-prima.
A Unidade Volkswagen serve a VW Autoeuropa, dedicando-se principalmente à soldadura de
subconjuntos: recebe os componentes do seu cliente, executa os processos de ligação e devolve-lhe
os subconjuntos.
A Unidade Ford cria perfis por perfilagem (Roll Forming) e executa outros processos mecânicos aos
mesmos perfis antes de os entregar ao seu cliente: corte por arrombamento, soldadura por resistência
e dobragem. Esta última, a Unidade Ford, é o objeto de estudo desta tese.
16
Figura 6 - Cima esquerda: Unidade Logística; Cima direita: Unidade Volkswagen; Baixo: Unidade Ford
Até 2012, ano em que a empresa decidiu diversificar o seu portfolio de clientes, a S-PT tinha como
único cliente a Volkswagen Autoeuropa. Neste novo rumo, a empresa assumiu novos contratos e
inclusive abriu novas instalações no norte do país para servir novos clientes bem como expandir o seu
alcance a novas oportunidades. Entre os novos clientes encontra-se a Ford Motor Company, que
produz a carrinha Ford Transit Connect na sua linha de montagem de Valência, Espanha. Este projeto
levou à criação da unidade produtiva Ford, acima mencionada, nas instalações de Palmela. Já no
decorrer deste projeto, a S-PT assumiu outro cliente, a fábrica da Mercedes-Benz em Pamplona,
Espanha, a produzir as carrinhas Vito e Viano. Para este novo cliente, a S-PT produz duas referências
também na unidade produtiva Ford.
Atualmente a empresa continua em expansão, ganhando novos contratos a um ritmo elevado, criando
novos projetos bastante motivadores para os seus colaboradores.
A S-PT tem um departamento Lean, pelo que o conceito não é uma novidade para a empresa. Este
departamento já havia implementado os princípios Lean, nomeadamente a aplicação de 5’S em todas
as unidades produtivas, implementação de JIT com Kanban na unidade Logística e sensibilização de
todos os colaboradores para a melhoria contínua. Atualmente, tem como principal objetivo assegurar
a implementação de um certo número anual de “Kaizens”6 estabelecido pela S-Group. Para o efeito, o
departamento Lean atribui objetivos aos demais departamentos, monitorizando e prestando
assistência no preenchimento da documentação A3 e na implementação das mudanças propostas.
6 Designação que a empresa utiliza para se referir a ações de melhoria contínua
17
3.2. A Unidade Ford Nesta secção apresenta-se a Unidade Ford, que é objeto de análise nesta tese, começando por se fazer
o enquadramento na cadeia de valor (Supply-Chain) e em seguida por se descrever o Sistema
Produtivo.
Enquadramento na Cadeia de Valor O enquadramento na cadeia de valor é apresentado com referência aos clientes e produtos a eles
fornecidos bem como aos fornecedores e matérias-primas a eles adquiridas.
Produtos
O cliente Ford (instalações de Valência, Espanha) produz atualmente cinco modelos automóvel, todos
de marca Ford: Ford Kuga, Ford Mondeo, Ford S-Max, Ford Galaxy e Ford Transit Connect. A S-PT detém
um contrato para produzir 12 peças que integram a montagem dos três submodelos da carrinha Ford
Transit Connect.
O cliente Mercedes (instalações de Pamplona, Espanha) produz as carrinhas Vito e Viano. A S-PT
fornece apenas duas referências a este cliente, um perfil esquerdo (ME) e um perfil direito (MD).
As 14 referências produzidas na S-PT Palmela para estes clientes (Ford e Mercedes) são produzidas em
formato Esquerdo e Direito (Tabela 4).
Tabela 4 - Tabela de referências produzidas na Unidade Ford. E: Esquerda; D: Direita
Produto (referências E/D) Cliente
Glass Frontal Ford
Glass Traseiro Longo Ford
Glass Traseiro Curto Ford
Divider Frontal Ford
Divider Traseira Ford
Divider Extensão Ford
Perfil Mercedes Mercedes
Figura 7 - Esquema Distribuição de peças pelos 3 sub-modelos Ford Transit Connect: Comercial, Passageiros (Curto) e Passageiros (Longo)
18
Figura 8 - Posicionamento das peças nos respetivos modelos. a) Glass Frontal; b) Divider Frontal; c) Glass Traseiro Curto; d) Divider Traseira; e) Glass Traseiro Longo; f) Divider Extensão
Matérias-primas e serviços em outsourcing
Para produzir estas peças, a S-PT Palmela necessita de adquirir matérias-primas recorrendo
correntemente a quatro fornecedores.
Tabela 5 - Matérias-primas e respetivos Fornecedores
Matéria-Prima Fornecedor
Coils (bobinas de aço usadas para fazer os perfis) Gonvarri Portugal
Brackets (para soldar nas peças finais) Prenso Metal
Porcas Fastenrath
Parafusos Bulten
a) b)
c) d)
e) f)
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Existe ainda uma entidade na cadeia envolvente da Unidade Ford, prestadora de um serviço em
outsourcing:
Tabela 6 - Prestadores de Serviços
Serviço Prestador de serviço
Serviço de Pintura para 4 referências: Divider Frontal E/D Divider Traseira E/D
Salvador Caetano Coatings
Figura 9 - Cadeia de Valor Envolvente
Organização do Sistema Produtivo O sistema produtivo analisado neste capítulo abrange o fabrico das 14 peças descritas no ponto
anterior.
Instalações
A produção decorre nas instalações da Unidade Ford (Anexo B1), que incluem:
5 estações
zonas de armazenamento de produto intermédio (WIP)
caminhos de circulação para as empilhadoras e para os colaboradores
bancada de apoio com leitores SAP e impressora
área de receção com quadros indicadores de performance (KPI’s)
As instalações da Volkswagen, anexas à Unidade Ford, incluem áreas de suporte ao sistema produtivo
da Unidade Ford. Estas compreendem:
uma área de armazenamento de produto acabado
um supermercado com brackets, junto a uma zona de arrumação de coils
armazém de “spares” (peças suplentes para o equipamento), partilhado com a Unidade
Volkswagen
oficina principal de manutenção, partilhada com a Unidade Volkswagen
20
Recursos
A equipa de pessoal envolvido na produção das peças (Figura 10), é composta por:
1 chefe de equipa
1 operador de manutenção
1 operador de logística (empilhadora)
7 operadores divididos em duas equipas (3+4), uma equipa por turno (manhã e tarde)
Figura 10 - Distribuição horária das equipas da Unidade Ford. Na realidade existem 2 operadores de logística, mas estão dedicados a meio tempo à Unidade Ford, pelo que se contabiliza como um único operador
O equipamento operacional, utilizado na produção é composto por diferentes máquinas distribuídas
por 4 estações (Tabela 7).
Tabela 7 - Equipamento operacional em cada Estação. Por simplificação, considerou-se as Estações Glass Frontal Esquerda e Glass Frontal Direita como uma única Estação uma vez que estas são iguais e se encontram-se lado-a-lado.
Equipamento Estação
00R Perfiladora (1) Estação Perfiladora
10B Máquina de dobrar (2) Estação Glass Traseiro
11K Máquina de corte por arrombamento
12W Máquina de soldar por resistência
20B Máquina de dobrar (3) Estação Glass Frontal Direita
22K Máquina de corte por arrombamento
21B Máquina de dobrar Esquerda
23K Máquina de corte por arrombamento
30W Máquina de soldar por resistência (4) Estação Divider / Estática
50P Aparafusadora direita (pneumática)
Empilhadora (equipamento transporte) Utilizado entre Estações
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Informação Documentada
A S-PT recorre a diversos tipos de registos para documentar a sua atividade produtiva (Tabela 8).
Tabela 8 - Registos: Informação registada e metodologias de documentação
Tipo de Registo Equipamento de Apoio Método
Registos de Paragens Papel e caneta. Os registos são transferidos diariamente para um ficheiro Excel, pelo chefe de equipa ou pelo assistente da Direção de Produção
Os operadores apontam em papel uma descrição da paragem (para troca de rack, por avaria de um componente, para medição de peças, etc), indicando ainda a estação, máquina e hora da ocorrência
Registos de Medições Ver Tabela 9 Sempre que um operador inicia uma rack nova de produto acabado ou muda o lote de matéria-prima (coil), este realiza uma medição completa na galga de medição e regista os valores no PC. Este procedimento é também realizado no início de cada turno. Estes registos são disponibilizados para consulta do cliente
Registos de Produção Computador portátil do chefe de equipa
No final de cada turno, os operadores registam no PC do chefe de equipa, a produção que efetuaram
Registos de Produto Enviado
Computador: Comunicação com os clientes (via SAP)
O departamento Supply-Chain, que faz a gestão da cadeia de valor da empresa, mantém registos (diários) dos produtos enviados ao cliente. Recebe também, do cliente, forecasts com previsões das encomendas futuras
Como foi indicado, as medições dos produtos são realizadas pelos próprios operadores. Para o efeito
dispõem de equipamentos de apoio (Tabela 9).
Figura 11 - Extensómetro digital a medir uma peça Divider Frontal e PC sobre mesa móvel, para registar medições
22
Tabela 9 - Equipamentos de apoio às medições dos produtos
Equipamento de apoio à medição Observações
Computador portátil Este PC encontra-se sobre uma mesa móvel e é partilhado por todos os operadores (são os próprios que o deslocam de estação em estação)
Galgas de Medição (5x) • Glass Frontal • Glass Traseiro (medição de todas as peças do tipo Glass Traseiro: Longas/Curtas e E/D) • Divider Frontal • Divider Traseira • Divider Extensão As galgas servem para medir as peças que lhes dão nome, em versão Esquerda e Direita. Estas encontram-se sobre rodas e os operadores estacionam-nas junto às estações, quando estão a produzir as respetivas peças.
Extensómetros Digitais As galgas estão equipadas com estas ferramentas, bem como matrizes para as calibrar, para que os operadores possam efetuar as medições
Processos de Fabrico Nesta secção descreve-se o conjunto de atividades que, em cada equipamento, transformam as
matérias-primas em materiais processados (o resultado é produto intermédio ou produto acabado).
Esta exposição visa rever a tecnologia mecânica associada aos processos de fabrico presentes na
Unidade Ford.
Perfilagem (Roll-Forming) – 00R
Este processo consiste em forçar a passagem da chapa pelos rolos da máquina, sendo que cada rolo
contribui parcialmente para a deformação da chapa e esta ganha progressivamente a forma perfilar
(secção) pretendida. São os próprios rolos, acionados por um sistema hidráulico, que puxam a chapa
por compressão, reduzindo ligeiramente a espessura do perfil face à chapa inicial (Rodrigues and
Martins, 2010) (Laperriere and Reinhart, 2014).
Figura 12 - Perfiladora (Roll-Forming) ST-00R
23
Dobragem a frio de Perfis – 10B, 20B, 21B
O processo de dobragem é aparentemente simples, mas dobrar um perfil mantendo a sua secção
inalterada torna-o mais complicado. É necessário que o perfil esteja “acamado”, ou seja, é necessário
que tenha um encostador na secção interior do perfil e outro na secção exterior, de modo a não
permitir que o perfil ganhe uma “forma de saia” durante a dobragem (Rodrigues and Martins, 2010).
Figura 13 - Máquina de dobragem (Bending) ST-20B
Esta dobragem é efetuada com tracção, ou seja, a máquina contém um sistema de amarras que prende
o perfil nas suas extremidades e força-o a rodar em torno do ponto de dobragem, para lhe dar a forma
pretendida. É fulcral que o atrito seja mínimo entre os encostadores e o perfil, pois este está a ser
tracionado com escorregamento sobre o encostador. Ocasionalmente verifica-se uma redução de
espessura demasiado acentuada nas regiões de dobra, por vezes observando-se mesmo ruptura do
material. Esta ocorrência, apesar de ser rara, leva a perdas de tempo consideráveis em diagnóstico e
resolução do problema.
Corte por Arrombamento – 11K, 22K, 23K
Os cortes por arrombamento não são feitos pelo método convencional, não há prensas na Unidade
Ford. Neste processo os cortes são feitos por uma série de pequenos cilindros hidráulicos posicionados
em redor do perfil dobrado. O corte é feito sem encostador, sobre o bordo do perfil, mas uma vez que
a espessura do perfil é muito baixa (≤ 0,7 mm), as rebarbas são mínimas.
Figura 14 - Máquina de corte por arrombamento ST-22K
24
Soldadura por Resistência – 12W, 30W
A soldadura por resistência tem por objetivo unir duas chapas e consiste em pressionar dois elétrodos,
um de cada lado da região a unir, e fazer passar uma corrente. Com esta passagem de corrente nas
chapas sob pressão, a temperatura das mesmas aumenta e devido às propriedades do material, a sua
resistência elétrica aumenta proporcionando ainda maior aumento da temperatura. Isto origina que
as chapas se fundam na região entre elétrodos, uma vez solidificadas estarão unidas. Esta última fase,
de solidificação, é crucial para garantir uma boa ligação pelo que o tempo é outro fator preponderante
(Cary, 1994).
Esta combinação de pressão, intensidade de corrente e tempo de soldadura, devem ser afinadas de
modo a que a união obedeça aos critérios de qualidade. Os elétrodos acumulam resíduos provenientes
do tratamento superficial dos perfis (Zinco), pelo que devem regularmente ser lixados, fresados e
trocados. Uma má configuração dos parâmetros ou falta de manutenção do equipamento pode levar
a diversos erros e desperdícios, nomeadamente soldaduras incompletas ou frágeis e pode ainda
ocorrer soldadura entre os elétrodos e as chapas, incorrendo-se numa paragem mais prolongada para
manutenção (Cary, 1994).
Figura 15 - Esquematização do processo de soldadura por resistência (Cary, 1994)
Procedimentos de Fabrico (Estações) Nesta secção descreve-se o conjunto de atividades associadas a cada estação: o ciclo produtivo, as
trocas de ferramenta, as paragens previstas pelo processo (trocas de rack/coil, elétrodos, etc.).
Estação Perfiladora - ST00R
Nesta estação, os coils sofrem o processo de perfilagem (Roll-Forming). A máquina funciona
automaticamente, pelo que o operador se limita a observar os perfis à saída devendo assegurar que
estes não contêm defeitos visíveis. Deve ainda efetuar as trocas de coil e de rack, bem como registar
no sistema (SAP) o material consumido e o material produzido.
Nesta estação, quando o operador leva um perfil à galga de medição para efetuar uma medição
aleatória, a máquina não precisa de ser interrompida.
Existem três ferramentas principais para esta estação, cada uma correspondendo a uma categoria de
perfis – Glass, Divider e Mercedes. Os changeovers entre estas ferramentas principais são bastante
mais demorados que as “trocas internas” – define-se aqui troca interna como uma troca de ferramenta
dentro da mesma ferramenta principal (Figura 16).
Os perfis Mercedes (ME e MD) são produto acabado, ou seja, estão prontos para ser entregues ao
cliente após a passagem pela Perfiladora. Os restantes perfis requerem mais processamento e
passarão pelas estações respetivas para o receberem antes de serem entregues ao cliente.
25
Figura 16 - Esquema das trocas de ferramenta na estação Perfiladora
Glass Frontal - ST20B/22K & ST21B/23K
Estas duas estações são iguais e simétricas, sendo cada uma composta por duas máquinas que não
contemplam trocas de ferramenta. A primeira máquina efetua dobragem sobre o perfil para lhe
atribuir a forma final da peça, a segunda faz cortes por arrombamento ao longo do bordo do perfil
dobrado.
Figura 17 - Estações Glass Frontal (Direita e Esquerda). Operadores a fazer verificações de início de turno
O processo produtivo é efetuado por um operador por estação, este assegura o transporte e
posicionamento dos perfis entre máquinas (Figura 18).
26
Figura 18 - Ciclo produtivo estação Glass Frontal (Esquerda e Direita)
Quando a rack de PA está completa ou a rack com perfis (PI) está vazia, o operador comunica ao seu
colega da estação Perfiladora, para que este chame via rádio (walkie-talkie) a empilhadora que fará a
troca de rack. No caso de a troca ser de rack de PA, o operador desloca-se até à bancada de apoio,
onde se encontra o leitor SAP, para dar entrada no sistema das peças produzidas e, nesse entretanto,
a empilhadora efetua a troca (Figura 19). Numa troca de rack de PI, é o colega da empilhadora, munido
de um leitor SAP, que efetua a leitura da label pendurada na rack e dá assim sinal ao sistema de que
aquela rack de perfis está a ser consumida.
Figura 19 - Bancada de apoio com leitores SAP e impressora. Exemplo de uma etiqueta (impressa) numa rack de perfis
Glass Traseiro - ST10B/11K/12W
Nesta estação produzem-se as quatro referências do tipo Glass Traseiro. Esta contém três máquinas:
a primeira efetua dobragem, a segunda cortes por arrombamento e a terceira realiza soldadura por
resistência.
A soldadura efetuada na terceira máquina visa soldar uma porca e uma bracket ao perfil, já dobrado e
cortado nas máquinas anteriores, finalizando o processo produtivo.
27
Figura 20 - Máquina de soldadura por resistência ST-12W. Solda uma bracket e uma porca às peças Glass Traseiro
O processo produtivo é efetuado por um operador, este assegura o transporte e posicionamento dos
perfis entre máquinas. Além das verificações aleatórias na galga de medição, nesta estação o operador
verifica também ocasionalmente a integridade da soldadura efetuando um ensaio destrutivo (no
torno), devendo igualmente ajustar os parâmetros de soldadura quando esta não corresponde aos
critérios de aceitação.
Figura 21 - Ciclo produtivo estação Glass Traseiro
A troca de rack de PA é igual à descrita na estação anterior, ou seja, é efetuada pela empilhadora
enquanto o operador vai à bancada de apoio para dar entrada, das peças produzidas, no sistema SAP.
Cabe também à Logística assegurar que o buffer está abastecido com uma rack de perfis (PI), para que
o operador possa efetuar a troca de forma autónoma. Esta troca de racks de PI por parte do operador
é possível uma vez que a rack de PI e o buffer estão ambos posicionados sobre “camas” com rodas.
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Figura 22 – À esquerda: Racks em utilização, sobre "camas com rodas" para facilitar transporte. À direita: Racks empilhadas para aproveitamento de área de armazenamento
Uma vez que são produzidas quatro referências nesta estação, é necessário recorrer a trocas de
ferramenta. O tempo de Changeover difere consoante as combinações possíveis. A troca de lado
(Esquerdo <-> Direito) é mais longa que a troca de Longo <-> Curto.
Divider/Estática - ST30W/50P
Nesta estação produzem-se as seis referências do tipo Divider. A estação é composta por uma máquina
de soldadura por resistência, cujo processo é idêntico à terceira máquina da última estação
apresentada (Glass Traseiro). Contém ainda uma bancada, só utilizada na produção de Dividers
Extensão (DEE e DED), onde se colocam parafusos na peça com o auxílio de uma aparafusadora
pneumática.
O processo produtivo é efetuado por um operador e passa por colocar o perfil na máquina, posicionar
as brackets sobre o perfil e retirar a peça anterior da máquina. Assim que o operador se afasta da
máquina, deixando de interromper a barreira de segurança, esta inicia automaticamente o ciclo de
soldadura.
Figura 23 - Ciclo produtivo estação Divider/Estática
Tal como nas outras estações, o operador é encorajado a verificar regularmente as dimensões e
soldadura da peça final.
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Nesta estação, todas as trocas de rack, sejam de PA ou de PI, são efetuadas pelo operador e para o
efeito este utiliza porta-paletes manuais. Cabe ainda ao operador ir ao supermercado, duas a três vezes
por turno, com um carrinho de KLT’s para reabastecer com brackets.
Existem três ferramentas principais para esta estação: Frontal, Traseira e Extensão. Tal como na
estação Perfiladora, as trocas internas – neste caso, de Esquerda para Direita – são mais rápidas que
as trocas entre ferramentas principais (Figura 24).
Figura 24 - Esquema das trocas de ferramenta na estação Divider/Estática
30
4. Motivação da tese e Metodologia de Análise
4.1. Motivação da Tese Esta tese foi desenvolvida no âmbito de um estágio com duração de 6 meses na empresa Schnellecke
(Palmela). O objetivo principal deste trabalho, é analisar e procurar soluções para aumentar a
eficiência do sistema produtivo da Unidade Ford. Para o efeito, recorreu-se aos princípios e
metodologias de Lean e de 6-Sigma.
Para atingir este aumento de eficiência, tomaram-se duas abordagens:
Procurou-se reconhecer e eliminar desperdícios (Muda) e identificar situações ou processos
que apresentassem variância excessiva para tentar corrigi-los e normalizá-los (reduzir a
variância)
Verificou-se se haveria possibilidade de reduzir os lotes de produção, no sentido de convergir
para uma produção em JIT
Esta tese não contempla análises de custos, no entanto procurou-se manter sensibilidade a esta causa.
Deste modo, para justificar qualquer investimento em alterações, apurou-se o tempo produtivo do
estado atual, para posteriormente comparar com o tempo produtivo do estado futuro (com a
implementação das propostas de alteração).
Uma redução do tempo produtivo (proveniente destas alterações) pode permitir um aumento das
frequências de Setup, levando a uma consequente diminuição dos lotes de produção que por sua vez
permitem reduzir stocks (Figura 25).
Figura 25 - Evolução da distribuição de tempo ao longo do processo de melhoria contínua
Com a eliminação sistemática dos desperdícios identificados, tanto no tempo produtivo como nos
Setups, este sistema produtivo passa a dispor de mais tempo. Caberá então à direção da empresa
decidir o que fazer com este tempo extra: reduzir lotes e convergir para um sistema em JIT, procurar
assumir novos contratos (com novos clientes), ou outra opção que vá de encontro aos objetivos da
empresa.
31
4.2. Metodologia Delineou-se então um caminho para recolher, interpretar e apresentar dados representativos do
sistema produtivo no seu estado atual. Visava-se identificar as situações mais críticas, de modo a obter
maior impacto de melhoria ao solucioná-las. Optou-se por recorrer à metodologia Value Stream
Mapping (VSM) para gerar e apresentar indicadores capazes de ilustrar a performance das estações e
os Lead-Times dos inventários.
A metodologia de diagnóstico adotada pode ser esquematicamente equiparada a uma pirâmide
(Figura 26). Numa fase preliminar de aprendizagem, efetuou-se o reconhecimento do sistema
produtivo e identificaram-se os indicadores relevantes para mapear a cadeia de valor. Na fase seguinte
procedeu-se à reunião dos dados, correspondendo a uma crescente abstração: iniciou-se no “detalhe”
com medição dos tempos de ciclo e finalizou-se com uma análise global às cadências impostas pelos
clientes. Seguiu-se uma análise aos tempos produtivos das estações para identificar os
pacemakers/bottlenecks. Com o mapeamento completo, procedeu-se à sua análise onde se
identificaram os constrangimentos críticos, passando-se de seguida a uma fase iterativa de diagnóstico
das causas-raiz (e suas ramificações). Finalmente, recorrendo às ferramentas Lean e 6-Sigma,
procurou-se resolver os problemas encontrados e mitigar os desperdícios mais críticos.
Figura 26 - Representação esquemática da metodologia de análise e melhoria do sistema produtivo (método VSM)
Fase Preliminar Esta fase inicial consistiu na familiarização com a unidade produtiva. Procurou-se conhecer os
elementos que compunham a equipa, as suas funções e práticas quotidianas. Identificaram-se as
estações, os fluxos existentes entre estas e efetuou-se um levantamento dos processos de fabrico que
nelas decorriam.
32
Após algum tempo na presença dos processos e interagindo com os operadores de modo a
complementar esta fase de aprendizagem, prosseguiu-se uma abordagem mais global. Procurou-se
enquadrar a Unidade Ford na cadeia de valor envolvente, identificando-se os interlocutores
diretamente envolvidos – Clientes e Fornecedores. A informação adquirida nesta fase preliminar,
encontra-se resumida no Capítulo 3.2 desta tese.
Ainda no final desta pré-análise, elaborou-se um esboço do mapeamento da cadeia de valor e
identificaram-se os indicadores que seriam úteis para reconhecer os pontos críticos da unidade
produtiva:
Taxas de Ocupação das estações (TO),
Tempos de valor acrescentado em percentagem da ocupação das estações (TVA%),
Tempos de Setup em percentagem dos lotes de produção e
Lead-Times
Nesta altura, identificou-se uma dificuldade em representar o mapeamento da cadeia de valor, devido
ao número elevado de produtos, e procuraram-se métodos alternativos para fazer esta representação.
1ª Fase – Recolha de dados Uma vez conhecido o sistema produtivo e os indicadores-chave necessários para preencher o mapa da
cadeia de valor, restava recolher e calcular os dados para gerar estes indicadores. Apresentam-se as
metodologias utilizadas na obtenção destes indicadores:
Tabela 10 - Quadro síntese das metodologias adotadas na recolha de dados
Tempos de Ciclo Cronometragens in situ
Taxas de Ocupação Análise dos registos de paragens
TVA%
Calculado recorrendo a:
tempos de ciclo,
registos de produção e
registos de paragens
Setups e Lotes de Produção
Dados obtidos a partir de:
registos de paragens
registos de produção
registos de inventários
observação in situ de trocas de ferramenta
Lead-Times
Calculados recorrendo a:
registos produto enviado ao cliente
registos de inventários
Medição Tempos de Ciclo
Os tempos de ciclo foram obtidos por cronometragem. Começou-se por observar e identificar os
procedimentos que o operador realizava no decorrer de um ciclo, procurando encontrar um evento
pontual e distinguível, que pudesse delimitar cada procedimento. Sempre que possível, escolheu-se
um evento com múltiplos triggers simultâneos, por exemplo, uma luz e um som, de modo a ser
facilmente reconhecido no decorrer das cronometragens.
Para cada produto, efetuaram-se 30 medições contínuas (seguidas) para apanhar um espectro
alargado de ciclos sem interrupções. Posteriormente, cronometrou-se aleatoriamente, vários TC para
garantir a validade dos resultados.
33
Cálculo Taxas de Ocupação
Para definir as taxas de ocupação (TO) recorreu-se aos registos de paragens, disponibilizados pela
empresa. No decorrer de 2015, as equipas de operadores foram reduzidas sucessivamente. Tendo isto
em consideração, recorreu-se aos registos entre outubro e dezembro, uma vez que o número de
operadores se manteve constante durante este período.
Dia Turno Operador Estação Motivo de Paragem
Hora de início
Hora de fim
Figura 27 - Cabeçalho da folha de registos de paragens. Cada entrada desta tabela corresponde a uma ocorrência e contém estas informações
Assumiu-se que sempre que houvesse um registo de paragem relativo a uma estação, esta estaria a
ser utilizada nesse turno. Em alguns casos, encontraram-se registos indicando que o operador tinha
estado em duas estações no mesmo turno. Nestas situações, fez-se um levantamento das horas dos
registos de cada estação, de modo a saber quanto tempo o operador dedicou a cada estação nesse
turno. Deste modo tornou-se possível contabilizar o número de turnos (𝑛𝑇) que cada estação esteve
ocupada e calculou-se a respetiva taxa de ocupação (𝑇𝑂𝑖).
𝑇𝑂𝑖 = 𝑛𝑇𝑖
𝑇
Onde 𝑇 é o número total de turnos decorridos no período considerado.
Verificou-se que em alguns turnos faltavam registos de um operador da equipa. Estas faltas de registo
devem-se a ausências ou ações de formação – situação em que dois operadores trabalham na mesma
estação, sendo que um está a dar formação ao colega. Nesta circunstância, independentemente de
constituir uma mais valia para a empresa, contabiliza-se um operador como “desocupado” na medida
em que existe uma estação que não está a produzir em consequência deste investimento na formação.
Para representar esta parcela de turnos de “Ausência/Acção de Formação”, contabilizou-se o número
total de turnos que recaíam nesta categoria e calculou-se em percentagem do total de “turnos de
trabalho”. Recorre-se ao exemplo (ilustrativo) seguinte para demonstrar o cálculo:
Exemplo: Unidade produtiva a funcionar a 2 turnos, com 5 operadores por turno. Contabilizaram-se 2
faltas em 20 turnos. Considerou-se que estes 20 turnos, correspondem a 100 “turnos de trabalho” (20
turnos x 5 operadores/turno).
Neste exemplo ilustrativo, a taxa de absentismo, será 2%, apesar de se verificar que houve, em média,
uma falta a cada 10 turnos.
Cálculo TVA%
O tempo de valor acrescentado num turno (TVA), em segundos, de uma estação, é dado por:
𝑇𝑉𝐴𝑖 = ∑ 𝑇𝐶𝑝,𝑖 ∙ 𝑃𝐸𝑝
𝑝
Onde:
𝑖: índice da estação,
𝑝: índice da peça,
𝑇𝐶: tempo de ciclo em segundos, da peça 𝑝, na estação 𝑖,
𝑃𝐸: número de peças (𝑝) enviadas. Considerou-se que apenas as peças pedidas pelo cliente
constituíam valor acrescentado.
(1)
(2)
34
Para melhor ilustrar a produtividade das estações, optou-se por calcular o TVA em percentagem do
tempo que estas estavam efetivamente ocupadas, ou seja, relativamente às TO e ao tempo disponível
(TD) por turno. Deste modo, o TVA% é dado por:
𝑇𝑉𝐴%𝑖 = 𝑇𝑉𝐴𝑖
𝑇𝑂𝑖 ∙ 𝑇𝐷
Onde:
𝑖: índice da estação,
𝑇𝑂𝑖: taxa de ocupação da estação 𝑖,
𝑇𝐷: tempo disponível de um operador, num turno (26700 segundos).
Calculou-se ainda o TVA em percentagem da capacidade máxima de ocupação das estações
(TVA%TOTAL). Este cálculo é efetuado recorrendo à equação (3) impondo uma taxa de ocupação de 100%
e assumindo um TD equivalente à totalidade de um turno, 8 horas (28800 segundos).
Setups e Lotes de Produção
Para analisar os Changeovers, recorreu-se novamente aos registos de paragens. Para saber os tempos
de Setup, fez-se a média aritmética dos valores registados para cada ferramenta. Constatou-se que os
tempos de troca apresentavam uma variância considerável pelo que se optou por utilizar esta média
com o número máximo de registos.
Elaborou-se ainda uma sequência temporal dos Setups ao longo do ano 2015.
Semana 1 2
… Setup Ferramenta
A1 Ferramenta
A2 Ferramenta
B1 Ferramenta
C1 Ferramenta
C2 Ferramenta
A1
Figura 28 - Exemplo de sequência de Setups. Tabelas reais e completas em anexo (Anexo C1)
Com este calendário de trocas de ferramenta, torna-se possível:
Observar a ordem das trocas de ferramenta
Contar o número total de Setups de cada ferramenta (𝑆𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑓)
Calcular de quanto em quanto tempo se instalou cada ferramenta (Setup Every… days7):
𝑆𝐸𝑓 =𝐷2015
𝑆𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑓
Onde:
𝑆𝐸𝑓: tempo decorrido entre instalações de cada ferramenta 𝑓,
𝐷2015: número de dias produtivos em 2015.
Para obter os tamanhos médios dos lotes de produção foi necessário conhecer a produção total
(𝑃𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙) relativa ao ano 2015. Deste modo, optou-se por fazer um balanço aos Inventários de final de
ano. A Unidade Ford produziu todos os produtos que foram entregues ao cliente (𝑃𝐸) durante o ano
2015, mais o excedente (ou menos o deficit) da diferença de inventários entre o final do ano 2015 e o
final do ano 2014. O valor efetivo da produção de cada produto é, então, dado pelo seguinte balanço:
𝑃𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃𝐸 + 𝑆𝑡𝑜𝑐𝑘𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 2015 – 𝑆𝑡𝑜𝑐𝑘𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 2014
7 Instalado a cada… dias. Não se usou o conceito Every Part Every Interval (EPEI) uma vez que os ciclos das trocas eram aleatórios.
(3)
(4)
(5)
35
Assim, o Lote de Produção médio (𝐿𝑃𝑝 ) para cada produto (𝑝), é dado por:
𝐿𝑃𝑝 =
𝑃𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑝
𝑆𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑓
[𝑝𝑒ç𝑎𝑠/𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝]
Cadências e Lead-Time
Para calcular a cadência média imposta pelo cliente estudou-se o registo de produto enviado ao
cliente. Nos cálculos das TO e dos TVA% apenas se considerou a situação da Unidade Ford entre
outubro e dezembro, pelo que se decidiu considerar apenas a cadência neste período. Considerou-se
assim, que a cadência média semanal de cada peça, é dada pela média aritmética da quantidade
enviada semanalmente.
Verificou-se que nestes três meses, a Unidade esteve ativa durante 11,4 semanas e efetuaram-se
envios em 12,4 semanas (0,4 corresponde aos 2 primeiros dias do mês de outubro serem 5ª e 6ª da
semana 40). Deste modo, a média foi “corrigida” para se obter a cadência efetivamente imposta ao
sistema produtivo – espera-se que este efetue em 11,4 semanas, a produção correspondente às 12,4
semanas que se realizam envios ao cliente.
Seguidamente, analisaram-se os registos de inventários que apresentavam, para todas as referências,
o número de peças armazenadas na forma de produto intermédio (PI) e de produto acabado (PA), ao
longo do ano 2015. Calculou-se o valor médio de inventário para cada referência e relacionou-se com
a respetiva cadência imposta pelo cliente, de maneira a obter os Lead-Times para todas as referências,
tanto em PI como em PA. Deste modo, o Lead-Time, em semanas, é dado por:
𝐿𝑒𝑎𝑑 𝑇𝑖𝑚𝑒𝑝,𝑒 =𝑆𝑡𝑜𝑐𝑘𝑝,𝑒
𝐶𝑆𝑝
Onde:
𝑝: índice peça,
𝑒: índice estado da peça (PI, PA),
𝐶𝑆𝑝: cadência semanal imposta pelo cliente, para a peça 𝑝.
O inventário de matéria-prima (MP) nem sempre era registado. No entanto, obteve-se a informação
do responsável do departamento Supply-Chain que a empresa guardava, em média, 4 dias de stock de
coils, pelo que se usou esta aproximação para todas as peças.
2ª Fase – Identificação de bottleneck e Tempo Disponível para Setups (TDS) Para identificar o(s) bottleneck(s) do sistema produtivo, estabeleceu-se a cadência imposta pelo cliente
(TT) com base no forecast8 e, para cada produto, identificaram-se os tempos de ciclo reais (TCreal). Com
o produto destes dois valores, obtêm-se os tempos produtivos (TP) para cada produto. Somando os
tempos produtivos dos produtos que passam numa dada estação pode-se aferir quais as estações que
requerem mais tempo para efetuar a produção exigida, sendo assim identificadas como os bottlenecks
do sistema produtivo.
8 Apesar de se estar a examinar o estado atual do sistema produtivo com base em ocorrências passadas, para esta análise usou-se a cadência de previsão futura. Visa-se melhorar o sistema produtivo, sem comprometer a sua resiliência a possíveis aumentos de procura do cliente.
(6)
(7)
36
𝑇𝑃𝑖 = ∑(𝑇𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖∙ 𝑇𝑇)𝑝
𝑝
Onde:
𝑇𝑃𝑖: tempo produtivo (semanal) da estação 𝑖,
𝑇𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖,𝑝: tempo de ciclo real da peça 𝑝 na estação 𝑖,
𝑇𝑇𝑝: cadência semanal da peça 𝑝.
Tempos de Ciclo Reais (TCreais)
Sabia-se que os tempos de ciclo (TC) já medidos não correspondiam aos TCreais pois tinha-se observado
que os processos continham paragens associadas, que nesta fase ainda não se queria analisar em
detalhe. Assim, numa primeira simplificação, optou-se por considerar a produção média que uma
estação realizava durante período de tempo (sem contabilizar trocas de ferramenta).
Exemplo: Estação Divider/Estática esteve um turno a produzir Dividers Frontais (Esquerdas) passando
depois a produzir Dividers Traseiras (Direitas). Assistiu-se a que horas se trocou a ferramenta (neste
caso foi a ¾ do turno) e subtraiu-se o tempo desta troca ao tempo disponível (TD). Verificou-se no final
do turno o total de peças produzidas de cada tipo e dividiu-se pela proporção do turno para obter o
TCreal de cada uma.
𝑇𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑒ç𝑎𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑧𝑖𝑑𝑎𝑠
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑑𝑜 𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑧𝑖𝑟
Cadência imposta pelo cliente (forecast)
Com base no forecast dos primeiros meses de 2016, estabeleceu-se a cadência média imposta pelo
cliente. Constatando que a previsão continha alguma variância, optou-se por acrescentar 1 σ (desvio
padrão) à média aritmética nas estações com troca de ferramenta, para majorar a resiliência do
sistema produtivo. Nas demais estações considerou-se apenas 0,5 σ.
Tempo Disponível para Setups (TDS)
Ainda nesta fase de análise global, calculou-se o tempo de que o sistema produtivo dispunha para
realizar Setups.
𝑇𝐷𝑆 = 𝑇𝐷𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 − ∑ 𝑇𝑃𝑖
𝑖
Onde TDtotal é o tempo total que o sistema produtivo está ativo e corresponde ao somatório dos
tempos disponíveis de cada operador, em uma semana.
𝑇𝐷𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ∑ 𝑇𝐷 ∙ #𝑡𝑜,𝑠𝑒𝑚𝑎𝑛𝑎
𝑜
Onde:
𝑜: índice operador,
𝑇𝐷: Tempo que o operador tem disponível, por turno, para trabalhar,
#𝑡𝑜: número de turnos que um operador trabalha por semana (valor fixo = 5).
(8)
(9)
(10)
(11)
37
3ª Fase – Análise VSM (MP-VSM) Neste caso de estudo, os diferentes produtos percorriam caminhos de criação de valor diferentes,
tornando a tarefa de condensar a informação de todo o sistema produtivo num só VSM extremamente
dificultada. Mesmo a agregação em famílias de produtos requeria simplificações (e por vezes
complicações) que tornavam a informação contida no VSM menos precisa e menos clara.
Construção VSM
Para simplificar a demonstração que se segue, recorre-se à seguinte nomenclatura:
a Perfiladora é uma estação de nível 1, pois recebe matéria prima e faz perfis;
as demais estações são nível 2, pois pegam nesses perfis e executam os respetivos processos.
Inicialmente visava-se apresentar três famílias de produtos (Tabela 11), correspondendo às três
estações de nível 2 da unidade produtiva: Glass Frontal, Glass Traseiro e Divider. No entanto
observaram-se situações de exceção em todas estas.
Tabela 11 - Famílias de Produtos
Família de Produtos Nível 1 Nível 2
Glass Frontal (GFE, GFD)
- São produzidos em estações iguais e simétricas, mas com
TC diferentes
Glass Traseiro (GTLE, GTLD, GTCE, GTCD)
TC dos perfis longos (GTLE, GTLD) é maior do que o TC dos
perfis curtos (GTCE, GTCD) -
Divider (DFE,DFD,DTE,DTD,DEE,DED)
TC dos perfis frontais (DFE, DFD) e traseiros (DTE, DTD) são iguais; TC dos perfis extensão
(DEE, DED) é maior
Dividers Frontais e Traseiras incorrem num processo de
pintura (em outsourcing), mas têm o mesmo TC. As Divider Extensão não são pintadas,
mas têm um TC maior
Com base nesta informação, construíram-se VSMs com as seguintes agregações de produtos e
simplificações:
Glass Frontal – apresentam-se os dois TC descriminados, no nível 2.
Glass Traseiro – apresentam-se os dois TC descriminados, no nível 1.
Divider Frontal e Traseira – têm tudo em comum, exceto a capacidade das racks, que é pouco
relevante.
Divider Extensão – foi necessário representar estes produtos isoladamente. A alternativa de
condensar todas as Dividers no mesmo mapeamento, iria complicar
desnecessariamente a interpretação do VSM.
Perante esta multitude de VSMs que representavam isoladamente os caminhos de criação de valor
para as diferentes famílias de produtos, encontrou-se dificuldade em avaliar o Sistema Produtivo.
Numa tentativa de manter os conceitos fundamentais e nomenclaturas do VSM, criou-se um método
alternativo de representação da cadeia de valor para representar multiprodutos o Multiproduct Value
Stream Map (MP-VSM) (Anexo C2).
Assim, apresenta-se apenas o VSM da família de produtos predominante do sistema produtivo: Divider
Frontal e Traseira. O MP-VSM, condensa toda a informação, relativa à cadeia de criação de valor de
todos os produtos.
38
Identificação Pontos Críticos
Por observação do MP-VSM, identificaram-se:
as estações com menores TO e TVA%
os inventários com maiores Lead-Times
os Setups com maior valor absoluto e aqueles com maior impacto no respetivo lote de
produção
4ª Fase – Diagnóstico Procurou-se, nesta fase, apurar as causas-raiz que estavam na origem dos pontos críticos identificados.
Para o efeito, efetuaram-se análises mais detalhadas aos indicadores (TO e TSVA%9) das estações e aos
Lotes de Produção.
Tabela 12 - Quadro síntese das metodologias adotadas para diagnosticar os pontos críticos
Taxas de Ocupação Comparação cadência imposta com capacidade produtiva
TSVA%
Análise dos registos de paragem e observação dos procedimentos:
identificação dos tipos de paragem e respetivos procedimentos
distribuição dos tempos
Lotes de Produção Análise à variabilidade da cadência imposta e cálculo do número de turnos necessários para produzir em JIT
Análise dos indicadores das Estações
Esta análise visa apurar os motivos para as baixas TO e TVA% das estações identificadas no MP-VSM.
Taxas de Ocupação
Para compreender os valores das TO, procurou-se conhecer a capacidade máxima de produção para a
qual a Unidade foi projetada. Obteve-se esta informação junto do departamento de Engenharia de
Processo. Comparou-se, então, este valor com a cadência média do período analisado (outubro a
dezembro 2015).
Tempos Sem Valor Acrescentado (TSVA)
Identificadas as estações com menores TVA%, optou-se por averiguar as suas distribuições de tempo.
Para o efeito, realizaram-se observações in situ para identificar os diferentes tipos de paragens e
agrupá-los em categorias.
Recorreu-se aos registos de paragens de outubro a dezembro, para obter os tempos de paragem
associados a cada categoria. Nesse sentido, classificou-se cada entrada do registo de acordo com o seu
tipo de paragem (Tabela 13).
9 Complementar do TVA%
39
Tabela 13 - Categorias de Paragens: Definição e exemplos
Categoria Definição Exemplos de Tipos de Paragem
Downtime Paragens por avaria ou falha de equipamento
Avarias
Fuga de Óleo
Fuga de Água
Changeover
Trocas de Ferramenta. Inclui os procedimentos associados à troca: afinações de primeira peça, troca de rack, registo no SAP, registo de sucatas, entre outros
Troca de Ferramenta
Ajustes
Paragens para medição de peças e ajuste dos parâmetros da máquina para assegurar que as peças estão conforme os critérios de aceitação
Medições de Peças
Ajustes Dimensionais
Ajustes de Soldadura
Paragens de Processo
Paragens previstas no processo produtivo
Troca de Coil
Troca de Rack
Fresagem de Elétrodos
Para cada categoria, efetuou-se um levantamento de todas as paragens e respetivos tempos. Deste
modo, foi possível obter o tempo total de paragem em cada categoria, bem como o número de
ocorrências de cada tipo de paragem. Em seguida, calculou-se o tempo total de cada categoria de
paragem, em percentagem da TO e do TD (𝐶𝑃%), para cada estação, ou seja:
𝐶𝑃%𝑐,𝑖 = 𝐶𝑃𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑐,𝑖
𝑇∙
1
𝑇𝑂𝑖 ∙ 𝑇𝐷
Onde:
𝑖: índice estação,
𝑐: índice categoria de paragem,
𝐶𝑃𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙: tempo total de paragem da categoria 𝑐 na estação 𝑖 (entre outubro e dezembro),
𝑇: número total de turnos decorridos entre outubro e dezembro de 2015,
𝑇𝑂𝑖: taxa de ocupação da estação 𝑖,
𝑇𝐷: tempo disponível de um operador, num turno (26700 segundos).
Reuniram-se os valores obtidos numa tabela, para comparar e interpretar os resultados. O objetivo
desta análise era verificar se as estações da unidade partilhavam as mesmas distribuições de tempos
de paragem.
Construíram-se ainda diagramas de Pareto, também relativos a cada estação, que apresentam
simultaneamente, o impacto de cada tipo de paragem no tempo disponível bem como as suas
frequências de ocorrência (por turno).
Habitualmente, os diagramas de Pareto ilustram o impacto que cada acção tem como uma
percentagem do total de acções consideradas, ou seja, tipicamente o somatório de todas as acções
iguala 100%. No entanto, optou-se por representar as acções (Tipos de Paragem), em percentagem do
tempo disponível em cada estação – corresponde a subdividir as categorias dentro dos pie-charts. Com
esta representação, as parcelas mantêm a proporcionalidade, apenas se altera a escala.
(12)
40
Análise aos Inventários (Lead-Times)
Com esta análise pretende-se aferir o motivo dos elevados inventários e consequentes longos Lead-
Times, identificados no mapeamento da cadeia de valor.
Regra geral, sabe-se que estes são consequência dos largos lotes de produção, que por sua vez são
consequência dos longos tempos de Setup. Neste sentido, efetuou-se uma análise aos lotes de
produção para descobrir o(s) motivo(s) para este planeamento.
41
5. Resultados: Interpretação e Diagnóstico Neste capítulo apresentam-se os resultados obtidos da análise realizada à Unidade Ford. A
interpretação e subsequente diagnóstico foram efetuadas seguindo as 2ª, 3ª e 4ª Fases da metodologia
(Figura 26).
5.1. Análise Global: Identificação dos bottlenecks Com a cadência imposta pelo cliente (Anexo D1) e os tempos de ciclo reais (Anexo D2) dos diferentes
produtos, apuraram-se os tempos produtivos (Tabela 14) necessários para cada estação realizar a
respetiva produção – excluindo os tempos de troca de ferramenta.
Tabela 14 - Tempo produtivo semanal, por estação (estado inicial)
Estação Tempo Produtivo
[h/semana]
Perfiladora 59,1
Glass Traseiro 33,8
Glass Frontal Esquerdo 41,3
Glass Frontal Direito 37,3
Divider/Estática 63,2
Deste modo identificaram-se as estações “críticas” do sistema produtivo:
Perfiladora
Divider/Estática
Com este tempo destinado a produção (234h e 45min), restam 25h e 7min disponíveis para Setups
(TDS).
5.2. Interpretação VSM: Pontos Críticos Pela análise aos VSM’s, podem-se identificar os seguintes constrangimentos ao fluxo produtivo:
As estações Glass Traseiro e Glass Frontal (Esquerda e Direita) têm taxas de ocupação baixas
Todas as estações têm TVA% relativamente reduzidos
Praticamente todos os buffers (intermédios e de produto acabado) têm longos lead times, na
ordem das semanas
A Perfiladora, estação comum a todas as referências, é a estação com maiores tempos de
Setup
Para apurar as causas das baixas TO e TVA%, efetuou-se uma análise à performance das estações e às
suas distribuições de tempo (Capítulo 5.3).
Para avaliar o motivo para os inventários elevados, estudou-se o planeamento de produção e a
influência dos tempos de Setup (Capítulo 5.4).
42
Figura 29 - VSM Divider Frontal e Divider Traseira (estado inicial)
43
5.3. Performance das Estações Aglomeraram-se os indicadores das estações numa tabela para facilitar a comparação e análise dos
mesmos (Tabela 15).
Tabela 15 - Resumo Performance Estações
Estação Taxa de Ocupação
[%] TVA% TVA% TOTAL
Perfiladora 85 60,2 47,5
Glass Traseiro 44 60,3 24,5
Glass Frontal Esq. e Dir. 53 72,7 36,1
Divider/Estática 85 56,1 44,3
Global 63,3 37,7
Taxas de Ocupação Constata-se por observação da tabela anterior (Tabela 15) que as taxas de ocupação são relativamente
baixas. Este fenómeno já era previsível, uma vez que a Unidade dispunha de 5 estações e de apenas
3,5 operadores por turno10: resultando numa média de 1,5 estações abandonadas por turno.
Relembra-se que a equipa da Unidade Ford sofreu reduções no decorrer de 2015.
Procurou-se identificar a razão para esta redução na força de trabalho e consequente desocupação
das estações. Para o efeito, recorreu-se às cadências impostas pelo cliente neste período para apurar
a cadência de cada estação. Considerou-se “cadência de uma estação” como o número médio de peças
que passam pela estação (todas as referências nela produzidas).
Tabela 16 - Cadência semanal por estação
Estação Cadência Média Semanal
[total peças por estação/semana] Capacidade Semanal Projetada [total peças por estação/semana]
Perfiladora 20 322 29 000
Glass Traseiro 1 404 3 000
Glass Frontal Esq. e Dir. 5 113 11 000
Divider/Estática 7 405 15 000
Junto do departamento de Engenharia e Processo, apurou-se que as linhas produtivas haviam sido
projetadas (Tabela 16) para uma capacidade máxima de 1100 carrinhas por dia (até 1400, recorrendo
a um turno nocturno). No entanto, a cadência atual correspondia a uma média de cerca de 550
carrinhas por dia, justificando-se assim a desocupação das estações. Esta circunstância conduziu a
empresa a procurar novos clientes, resultando na aquisição do cliente Mercedes.
10 Duas equipas, uma de 3 e uma de 4 operadores, corresponde a uma média de 3,5 operadores por turno.
44
Tempos não-produtivos – TSVA% Os baixos TVA% generalizados indiciam elevados tempos não produtivos (TSVA%). Neste sentido
procurou-se identificar as distribuições de tempo das estações para apurar os motivos de paragem que
provocavam esta baixa eficiência.
Tabela 17 – Distribuição do tempo sem valor acrescentado (TSVA)
Estação Downtime [%]
(Avarias) Setups [%] Ajustes [%]
Paragens de Processo [%]
Outros [%]
Perfiladora 7,2 13,3 8,3 8,6 2,4
Glass Traseiro 7,3 7,8 13,4 2,2 9,1
Glass Frontal Esq. e Dir.
4,9 - 9,3 2,0 11,0
Divider/Estática 1,2 4,1 12,1 8,8 17,7
Global 4,8 5,7 10,4 5,6 10,2
Formação/Ausências 10,4%
Desta tabela destacam-se 3 situações mais críticas:
as paragens do tipo “Ajustes” são o problema predominante do sistema produtivo e comum a
todas as estações,
as trocas de ferramenta da Perfiladora são significativas, como já havia sido identificado na
interpretação do MP-VSM,
a Divider/Estática tem um valor invulgarmente alto na categoria “Outros”.
As ausências/operador em formação apresentadas, correspondem ao valor efetivo (Capítulo 4.2,
Secção “Cálculo Taxas de Ocupação”).
Paragens para Ajustes
Observou-se que durante a produção, os operadores efetuavam verificações aleatórias dos produtos
nas respetivas galgas de medição, sem registar no computador. Sempre que um operador observasse
uma cota demasiado próxima ou mesmo fora das tolerâncias, procedia a ajustes.
Este processo requer que o operador visualize “mentalmente” a deformação para procurar identificar
a causa para o desvio. Procede então ao ajuste dos parâmetros da máquina para o corrigir. Trata-se de
um processo iterativo (tentativa-e-erro), o qual o operador repete até as cotas da peça estarem dentro
dos critérios de aceitação.
45
Figura 30 - Esquema do processo iterativo de medição e ajuste de produtos (realizado pelo operador)
Relembra-se que a categoria de paragens para “Ajustes” contempla, maioritariamente, paragens para
medição de peças e ajustes dimensionais.
Para diagnosticar e solucionar esta situação recorreu-se às ferramentas dos sistemas de gestão da
qualidade. Aferiu-se que as medições eram efetuadas frequentemente por indicação do chefe de
equipa, uma vez que a consequência de receber uma reclamação do cliente tinha um custo de
penalização, equivalente a uma semana de trabalho de toda a Unidade Ford. A razão-de-ser para esta
falta de confiança no processo, que requeria constante monitorização, prende-se com a variância das
cotas do produto. Não sendo possível efetuar uma monitorização à saída dos processos – do tipo SPC
(Statistical Process Control) – procurou-se identificar a causa raiz para esta variância, que embora não
estivesse quantificada – precisamente pela falta de SPC – se sabia que existia, pela ocorrência
frequente de ajustes dimensionais.
Seguindo a lógica do Diagrama de Ishikawa, listaram-se as possíveis causas para esta variância das
características dos produtos à saída dos processos:
a) Operador,
b) Equipamento,
c) Equipamento de Medição e
d) Matéria-Prima.
a) Uma vez que a ocorrência era generalizada e ocorria em todas as estações, inclusivamente na
Perfiladora que é um equipamento automático, descartou-se a possibilidade de a causa provir dos
operadores.
46
b) Procedeu-se então a uma análise ao equipamento e verificou-se que, segundo as especificações dos
encoders e cilindros, estes teriam precisão superior às tolerâncias impostas. Desta forma, sem se
excluir a possibilidade de o problema advir do equipamento em si, optou-se numa primeira
abordagem, por avançar para a causa-possível seguinte.
c) Efetuaram-se testes aos esquipamentos de medição: realizaram-se medições repetidamente à
mesma peça para aferir a repetibilidade e diferentes operadores efetuaram as mesmas medições para
verificar a reprodutibilidade. Verificou-se que estes eram precisos, na medida em que muito raramente
registavam valores diferentes para a mesma medição e nestas raras ocorrências, a ordem de grandeza
do erro era de uma décima de milímetro. As tolerâncias impostas às cotas dos produtos eram
tipicamente ±0,50 mm, pelo que esta pequena variância pode ser considerada como “ruído”11
aceitável. Posto isto, espera-se que se o modelo for bem projetado, a variância induzida pelos
equipamentos de medição, será à partida negligenciável.
d) Restava analisar a matéria prima. Para o efeito, analisou-se as especificações do material recebido
do fornecedor. Constatou-se que o documento não continha nenhuma especificação para a rigidez do
material – Módulo de Young – apenas especificava os limites para a composição química e para a
resistência mecânica – Tensão Limite de Elasticidade e Tensão de Ruptura (Anexo D3). As
especificações acordadas com o fornecedor aceitavam um largo espetro de tensões de cedência, facto
que pode estar na origem deste problema, uma vez que este valor tem influência na recuperação
elástica do material, como se pode depreender pela ilustração seguinte.
Figura 31 - Curva de Tensão-Extensão. Demonstração da diferença de recuperação elástica associada a diferentes tensões de cedência
Esta demonstração pode justificar o comportamento relatado pelo chefe de equipa, relativamente ao
processo de dobragem (bending) dos perfis: “media uma peça e tinha determinadas cotas, media a
peça seguinte e parecia que ela abria”, ou seja, tinha uma recuperação elástica maior que a anterior.
11 Num modelo de regressão, considera-se ruído, as variáveis não quantificáveis nem manipuláveis que induzem variância no resultado
47
Paragens Complementares
A categoria “Outros” surge com a necessidade de “preencher” a distribuição de tempo das estações.
Para cada estação, sabe-se o TVA% e as restantes paragens consideradas, no entanto constata-se que
a soma destas parcelas não completa a totalidade do tempo disponível no turno, surgindo assim esta
categoria.
Nesta, estão incluídos tempos de paragem que não se inserem em nenhuma das categorias
inicialmente consideradas, tais como: sobreprodução, paragens não registadas, idas ao WC, idas ao
Posto Médico ou aos Recursos Humanos e outras interrupções imprevistas.
De todas as estações, a Perfiladora é a única automática, ou seja, está menos suscetível a interrupções
imprevistas. Como tal, nesta categoria, apresenta um valor bastante menor que as restantes estações.
Observou-se que a Divider/Estática supera largamente as outras estações, nesta categoria. Durante as
medições e estudos efetuados, constatou-se que nesta estação, o operador demorava entre 20 e 30
minutos a iniciar a produção. Neste período, tinha de esperar pelos colegas das outras estações
enquanto estes produziam a primeira peça, efetuavam as medições (e ajustes, se necessário) e
introduziam as cotas no único computador da Unidade. Só após os colegas finalizarem estas tarefas, é
que o operador da Divider podia realizar estes mesmos procedimentos de início de turno. Após este
registo no computador, o operador ainda tinha de levar essa mesma primeira peça produzida até ao
quadro de receção da Unidade Ford – onde estão expostas as primeiras peças de cada lote de
produção.
Figura 32 - Quadro peças na área de receção da Unidade Ford
Este atraso, de certo modo, representa uma diminuição do Tempo Disponível para esta estação. Se
esta demora inicial não existisse, a estação estaria dentro da média das outras.
Tempos de Paragem por Estação
Procedeu-se a uma análise individual das estações, para avaliar os respetivos tempos de paragem.
Neste sentido, construíram-se diagramas de Pareto (Anexo D4) para cada estação, para identificar os
tipos de paragem com maior consumo de tempo. Para facilitar a identificação visual dos tipos de
paragem atribuiu-se uma cor a cada categoria:
Paragens de Setup: Azul
Paragens para Ajustes: Vermelho
Paragens de Processo: Verde
48
Figura 33 - Diagrama de Pareto para as paragens da Estação Divider/Estática
Destes diagramas identificaram-se os procedimentos mais críticos:
as medições de peças e ajustes dimensionais são atividades que consomem bastante tempo
em todas as estações. Inserem-se na categoria “Ajustes”, que já foi analisada e diagnosticada
as trocas de rack e de coil, nas estações Perfiladora e Divider/Estática são as paragens mais
significativas destas estações (categoria “Paragens de Processo”)
as trocas de ferramenta na estação Glass Traseiro, representam maior impacto no tempo útil
da estação (categoria “Setups”)
de todas as trocas de ferramenta efetuadas na Perfiladora, o Setup da ferramenta Divider é o
que tem maior impacto no tempo útil da estação (categoria “Setups”)
Observa-se que o procedimento de maior impacto é a troca de coil na Perfiladora, pelo que se
apresenta no Capítulo 6.3, uma aplicação da metodologia SMED visando reduzir a ineficiência deste
processo.
Na estação Divider/Estática, as trocas de racks de produto intermédio (PI) e de produto acabado (PA)
são realizadas pelo próprio operador. Para realizar estas trocas, o operador recorre a um porta-paletes
manual para transportar as racks. Verificou-se também que o operador ia ao supermercado, situado
fora da unidade, para reabastecer as brackets (necessárias ao processo) duas a três vezes por turno.
Efetua-se uma análise mais detalhada a estes procedimentos, juntamente com propostas de melhoria,
no Capítulo 6.4.
Constatou-se ainda que a fresagem de elétrodos, apesar de não representar um impacto considerável
no sistema produtivo, era um desperdício desnecessário e facilmente eliminável. No caso da estação
Divider/Estática, os elétrodos necessitam de ser fresados a cada 1500 pontos de soldadura. Esta acção
é realizada pelo técnico de manutenção, tem uma duração aproximada de 25 minutos, e durante este
período tanto a estação como o operador que a ocupa, estão parados.
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
Freq
uên
cia
(Oco
rrên
cias
/tu
rno
)
Per
cen
tage
m d
o T
emp
o D
isp
on
ível
na
Esta
ção
(p
or
turn
o)
Tipos de Paragem: Divider/Estática
49
5.4. Inventários e Lead-Time Tendo já identificado os motivos “típicos” que levam a inventários desmesurados, no Capítulo 4.2
(Secção “Análise aos Inventários (Lead-Times)”), procurou-se identificar se haveria algum motivo
particular para os lotes de produção serem tão elevados. Em seguida, verificou-se se seria possível, no
estado atual, realizar ciclos completos de troca de ferramenta, com o tempo disponível para Setups
(TDS) de que o sistema produtivo dispõe.
Análise aos lotes de produção Para facilitar a análise que se segue, sumarizou-se num gráfico (Figura 34) os Lead-Times de todas as
referências nas diferentes fases de transformação – matéria prima, produto intermédio e produto
acabado – indicando as cadências semanais para cada referência.
Figura 34 - Lead-Times e Cadências semanais de cada produto. MP: Matéria-prima; PI: Produto intermédio; PI-Caetano: Produto Intermédio no Fornecedor de serviço de pintura em outsourcing; PA - Produto acabado
Observa-se que as referências com menor cadência têm maiores Lead-Times. Daqui pode-se
depreender que, independentemente dos níveis de stock destas peças, estes são desproporcionais à
cadência imposta pelo cliente.
Verificou-se que, para estas referências (com menores cadências), a capacidade das racks estabelecia
o tamanho do lote de produção. Nestes casos, o lote de produção era largamente superior à cadência
semanal da peça (Tabela 18).
0
2
4
6
8
10
12
14
Sem
anas
de
Lead
Tim
e
MP PI PI - Caetano PA
Cadência [peças/semana]
50
Tabela 18 - Comparação cadência com capacidade das racks
Produto Cadência Semanal [peças/semana]
Capacidade Rack PI [perfis]
Capacidade Rack PA [peças]
Glass Traseiro Longo (E/D) 488 600 128
Glass Traseiro Curto (E/D) 214 600 128
Divider Traseira (E/D) 690 2200 384
Divider Extensão (E/D) 479 2200 525
Pela observação destes valores verifica-se que, só se justifica produzir perfis de Divider-Extensão a
cada 5 semanas e perfis de Glass-Traseiro-Curto ou de Divider-Traseira a cada 3 semanas
(aproximadamente).
Ciclos de troca de Ferramenta Constatou-se que o ciclo de trocas de ferramenta atual era aleatório (levando a um EPEI “infinito”).
Verificou-se ainda que o Tempo Disponível para Setups (TDS) semanal era superior ao tempo
necessário para realizar ciclos completos de trocas de ferramenta em cada estação (Tabela 19).
Tabela 19 - Tempo de ciclo completo de Setup em cada Estação
Estação ∑Tempo de Setup [h]
Perfiladora 15
Glass Traseiro 4
Divider/Estática 2
Total 21
TDS 29,5
Este resultado indica que, mesmo no estado atual e sem alterações ao sistema produtivo, este já tem
capacidade de realizar ciclos completos de trocas de ferramenta semanalmente – sendo assim possível
reduzir lotes de produção e consequentemente reduzir stocks.
Neste sentido, uma das alterações propostas é precisamente a redução dos lotes de produção
(Capítulo 6.6).
51
6. Propostas de Melhoria No decorrer da análise aos resultados, identificaram-se vários desperdícios, que se considerou como
sendo oportunidades para melhorar o sistema produtivo. Neste capítulo, apresentam-se as melhorias
propostas – algumas já implementadas, outras agendadas para implementação posterior.
Apresenta-se um sumário das situações identificadas e metodologia adotada para as
melhorar/resolver (Tabela 20).
Tabela 20 - Tabela Síntese das propostas de melhoria
Estação Objetivo Método
Todas Redução dos tempos de paragem
para Ajustes Alteração da matéria-prima. Execução
de DOE e implementação de SPC
Perfiladora Redução do tempo de troca de
ferramenta SMED
Perfiladora Redução do tempo de troca de coil SMED
Divider/Estática Redução dos tempos: trocas de
rack e ida ao supermercado Alterações de layout
Divider/Estática Aumento da eficiência dos
procedimentos de início de turno Criação de nova estação de apoio
Divider/Estática Eliminação do tempo de espera
associado à fresagem de elétrodos Alteração do processo
Glass Frontal Redução tempo de ciclo na
estação Glass Frontal Alteração do processo
Glass Frontal Redução do tempo de troca de
racks de perfis Criação de buffers
Todas Redução dos Inventários (Lead-
Times) Redução do tamanho dos lotes de
produção
6.1. Redução dos Tempos de Paragens para Ajustes Identificaram-se duas opções para reduzir os tempos associados a estas paragens: tentar solucionar o
problema na sua causa-raiz, ou tentar arranjar solução para “conviver” com o problema de forma a
minimizar o seu impacto.
Como foi diagnosticado (Capítulo 5.3, Secção “Paragens para Ajustes”), a causa-raiz mais provável para
estas paragens é a variância das características da matéria-prima.
Primeira opção
Confirmação da causa-raiz
Para confirmar este diagnóstico propôs-se à empresa pedir ao seu fornecedor para estreitar a
tolerância da resistência mecânica do material. Aferiu-se que obter um material com menor variância
nas suas características, correspondia a uma subida na categoria, levando a um aumento do seu custo.
Foi então sugerido solicitar este aumento da categoria da matéria prima para efetuar um teste.
52
Fornecer à Unidade Ford esta matéria prima de melhor qualidade durante dois meses e analisar os
registos de paragem, relativos a esse período, para verificar se o tempo e frequência dos ajustes
dimensionais havia diminuído. Se se verificar que estes baixam, poder-se-á optar por manter esta
matéria-prima e dar indicação aos operadores para reduzirem a frequência das medições aleatórias
dos produtos. Nestas condições, os tempos desta categoria de paragem diminuiriam.
O passo seguinte: Design Of Experiment (DOE)
Posteriormente, realizando DOE’s em todas as estações (ou recorrendo ao método de Taguchi), poder-
se-ia encontrar os parâmetros ideais para cada equipamento. Recorrendo à extensa experiência dos
operadores, começar-se-ia por identificar as “cotas chave” de cada produto – aquelas que definem se
a peça está com curvatura ou torção a mais ou a menos, ou seja, os Key Performance Output Variables
(KPOV). Em seguida, recorrendo novamente ao know-how dos operadores, identificavam-se os
parâmetros chave da máquina que eles tipicamente manipulam para alterar as “cotas chave” do
produto. Estes parâmetros da máquina seriam os Key Performance Input Variables (KPIV). Mais uma
vez, pela experiência dos operadores, resta aferir quais os valores típicos para os KPIVs identificados
para estabelecer os limites superior e inferior a usar na realização dos DOE’s (Figura 35).
Figura 35 - Representação esquemática das variáveis de um processo (Bagchi, 2011)
Constatou-se que no decorrer dos ajustes (estado atual), na maioria das máquinas, os operadores
manipulavam um único parâmetro, pelo que nestes casos mais simples poder-se-ia simplificar o estudo
para um One-Factor-At-A-Time (OFAT). Com esta simplificação e recorrendo à preparação descrita no
parágrafo anterior – definição dos KPOVs, do único KPIV e dos seus limites superior e inferior – pode-
se fazer variar o KPIV e registar a evolução dos KPOVs de modo a gerar uma regressão. Não esquecer
de medir várias peças para cada ensaio, de modo a contabilizar a variância causada por ruído.
No estado atual não faria muito sentido realizar estes estudos. A elasticidade e resistência mecânica
do material são variáveis com bastante influência nas cotas do produto e como já se constatou,
apresentam bastante variância. No entanto, o que impossibilita mesmo a execução destes estudos, é
o facto de esta variância não poder ser controlada12 e o facto de a empresa não dispor de meios para
a quantificar (nem se equacionou a hipótese de adquirir o equipamento necessário para realizar
ensaios mecânicos pela magnitude do investimento).
Assim sendo, constata-se que uma vez reduzida a variância das características da matéria prima, já
haveria condições para a realização destes estudos, pois poder-se-ia atribuir a dependência das cotas
12 Como se se tratasse de um KPIV.
53
dos produtos aos parâmetros das máquinas. A baixa variância da matéria-prima representaria (em
princípio) um ruído negligenciável.
Segunda Opção No caso de a empresa optar por se conformar com a matéria-prima de menor qualidade (se considerar
que o custo não justifica o benefício), pode realizar um dos estudos mencionados para criar um modelo
de regressão que poderá ajudar a reduzir o número de iterações nos ajustes atuais. No entanto,
adverte-se que o modelo obtido provavelmente não será robusto e requererá mais ensaios, uma vez
que se estará a considerar como ruído, uma variável bastante importante, com bastante variância e
sobre a qual não há controlo da parte de quem executa o estudo – a matéria-prima.
Melhoria subsequente Independentemente da decisão tomada, aconselha-se a implementação de uma monitorização do tipo
Statistical Process Control13 (SPC) à saída dos processos para “servir de Jidoka”. Deste modo o operador
não precisa de parar a produção aleatoriamente para medir peças nem está sujeito aos possíveis erros
de medição (operador, equipamento de medição, galga de medição, …) e ao mesmo tempo assegura-
se que não passam peças defeituosas para o cliente. Este controlo pode ser efetuado, por exemplo,
por meio de Scanning 3D, ou seja, câmaras instaladas à saída de cada máquina efetuam uma
digitalização da peça e esta é comparada com um modelo 3D da peça padrão (já com tolerâncias).
Esta tecnologia vanguardista, atualmente representa um investimento avultado. No entanto, com o
seu desenvolvimento fulminante espera-se que se torne mais acessível brevemente – em 2014 um
sistema de digitalização 3D custava aproximadamente 200 mil euros, atualmente (2016) estão a surgir
apps capazes de tornar um smartphone num scanner-3D.
Outra alternativa seria por meio de sensores (medidores de distâncias) posicionados em pontos-chave,
que verificariam as cotas das peças nesses pontos – mas novamente estima-se que, para a precisão
requerida, representem um investimento demasiado elevado. É possível complementar estes
sensores, com outros idênticos e mais acessíveis, para verificar se os cortes foram efetuados, nas
estações com corte por arrombamento – solução já implementada para monitorizar os cortes dos
perfis à saída da Perfiladora.
Com uma implementação bem-sucedida das alterações propostas, espera-se reduzir esta categoria de
paragens entre 75% e 90%. Esta estimativa, parte do princípio que os operadores deixam de medir
aleatoriamente produtos (pela presença da monitorização SPC) e os ajustes se tornam menos
frequentes e mais rápidos (pelos modelos de regressão sugeridos e parâmetros “ótimos” obtidos do
DOE).
13 Controlo Estatístico de Processos.
54
6.2. Redução do tempo de Setup na Perfiladora (SMED) Constatou-se pelo mapeamento da cadeia de valor e pela tabela de paragens (Tabela 17) que os
tempos de Setup na estação Perfiladora eram bastante significativos. Dos diagramas de Pareto desta
estação (Anexo D4) apurou-se que as trocas internas da ferramenta Divider eram as que mais
contribuíam, no total, para esta categoria de paragens. Deste modo, optou-se por analisar esta troca
em particular.
Constatou-se que neste Setup, a troca de ferramenta era relativamente rápida quando comparada
com o tempo total de paragem, sendo que a maioria do tempo era gasto no ajuste da primeira peça
do lote. Optou-se por verificar os restantes tipos de Changeover para aferir as suas distribuições de
tempo e verificar se esta ocorrência era generalizada.
Assim, observaram-se os diferentes tipos de trocas para apurar se haveria procedimentos comuns a
todos os Changeovers, no sentido de encontrar melhorias que fossem transversais a todos. Constatou-
se que estes continham 3 etapas:
1. Procedimentos Iniciais – procedimentos associados à finalização do lote anterior (trocar rack,
pesar e registar as sucatas, registar no SAP as peças produzidas)
2. Troca de Ferramenta
3. Preparação Final – ajustes e posicionamento de nova rack
Observaram-se diversas trocas e anotaram-se os tempos das etapas 1 e 2. Constatou-se que a terceira
etapa era bastante significativa e apresentava bastante variância. Uma vez que já se abordou no
Capítulo anterior o problema dos tempos de ajuste e o facto de serem procedimentos iterativos,
optou-se por ignorar esta parcela nesta análise. Com esta simplificação, não se pretende menosprezar
a sua contribuição, considerou-se que não fazia sentido realizar um estudo que visa standardizar um
processo, incluindo nele uma parcela (considerável) de tempo com uma variância acentuada.
Com as observações realizadas, apurou-se a seguinte distribuição de tempo:
Tabela 21 - Tempo das trocas de ferramenta na Estação Perfiladora
Ferramenta Principal
Setup [minutos] P.Iniciais + Troca = Total
Troca Interna [minutos] P.Iniciais + Troca = Total
Glass 8 + 75 = 83 5 + 5 = 10
Divider 8 + 130 = 138 8 + 15 = 23
Mercedes 8 + 125 = 133 8 + 60 = 68
Com estes tempos, considerou-se que seria mais eficaz aplicar a metodologia SMED ao Setup da
ferramenta (principal) Divider.
Para o efeito, listaram-se os procedimentos e tempos respetivos (Tabela 22) aglomerando-os em
etapas. Identificou-se ainda nesta tabela, recorrendo a um código de cores, as operações externas e
aquelas que se poderiam converter em externas:
Vermelho: Operação Externa
Amarelo: Operação Interna passível de ser convertida em Externa
55
Tabela 22 - Procedimentos de troca de ferramenta (Mercedes para Divider) na Estação Perfiladora
Etapa Procedimento Tempo
Procedimentos iniciais
Preencher label e colocar na última rack do lote de produção; Puxar rack para via de passagem (para
empilhadora arrumar) 02:00
Ir até à bancada de apoio: Levar sucatas do último lote produzido para pesar, imprimir etiqueta de
identificação (SAP) 05:00
Regressar ao posto de trabalho (e deixar sucatas no contentor)
01:00
Retirar Ferramenta
Cortar chapa na zona de soldadura; Dobrar sucata e levar à mesa de apoio; Selar coil com
braçadeiras/fita-cola 05:00
Pegar na Rebarbadora e cortar o perfil entre as ferramentas e à saída do Cutter
01:00
Desapertar fixações das ferramentas e retirar cabos de alimentação dos sistemas Hidráulico e
Pneumático; Dar a volta à máquina e tirar Cardans 12:00
Deslocar-se para apanhar o elevador e instalar viga de suporte
02:00
Retirar a primeira parte da ferramenta (Roller) e pousar na mesa
06:00
Retirar a segunda parte da ferramenta (Cutter) e pousar na mesa
06:00
Colocar elevador sobre ferramenta Divider (Roller) 01:00
Limpezas Limpar máquina e varrer aparas (sucatas dos cortes) 05:00
Colocar Ferramenta
Posicionar ferramenta Divider (Roller) na máquina 09:00
Arrumar viga de suporte e elevador 01:00
Apertar fixações e colocar cabos dos sistemas Hidráulico e Pneumático; Dar a volta à máquina e
colocar Cardans 18:00
Colocar Coil e Carimbo
Colocar coil no Desenrolador 3:30
Rodar Desenrolador 180° 00:30
Retirar coil (selado) do lote anterior 02:00
Entrar na máquina, abrir coil e fazer soldadura 05:30
Trocar Carimbo 02:00
Colocar óleo no depósito 01:00
Colocar Cutter no Hexapod
Ir buscar ferramenta secundária Divider (Cutter) 01:00
Colocar ferramenta no Hexapod, ajeitar e apertar parafusos de fixação
02:00
Dar a volta ao Hexapod para acabar de apertar os parafusos de fixação e colocar cabos dos sistemas
Hidráulico e Pneumático 02:00
Levar carro vazio e regressar 00:30
Efetuar Ajustes ao alinhamento do Hexapod 20:00
Preparação Final
Preparar rack, ir buscar separadores e preencher registo de paragem
04:00
Total 1:58:00
56
Para esta análise, não se consideraram as interrupções (por exemplo uma ida ao WC, paragem para
horário de almoço, …).
Identificação de Operações Externas Constatou-se que toda a etapa preparatória, que essencialmente correspondia à finalização do lote
anterior, podia ser executada fora do tempo de Changeover. Propõe-se, assim, que os procedimentos
desta etapa, bem como as restantes operações identificadas como externas, sejam executados antes
ou depois da troca:
Antes
Deslocar-se para apanhar o elevador e
instalar viga de suporte
Colocar coil no Desenrolador
Ir buscar ferramenta Divider (Cutter) e
posicionar junto à entrada da máquina
Preparar rack (do próximo lote) e ir
buscar separadores
Depois
Toda a Etapa de “Procedimentos
iniciais”
Arrumar viga de suporte e elevador
Retirar coil (selado) do lote anterior
Arrumar carro vazio da ferramenta
Divider (Cutter)
Preencher registo de Paragem
A ordem de execução destas operações externas não tem obrigatoriamente de ser a apresentada, uma
vez que estas não apresentam dependência sequencial. Estas foram listadas seguindo a ordem de
procedimentos registados (Tabela 22), para facilitar o seguimento desta explicação.
Uma vez que esta estação é automática, o operador tem disponibilidade para efetuar estes
procedimentos enquanto a máquina está a produzir.
Conversão de operações Internas em Externas O carimbo, situado antes da ferramenta de perfilagem, serve para identificar as peças com as
respetivas referências. Deste modo, a sua troca é realizada em todos os Setups, sejam de ferramenta
principal ou internos (Figura 16).
Esta troca de carimbo passa por:
1. Mover a torre de carimbo para a posição da peça a produzir14
2. Retirar a matriz do carimbo
3. Levar matriz à bancada (no interior da máquina) e trocar carimbo
4. Colocar matriz
De todos estes procedimentos, identificou-se que a troca do carimbo (procedimento 3) poderia ser
realizada fora do tempo de Changeover se existisse uma matriz extra. Este passo, leva cerca de 50%
de todo o tempo de troca de carimbo. Apesar de ser um ganho pouco relevante no tempo total de
troca de ferramenta (ganho de 1 minuto, numa troca com quase 120 minutos), o investimento também
é reduzido pois esta peça (matriz) é relativamente barata (Anexo E1).
14 A diferentes peças correspondem diferentes posições do carimbo.
57
Redução do tempo de Setup Nesta fase, fizeram-se duas abordagens:
1. procuraram-se soluções para reduzir os tempos das operações (Internas)
2. verificou-se quais as operações que podiam decorrer em paralelo, ou seja, recorrer a dois
operadores para efetuar o Setup
Alterações para reduzir tempo das operações Internas
Notou-se que uma parcela considerável do tempo era consumida a desapertar e a apertar os parafusos
que fixavam as ferramentas.
Deste modo, propõe-se adquirir uma aparafusadora pneumática para o operador poder realizar estas
tarefas mais rapidamente. Estima-se que a sua instalação seja facilitada, uma vez que a máquina já
dispõe de sistema pneumático. Esta ideia já havia sido sugerida pelo chefe de equipa e está em análise.
O entrave a este investimento, é a versatilidade que a aparafusadora teria de ter. As ferramentas desta
estação possuem diferentes tipos de parafusos e segundo a empresa estes não podem ser alterados.
Ou seja, à partida a primeira sugestão seria precisamente normalizar os parafusos, mas as ferramentas
(de perfilagem) são propriedade do cliente, e a empresa não pretende efetuar alterações a estas.
A aparafusadora necessitaria ainda de ter dimensões reduzidas para ser usada nos locais menos
acessíveis das ferramentas.
Estima-se que esta aquisição possa contribuir para reduzir os tempos de troca de ferramenta
(praticamente todos os desta estação) em aproximadamente 8 minutos.
Realização de operações em paralelo
Constatando-se que grande parte dos procedimentos não eram sequenciais (podiam decorrer em
paralelo), recorreu-se a gráficos de Gantt (Figura 36 e Anexo E2) para simular dois operadores a realizar
a troca.
Figura 36 - Diagrama de Gantt para a troca de ferramenta com 2 operadores. Azul: operador A; Amarelo: operador B; Verde: ambos operadores.
Em anexo encontra-se uma comparação deste procedimento 2 operadores VS. 1 operador (Anexo E2)
Verifica-se que a troca pode ser realizada em pouco mais de uma hora, sendo que apenas é necessário
recorrer ao segundo operador durante 44 minutos.
A última tarefa corresponde a um tipo de ajuste que requer apenas um operador. Nesta simulação,
considerou-se que a alteração do carimbo (conversão de uma operação interna em externa) já havia
sido implementada pela empresa.
58
Resultados Para facilitar a decisão sobre as alterações a adotar/implementar, resumiram-se as propostas e os
ganhos de tempo respetivos (Tabela 23).
Tabela 23 - Tempo ganho com cada proposta de alteração (SMED ferramenta Divider)
Proposta de alteração Ganho
Operações Externas (diversas) 22:00
Adquirir uma matriz de carimbo extra 01:00
Aparafusadora Pneumática 08:00
Recorrer a dois operadores para efetuar a troca 30:00
Caso todas estas melhorias sejam adotadas, prevê-se uma redução total de 1 hora e 1 minuto a este
Setup, ou seja, cerca de 52%.
Tabela 24 - Comparação tempo inicial de Setup com tempo final, após SMED
Tempo de Setup (inicial) 1:58:00
Tempo de Setup (final) 00:57:00
Redução 52%
Estas alterações permitem igualmente reduzir as restantes trocas de ferramenta nesta máquina:
Setups de ferramentas principais – estima-se uma redução aproximadamente igual a esta (61
minutos)
Changeovers internos – estima-se redução de 31 minutos, correspondente à contribuição das
3 primeiras propostas de alteração (Tabela 23). Esta redução não se aplica às trocas internas
da ferramenta Glass.
Considerou-se ainda que a proposta do capítulo anterior para reduzir tempos de ajuste, poderá reduzir
os tempos de ajuste de primeira peça em 50%. Optou-se por ser conservador nesta estimativa, na
realidade, se a matéria-prima apresentar variância negligenciável e com os DOE’s realizados, esta
parcela de tempo reduzir-se-á bastante mais.
6.3. Redução do tempo de troca de Coil na Perfiladora (SMED) De todas as paragens de processo registadas, entre todas as estações, a troca de Coil na Perfiladora
demonstrou ser a mais significativa, apresentando um tempo total de paragem maior que todas as
restantes.
Constatando-se que este procedimento tinha características equiparáveis a um Setup, optou-se por
recorrer à metodologia SMED para encontrar soluções para reduzir o tempo desta paragem. Filmou-
se o procedimento e através da análise do vídeo identificaram-se e cronometraram-se as diferentes
tarefas que compõem o processo. Listaram-se os procedimentos e tempos respetivos (Tabela 25)
aglomerando-os em etapas. Identificou-se ainda na tabela as operações externas e aquelas que se
poderiam converter em externas recorrendo a um código de cores:
Vermelho: Operação Externa
Amarelo: Operação Interna passível de ser convertida em Externa
59
Tabela 25 - Procedimentos de troca de coil na Estação Perfiladora
Etapa Procedimento Tempo
Procedimentos iniciais
Esvaziar KLT’s de aparas (sucatas dos cortes) 00:12
Cortar chapa na guilhotina e prender a ponta no Clamp
00:20
Apanhar sucata, dobrar e pousar na mesa (de caminho para rodar o Desenrolador)
00:15
Carregar Desenrolador com novo coil
Retirar encostos do Desenrolador e pousar no chão 00:17
Apanhar manivela e desapertar Desenrolador 00:15
Levantar coil do chão (com o gancho do elevador) 01:03
Com o coil suspenso, verificar orientação da rebarba da chapa. Rodar o coil recorrendo ao apoio e pousar
no Desenrolador15 00:53
Arrumar gancho no apoio 00:18
Colocar encostos no Desenrolador, apanhar manivela e apertar
00:42
Abertura do novo coil
Rodar o Desenrolador 180° 00:19
Deslocar-se ao interior da máquina e cortar braçadeiras do coil
00:35
Dobrar sucatas (braçadeiras) e levar à mesa (fora da máquina)
00:21
Corta fita-cola envolvente ao coil 00:17
Retirar secção exterior do coil e cortar 00:10
Dobrar sucatas (secção exterior do coil e braçadeiras) e levar à mesa (fora da máquina)
00:16
Carregar no botão para “manualmente” fazer girar o Desenrolador e cortar a ponta na guilhotina
00:31
Soldadura
Prender extremidade do coil no Clamp 00:10
Preparação para soldar: apanhar viseira e elétrodo (TIG)
00:28
Soldar e arrumar material 00:25
Abrir Clamps e usar rebarbadora para retificar região da soldadura
00:25
Procedimentos Finais
Fazer passar chapa pelos rolos (tensor) e endireitar chapa
00:27
Dirigir-se à consola para retomar produção 00:15
Total 08:54
Identificação das Operações Externas Constatou-se que a Etapa “Carregar Desenrolador com novo coil” podia ser integralmente realizada
antes de iniciar a troca – observou-se inclusivamente que, por vezes, o operador já fazia esta etapa
antes de iniciar o processo de troca.
15 Aplicou-se metade do tempo medido porque esta acção só é feita metade das vezes.
60
Conversão de operações Internas em Externas
Redução da frequência de vazamento das KLT’s
A operação de esvaziar as KLT’s que contêm as aparas16, apesar de não representar um tempo
significativo neste processo, constatou-se que podia ser efetuada apenas uma vez por turno/dia. Para
o efeito, propõe-se ter apenas uma KLT grande, posicionada no chão, capaz de recolher todas as aparas
com guias tipo “escorrega”, como já existe para a ferramenta Mercedes (Anexo E1).
Remoção parcial das saídas/entradas na máquina
Observou-se que o operador tinha de se deslocar várias
vezes ao exterior da máquina para pousar as sucatas.
Procurou-se uma solução para que o operador pudesse
pousar as sucatas mais próximo do local onde estava a abrir
o novo coil. Sabendo que o operador não poderia reentrar
na máquina uma vez que esta retomasse o trabalho,
encontrou-se como alternativa pousar as sucatas num
carrinho deslizante que passava por baixo da grade
protetora.
Com esta alteração, o operador continua a dobrar as
sucatas, mas não perde tempo a deslocar-se até à mesa de
apoio fora da máquina.
Alterações para reduzir tempo das operações Internas Observou-se que o operador passava muito tempo em
movimento. No sentido de reduzir este desperdício, procuraram-se soluções para que o operador
pudesse realizar toda a troca sem sair do mesmo local.
Remoção total das saídas/entradas na máquina
Para atingir este objetivo, propõe-se uma solução arrojada: rodar a própria base do Desenrolador para
que o pedal estivesse acessível do interior da máquina. Com esta alteração, partindo do princípio que
a etapa de “carregar o Desenrolador com um coil novo” é realizada antes do Setup, o operador pode
realizar toda a troca sem sair da Perfiladora.
Em alternativa, pode-se abrir a base do Desenrolador para arranjar uma solução mecânica para
acrescentar um pedal que seja acessível do interior da máquina. Deste modo, este procedimento
torna-se também mais versátil, uma vez que seria possível girar o Desenrolador dos dois lados (Figura
38).
Redução do tempo de preparação/arrumação associado à soldadura
Mudou-se ainda o local da viseira de soldadura de modo a estar à mão do operador aquando da
preparação para soldar (Figura 38).
16 Pedaços de sucata resultantes dos cortes efetuados nos perfis (na própria Perfiladora).
Figura 37 - Tabuleiro deslizante para recolher sucatas do coil, após troca
61
Figura 38 – À esquerda: Operador a colocar coil no Desenrolador (note-se o pedal acessível apenas do exterior da máquina) À direita: Viseira de proteção reposicionada junto do local de soldadura
Resultados Para facilitar a decisão sobre as melhorias a implementar, resumiram-se na seguinte tabela seguinte
as propostas e os ganhos de tempo respetivos.
Tabela 26 - Tempo ganho com cada proposta de alteração (SMED troca de coil)
Proposta de alteração Ganho
Carregar o Desenrolador com um coil novo, antes de interromper a produção
03:28
Acrescentar escorregas para as aparas 00:07
Introdução de um carrinho deslizante (capaz de passar por baixo da grade de proteção)
00:20
Rodar a base do desenrolador ou acrescentar um pedal ao desenrolador (para que este esteja
acessível do interior da maquina) 00:20
Alteração do local da viseira de soldadura 00:06
Caso todas estas melhorias sejam adotadas, prevê-se uma redução total de 4 minutos e 21 segundos
a este processo, ou seja, cerca de 49% (Tabela 27).
62
Tabela 27 - Procedimento final troca de coil, após SMED
Etapa Procedimento Tempo
Procedimentos iniciais
Deslocar-se ao interior da máquina, cortar chapa na guilhotina e prender a ponta no Clamp
00:25
Apanhar sucata, dobrar e pousar no carrinho de apoio
00:05
Rodar o Desenrolador 180° 00:19
Abertura do novo coil
Cortar braçadeiras do coil 00:25
Dobrar sucatas (braçadeiras) e pousar no carrinho de apoio
00:11
Corta fita-cola envolvente ao coil 00:17
Retirar secção exterior do coil e cortar 00:10
Dobrar sucatas e pousar no carrinho de apoio 00:06
Carregar no botão para “manualmente” fazer girar o Desenrolador e cortar a ponta na guilhotina
00:31
Soldadura
Prender extremidade do coil no Clamp 00:10
Preparação para soldar: apanhar viseira e elétrodo (TIG)
00:25
Soldar e arrumar material 00:22
Abrir Clamps e usar rebarbadora para retificar região da soldadura
00:25
Procedimentos finais
Fazer passar chapa pelos rolos (tensor) e endireitar chapa
00:27
Dirigir-se à consola para retomar produção 00:15
Total após alterações 04:33
Redução 49%
Apesar deste valor parecer modesto, considerando que este processo ocorre frequentemente (3 a 5
vezes por turno), esta redução representa um ganho de cerca de 3 horas produtivas por semana nesta
estação.
63
6.4. Aumento da eficiência da estação Divider/Estática Observou-se que o layout atual (Figura 39) desfavorecia a estação Divider/Estática pelos seguintes
motivos:
o operador vê-se obrigado a percorrer longas distâncias para realizar as trocas de rack. Esta
circunstância, aliada ao facto de o procedimento ser pouco ergonómico (recorre a um porta-
paletes manual) leva a paragens mais longas para realizar este processo
as idas à bancada de apoio para dar entrada no SAP da produção realizada (aquando de uma
troca de rack de produto acabado) e para imprimir a etiqueta de identificação, representam
um desperdício de movimento e de espera consideráveis (Tabela 2)
as brackets necessárias ao processo de fabrico desta estação, encontram-se num
supermercado situado fora da Unidade. Sendo o próprio operador a efetuar este
reabastecimento, duas a cinco vezes por turno, não faz sentido a localização atual do
supermercado
como descrito no Capítulo 5.3 (Secção “Paragens Complementares”), o tempo disponível do
operador nesta estação é afetado pelo facto de ter de esperar pelos colegas das demais
estações (situadas no outro canto da Unidade) para usar o PC e iniciar o trabalho
Figura 39 - Percursos do operador da Estação Divider/Estática. 1: Troca de rack produto acabado; 2: Troca de rack produto intermédio; 3: Ida à bancada de apoio (SAP); 4: Ida ao supermercado (reabastecimento de brackets)
Pode-se observar que tudo o que operador necessita para realizar o seu trabalho, encontra-se disperso
chegando a estar fora da Unidade. Seria ideal se o operador tivesse mais perto de si as racks de perfis
e de PA, os contentores de brackets e um leitor de SAP com impressora para imprimir as ordens de
produção. Posto isto, apresentam-se algumas propostas de alteração ao layout nesta área da unidade.
64
Alterações de Layout
Figura 40 - Propostas de alteração layout da região envolvente da Estação Divider/Estática. 1: Bancada ST50P colocada sobre rodas e carris; 2: nova bancada de apoio com leitor SAP, impressora e PC; 3: Estante (já existente): na parte superior
arrumam-se buffers de perfis Divider, na parte inferior colocam-se os contentores de brackets (supermercado)
Prevê-se que as alterações propostas (Figura 40) reduzam os tempos das trocas de rack em 36%. Com
a nova bancada de apoio, o operador consegue registar no SAP e imprimir as novas ordens de
produção, mais rapidamente. O PC, também situado nesta bancada, permite-lhe realizar os
procedimentos de início de turno sem ter de aguardar pelos colegas.
Verifica-se ainda que a nova posição do supermercado (na parte inferior da estante) reduz o tempo de
reabastecimento de brackets. Tratando-se de um procedimento menos frequente, o benefício desta
alteração é menos substancial, não sendo, no entanto, uma hipótese a descartar.
Figura 41 - Esquema da disposição da Estação Divider/Estática, aquando da produção de peças Divider Extensão. Bancada ST50P desliza sobre os carris e a rack de produto acabado fica posicionada atrás do operador
Propõe-se colocar a bancada ST-50P, que só é utilizada na produção de Divider Extensão, sobre “carris”
(Figura 41). Assim, o operador desliza a bancada para a sua posição de trabalho somente quando
necessita, colocando a rack de produto acabado na sua retaguarda (Capítulo 3.2, Secção
“Procedimentos de Fabrico (Divider/Estática)”).
Pode-se constatar que os caminho de troca de racks (PA e PI) se cruzam (Figura 40). Numa primeira
abordagem, à partida seria preferível trocá-las de posição (uma pela outra). No entanto, por motivos
65
logísticos, a manobra da rack de PA é dificultada estando nessa posição17. Este motivo, aliado à
impossibilidade de passar a bancada (ST-50P) para o lado oposto da ST-30W – esta é alta e não passa
por baixo do exaustor – levou a esta opção de layout. Com este layout, conserva-se ainda o sentido do
ciclo (anti-horário) já em vigor, ao qual os operadores já estão acostumados há anos.
Benefícios suplementares do novo Layout Note-se que a rotação do posto de trabalho, favorece também as suas trocas de ferramenta. Isto
porque a estante de ferramentas fica virada para a maquina, reduzindo os tempos de transporte de
ferramentas durante a troca. Esta troca pode ser efetuada ainda mais rapidamente e desocupar mais
a área de trabalho, se se investir em carros individuais para cada ferramenta – situação em que cada
ferramenta fica estacionada sobre o seu carro.
Com a proposta de redução dos lotes de produção, apresentada em detalhe na secção seguinte
(Capítulo 6.6), pode-se acrescentar uma alteração “extra” às racks de perfis Divider. Uma vez que as
cadências semanais dos produtos Divider Traseiro e Divider Extensão são menos de metade da
capacidade de uma rack destes perfis (Tabela 18), quando a Perfiladora efetuar a produção semanal
destes, pode preencher um contentor com metade perfis Esquerdos e outra metade com Direitos
(Figura 42).
Figura 42 - Rack Perfis Divider (Extensão)
Com esta alteração, existirão menos buffers de perfis Divider pelo que em vez dos atuais 6 contentores,
estes reduzir-se-ão a 4 e caberão no local sugerido (Figura 40). Esta alteração contribuirá ainda para
uma redução do tempo de trocas internas de ferramenta (de esquerda para direita e vice-versa), visto
que para estas peças (Divider Traseira e Extensão), o operador não terá de efetuar a troca de rack de
perfis (PI) associada a uma troca interna de ferramenta.
Fresagem de Elétrodos Constatou-se que a fresagem de elétrodos, apesar de não representar um impacto considerável no
sistema produtivo, era um desperdício desnecessário e facilmente eliminável.
17 O operador utiliza a bancada 50P como uma bancada de suporte: esta contém ferramentas e o operador escreve os registos de paragem, sobre esta.
66
No caso desta estação, cada ferramenta (Frontal, Traseira e Extensão) tem o seu próprio set de
elétrodos. Estes, necessitam de ser fresados a cada 1500 pontos de soldadura, o que corresponde,
sensivelmente, a uma ou duas ocorrências por semana.
Esta procedimento é realizado pelo operador de manutenção, tem uma duração aproximada de 25
minutos, e durante este período tanto a estação como o operador que a ocupa estão parados. Para
eliminar este desperdício de tempo de espera, propôs-se à empresa adquirir um set extra de elétrodos
para cada ferramenta, de modo a que o operador e o equipamento não tenham de esperar pelo
processo de fresagem.
Melhorias Tabela 28 - Quadro resumo das reduções de tempo previstas, associadas às alterações de layout na Estação Divider/Estática
Procedimento Frequência Redução prevista
Troca de rack de produto acabado e registo no SAP
2x a 4x por turno 02:40
Troca de rack de perfis 1x por turno 02:00
Reabastecimento de brackets (ida ao supermercado)
2x a 5x por turno 01:00
Procedimentos de início de turno
1x por turno 15:00
Fresagem de Elétrodos 1x por semana 25:00
Troca de Ferramenta (principal)
2x a 3x por semana 05:4018
Troca de Ferramenta (interna)
2x a 3x por semana 03:4019
Em suma, prevê-se um ganho de aproximadamente 4 horas e 45 minutos20 de tempo produtivo por
semana nesta estação.
18 Poupa tempo nas trocas de rack (PA e PI), mais 01:40 de transporte de ferramentas no carrinho. 19 Poupa tempo na troca de rack PA. Em 2/3 das ocorrências, não realiza troca de rack PI (01:30), quando produz Divider Traseira e Divider Extensão. 20 Nos procedimentos com “Frequência” por turno, teve-se em consideração a TO (85%) atual da estação. Ou seja, considerou-se que a estação trabalha 8,5 turnos por semana.
67
6.5. Alterações associadas à estação Glass Frontal Apesar de os indicadores desta estação apontarem para uma boa performance relativamente às
outras, identificaram-se situações passíveis de serem melhoradas.
Redução tempo de ciclo Durante as observações ao processo produtivo desta estação, constatou-se que havia um período de
espera do equipamento que podia ser eliminado (Figura 43). A primeira máquina (Bending) esperava
pela segunda (Corte) e arrancavam em conjunto quando o operador acabava de fazer o
posicionamento do perfil e transporte da peça intermédia.
Figura 43 - Diagrama de Gantt, antes e após alterações ao processo da estação Glass Frontal Direita. Vermelho: procedimento realizado pelo operador; Azul: ciclo da Máquina
Aferiu-se que este constrangimento havia sido implementado propositadamente, como um poka-yoke.
Quando um operador distraidamente encheu uma rack de produto acabado, sem que as peças
tivessem passado pela segunda máquina, estas não levaram os cortes por arrombamento.
Para prevenir uma recorrência desta distração, a equipa de manutenção criou este poka-yoke, que só
deixava a primeira máquina arrancar se a segunda máquina estivesse a efetuar o ciclo – acionava um
relé que dava uma “janela de tempo” para a primeira máquina poder arrancar.
Para melhorar este poka-yoke, propôs-se à equipa de manutenção alterar o temporizador do relé para
superar ligeiramente o tempo de ciclo, permitindo a primeira máquina arrancar já no decorrer do ciclo
seguinte. No entanto, este incremento na “janela de tempo” não podia ser demasiado elevado ou o
propósito do poka-yoke deixava de existir.
A redução obtida, de cerca de 4 segundos por ciclo, corresponde a uma redução de tempo produtivo
nestas estações de 6 horas por semana (assumindo a cadência média semanal do ano 2015,
aproximadamente 2750 peças de cada E/D).
Buffers Observou-se que a Unidade disponibilizava um único buffer para ambas as estações21 Glass Frontal,
somente porque o sistema “obrigava” a designar uma área para um buffer por estação. Constatou-se
que este não era usado, sempre que o operador necessitava efetuar uma troca de rack de perfis,
chamava a logística (empilhadora).
21 Relembra-se que se adotou a simplificação de tratar as estações Glass Frontal Esquerdo e Glass Frontal Direito como uma única estação.
68
Apesar de esta troca não representar uma paragem muito significativa na performance da estação,
não deixava de ser um desperdício. Neste sentido propôs-se dar uso aos buffers, criando um para cada
lado (para cada estação). Esta alteração não representava custos, uma vez que a empresa já dispunha
dos materiais necessários a esta implementação.
Esta alteração representa uma redução de tempo produtivo destas estações de 2 minutos por turno,
ou seja, 20 minutos por semana.
6.6. Implementação JIT Os elevados Lead-Times observados indiciavam elevados inventários, que podiam ser consequência de
diversos fatores: sobreprodução, lotes de produção elevados, falta de balanceamento (Heijunka) na
cadeia de valor, forecasts demasiado otimistas seguidos de encomendas efetivas reduzidas, etc. Uma
implementação correta de JIT resolveria todas estas possíveis causas-raiz do problema.
Como já foi demonstrado, o sistema produtivo no seu estado atual tem tempo disponível para Setups
(TDS) suficiente para efetuar um ciclo completo de trocas de ferramenta por semana, o que lhe permite
produzir lotes com dimensão igual à cadência semanal (Tabela 19). Uma vez que se sobrestimou o
valor da cadência do forecast, prevê-se que o sistema produtivo esteja apto para suportar picos da
procura.
Correção dos tempos de ciclo reais (TC*Real) Os TCreais medidos, tinham sido obtidos com recurso a uma simplificação (Capítulo 4.2, Secção “Tempos
de Ciclo Reais”), pelo que aqui, procede-se à correção dos mesmos. Para o efeito, cronometraram-se
as paragens realizadas durante a produção (paragens previstas), bem como a frequência com que
ocorriam. O novo tempo de ciclo real é dado por:
𝑇𝐶∗𝑟𝑒𝑎𝑙𝑝,𝑖
=𝑇𝐶𝑝,𝑖 + 𝑇𝑆𝑠,𝑖 ∙ 𝑓𝑠,𝑝,𝑖 + 𝑇𝐴𝑖,𝑝(𝑇𝑉𝐴%𝑖)
𝑈𝑝𝑡𝑖𝑚𝑒%𝑖
Onde:
𝑝: índice peça,
𝑖: índice da estação,
𝑠: índice do tipo de paragem,
𝑇𝐶𝑝,𝑖: Tempo de ciclo cronometrado, da peça 𝑝 na estação 𝑖,
𝑇𝑆𝑠,𝑖: Tempo de paragem do tipo 𝑠 na estação 𝑖,
𝑓𝑠,𝑝: frequência de ocorrência da paragem de tipo 𝑠, da peça 𝑝 na estação 𝑖,
𝑇𝐴𝑖,𝑝(𝑇𝑉𝐴%𝑖): Tempo de ajustes na estação 𝑖, função do TVA% da mesma,
𝑈𝑝𝑡𝑖𝑚𝑒%𝑖: o Uptime% da estação 𝑖.
Ou de forma simplificada:
𝑇𝐶∗𝑟𝑒𝑎𝑙 =
𝑇𝐶 + 𝑇𝑆 + 𝑇𝐴
𝑈𝑝𝑡𝑖𝑚𝑒%
Onde TC é o tempo de ciclo medido (sem paragens). TS e TA são, respetivamente, os tempos das
paragens de processo e das paragens para ajustes por peça.
(13)
(14)
69
Apresenta-se um exemplo da correção às paragens de processo (TS): Uma troca de rack de produto
acabado na Estação Divider/Estática demora, no estado atual, cerca de 7,5 minutos (450 segundos).
Sabendo que uma rack de peças Divider Frontal leva 240 peças, constata-se que este procedimento
contribui com 1,88 segundos para o TC*Real (Anexo E3).
Constatou-se que as paragens da categoria “Ajustes” apresentavam demasiada variância, como se
podia à partida depreender pelo modo como eram executadas – por tentativa e erro. Deste modo, não
se consideraram as medições realizadas a estes procedimentos, mas sim os valores já obtidos na
análise aos registos de paragem.
Assim, estabeleceu-se uma proporção entre o TVA% e o tempo de ajustes em cada estação (Anexo E3).
Ou seja, se durante o tempo de produção de uma certa quantidade de peças, houve tempo despendido
em ajustes, é possível estabelecer uma relação de linearidade entre estes valores. Daqui obtém-se o
impacto por peça dos tempos de ajuste, correspondendo à contribuição desta parcela para o TCreal.
𝑇𝐴𝑖,𝑝 = 𝑇𝐶𝑝.𝑖 ∙𝑇𝐴%𝑖
𝑇𝑉𝐴%𝑖
Onde:
𝑇𝐴𝑖,𝑝: tempo de paragem para ajustes por peça 𝑝 (na estação 𝑖),
𝑇𝐶𝑝.𝑖: tempo de ciclo (cronometrado), da peça 𝑝 na estação 𝑖,
𝑇𝐴%𝑖: percentagem de tempo de paragem para ajustes (TA%) na estação 𝑖 (Tabela 17),
𝑇𝑉𝐴%𝑖: TVA% na estação 𝑖.
A correção dos tempos de ciclo gera novos tempos produtivos por estação (estado atual, sem as
alterações propostas) (Tabela 29).
Tabela 29 - Tempo produtivo semanal por estação, com tempos de ciclo reais corrigidos (estado atual)
Estação Tempo Produtivo
[h/semana]
Perfiladora 57,2
Glass Traseiro 33,6
Glass Frontal Esquerdo 41,9
Glass Frontal Direito 38,0
Divider/Estática 63,9
(15)
70
Cálculo do Tempo Disponível para Setups (TDS) Efetuaram-se os cálculos para três cenários (Tabela 30).
Tabela 30 - Definição dos cenários para comparação do estado atual com estados futuros
Cenário Inclui as propostas de melhoria desta tese
Inclui redução dos lotes de produção
1. Situação Atual Não Não
2. Situação Atual “em JIT” Não Sim
3. Situação Final Sim Sim
O primeiro cenário contempla a situação atual, sem implementação de qualquer proposta de melhoria.
Usou-se a frequência com que cada ferramenta era instalada, recorrendo ao MP-VSM que condensa
toda esta informação (Anexo C2). Usou-se também a cadência média efetivamente pedida pelo cliente,
em vez da versão corrigida (com desvio padrão), para apurar o tempo efetivo.
No segundo cenário simula-se a implementação da proposta de redução dos lotes de produção, sem
considerar nenhuma das outras propostas de melhoria. Nestes dois primeiros cenários, para a estação
Divider/Estática, chama-se a atenção para o facto de o operador ter um tempo disponível encurtado
em aproximadamente 20 minutos, pelas atividades de início de turno (Capitulo 7.3, Secção “Paragens
Complementares”).
O último cenário engloba a implementação de todas as alterações propostas nesta tese, recorrendo
aos valores estimados de melhoria obtidos ao longo deste capítulo. Neste cenário, espera-se reduzir
os tempos produtivos de cada estação (Tabela 31):
Tabela 31 - Distribuição de tempo semanal, por estação. (As estações Glass Frontal não contemplam trocas de ferramenta)
Estação Redução
[h/semana] Tempo Produtivo
[h/semana] TDS
[h/semana]
Perfiladora 7,7 51,4 22,6
Glass Traseiro 4,1 29,7 7,3
Glass Frontal Esquerdo 6,3 35,0 (2,0)
Glass Frontal Direito 6,3 31,0 (6,0)
Divider/Estática 11,6 51,6 22,4
Global 36,0 198,7 60,3
71
Em suma, a Unidade Ford, dependendo do cenário adotado, terá as seguintes distribuições de tempo:
Tabela 32 - Comparação dos cenários considerados
Cenário 1
Situação Atual
Cenário 2 Situação Atual
“em JIT”
Cenário 3 Situação Final
Tempo Produtivo 234h 35min 234h 35min 198h 42min
Tempo de Setup22 14h 09min 20h 48min 14h 03min
Tempo Extra 11h 08min 4h 29min 47h 07min
Relembra-se que se majorou a cadência imposta pelo cliente, por ser baseada no forecast, pelo que os
Tempos Produtivos apresentados estão “inflacionados”.
Pode-se observar que a Unidade não está a ocupar todo o seu tempo disponível e que poderia
inclusivamente aumentar a frequência de Setups, no estado atual, sem sofrer consequências negativas
– comparação cenário 1 e 2.
Espera-se que a transição do cenário 2 para o 3 seja gradual. À medida que sejam implementadas as
propostas enunciadas neste capítulo, visa-se atingir estes valores.
Nos cenários 2 e 3, espera-se reduzir os Lead-Times (todos) a 1 semana – uma vez que o ciclo de
produção é semanal. Após a implementação desta alteração no tamanho dos lotes de produção, a
empresa tem a possibilidade de continuar a reduzir os lotes conforme o tempo extra que tem
disponível para Setups. Espera-se que implemente estas reduções gradualmente, para que os
operadores se adaptem aos novos planeamentos de produção.
22 Corresponde a um ciclo de trocas em todas as estações.
72
7. Síntese Sabia-se de antemão, por indicação da empresa (S-PT), que a Unidade Ford estava sobredimensionada
face à cadência que os clientes efetivamente requeriam. A S-PT criou então, uma vaga (de estágio)
com o objetivo de quantificar a capacidade do sistema produtivo no seu estado atual e encontrar
soluções para reduzir os seus custos operacionais – ou seja, aumentar a eficiência do sistema
produtivo.
Num primeiro impacto, observou-se que de facto todas as estações incorriam em bastantes paragens
(TSVA) e verificou-se ainda que os stocks, tanto de WIP como de produto acabado, eram elevados –
ocupando áreas consideráveis dentro da Unidade Ford e na unidade anexa (Volkswagen).
Deste modo, iniciou-se a análise do sistema com um balanço: comparou-se o tempo disponível da
unidade com o tempo produtivo e o tempo usado em Setups. Deste primeiro estudo, identificaram-se
as estações com maior tempo produtivo como sendo os bottlenecks, do sistema produtivo.
Em seguida, mapeou-se a cadeia de valor (VSM) com o objetivo de identificar constrangimentos nos
fluxos de criação de valor dos diversos produtos. Confirmou-se que as estações estavam com baixas
taxas de ocupação (TO) e baixos tempos de valor acrescentado face ao tempo que estavam ocupadas
(TVA%). Verificou-se ainda que aos elevados inventários correspondiam longos Lead-Times,
confirmando-se assim que estavam desproporcionais às cadências impostas pelos clientes.
Efetuaram-se, então, duas análises separadas:
1. Examinaram-se as performances de cada estação, particularmente os tempos de paragem,
visando encontrar soluções para eliminar ou mitigar os mais críticos
2. Estudou-se o planeamento atual de produção: tamanho dos lotes de produção e frequência
com que cada referência era produzida
Da primeira análise, encontraram-se soluções para reduzir o tempo produtivo de toda a unidade em
15% (ou 36h) por semana. Entre as propostas de alteração contam-se: alteração das especificações de
matéria-prima, alterações de Layout, alterações de processo, entre outras.
Da segunda análise, concluiu-se que o tempo disponível para Setups era suficiente para reduzir os lotes
de produção (no estado atual). Não obstante, verificando que os tempos de Setup eram elevados,
realizou-se um estudo (SMED) de onde se encontraram soluções para reduzir os tempos de Setup na
estação Perfiladora (bottleneck do sistema) em 32% (ou 6h 45min) por semana (Tabela 32).
Com as alterações propostas, os Lead-Times de todas as referências, reduzir-se-ão a uma semana.
Tendo em conta que a empresa contará ainda com bastante “tempo extra”, pode optar por reduzir
ainda mais os lotes de produção.
73
8. Conclusões
Mapeamento da cadeia de valor A metodologia associada ao VSM foi bastante útil na identificação de constrangimentos ao fluxo
produtivo. Foi possível identificar os Lead-Times mais significativos e as estações com piores
performances.
No entanto, apesar da sua versatilidade, esta ferramenta não prevê mapeamentos de multiprodutos.
Constatou-se que múltiplos VSMs (um para cada família de produtos), complicavam a verificação de
correlações entre famílias de produtos, principalmente porque passavam todas numa estação
(Strategos, 2004).
O IVSM (Capítulo 2.5, Secção “Value Stream Mapping”), apesar de incrementar substancialmente a
versatilidade da metodologia VSM, não se considerou apropriado o suficiente para este caso de
estudo. Este aprimoramento ao VSM, sugeria selecionar uma família de produtos e focar em melhorá-
la, pela abordagem convencional do VSM – mas precisamente porque todos os produtos passavam
numa estação, verificou-se que era inviável propor reduzir os lotes de produção de uma família de
produtos sem essa decisão afetar todo o planeamento de produção (Braglia et al., 2006).
Desta necessidade surgiu a alternativa de mapeamento, MP-VSM, apresentada em anexo (Anexo C2),
que não é mais que um VSM mais extenso que o convencional e com mais detalhes. Pode-se
inclusivamente argumentar que esta representação peca por ser demasiado detalhada, pois apresenta
dados processados, ao contrário do VSM tradicional que apresenta apenas dados
observados/medidos.
Salienta-se ainda, que não se aglomerou nenhuma família de produtos nesta representação,
simplesmente porque neste caso de estudo observaram-se discrepâncias substanciais entre os lotes
de produção e frequência com que cada referência era produzida, entre peças das mesmas famílias de
produtos. Ou seja, verificou-se que duas peças iguais e simétricas de uma referência (por exemplo:
perfis Glass Traseiro Curto, versão esquerda e versão direita) tinham lotes de produção
inexplicavelmente (bastante) diferentes.
Implementação de Alterações A ajuda dos departamentos intervenientes foi indispensável para o mapeamento da cadeia de valor,
pelo que se subscreve com os relatos de inclusão de todas as partes intervenientes na elaboração do
VSM (Lasa et al., 2008). Observou-se também dificuldade em “vencer a inércia” à mudança
demonstrada pelas partes afetadas, uma situação vastamente relatada em grande parte da
bibliografia.
Possivelmente a falta de inclusão da direção neste processo, esteja na raiz da dificuldade acrescida de
implementar algumas mudanças – situação também identificada por Jasti e Sharma (Jasti and Sharma,
2014). Observou-se principalmente uma “falta de vontade” de efetuar investimentos com retorno a
médio-longo prazo, dando-se prioridade apenas a mudanças sem investimento ou de retorno rápido,
postura contrastante com o primeiro princípio do TPS (Tabela 1). No entanto, esta opção é de certo
modo compreensível, uma vez que a Unidade havia sido projetada para produzir o dobro do que
efetivamente estava a ser pedido pelo cliente.
JIT e Kanban A comunicação com o cliente é realizada via SAP e os operadores registam a produção que efetuam
neste mesmo sistema, ou seja, há infraestruturas para trabalhar com Kanban. No entanto, observou-
se “indisponibilidade”, da parte da empresa, de reduzir os lotes de produção e visar operar em JIT. De
74
facto, registou-se precisamente o oposto – “o objetivo é criar lotes de produção o maior possível, para
fazer render os tempos de Setup”.
Sem uma análise de custos (não realizada por falta de dados) é difícil quantificar, ou afirmar que a
decisão seja completamente errada. No entanto, um dos pilares do Lean é precisamente visar
trabalhar em JIT, porque, no final de contas, stocks representam “dinheiro parado”.
Este objetivo é particularmente difícil de implementar em sistemas produtivos com grande variedade
de produtos e longos tempos de Setup. Não obstante, é uma postura transversal a qualquer sistema
Lean, procurar reduzir os tempos de Setup e aumentar a versatilidade do sistema produtivo, para
reduzir os lotes e o WIP.
Trabalho Futuro
Lean O departamento Lean da empresa é jovem, mas tem demonstrado grandes resultados, na medida em
que todos os colaboradores da empresa participam ativamente na proposta e implementação de ações
de melhoria contínua.
Este departamento promove ações de formação visando sensibilizar os colaboradores da empresa
para a importância das práticas Lean.
Verificou-se que o ambiente competitivo em que a empresa está inserida, leva a uma procura
incessante de ganhar margem competitiva com o mínimo de investimento possível. Constatou-se
assim, que os objetivos estabelecidos pelo grupo alemão estão cada vez mais difíceis de cumprir, pois
focam-se nos objetivos de curto-prazo. Espera-se que brevemente, com o crescimento gradual e visível
do grupo, este tenha capacidade de investir em alterações mais substanciais (de maior investimento)
que visem aumentar a competitividade da empresa a médio-longo prazo e assegurar a sua
sustentabilidade e longevidade.
Manutenção Observou-se que, por vezes, o motivo para a estação Perfiladora não estar ocupada se devia a avarias.
Não se desenvolveu a análise a esta categoria de paragem, porque se observaram boas práticas já em
vigor: checklists e check-ups no início dos turnos, manutenção autónoma e manutenção preventiva.
No entanto constatou-se que não se efetuavam estudos aprofundados sobre a causa-raiz das avarias,
e em consequência, saltavam-se fases de desenvolvimento de manutenção: procurar reduzir a
variância do tempo de vida dos componentes das ferramentas e aumentar o tempo de vida dos
mesmos (McKone-Sweet and Weiss, 1998).
Verificou-se que as causas-raiz estavam no “design” das próprias ferramentas, que eram propriedade
dos clientes. Para as corrigir será necessário efetuar estudos de engenharia (nomeadamente projeto
mecânico para redimensionar os cilindros hidráulicos) e obter aprovação dos clientes para realizar as
alterações necessárias nas ferramentas. Estas alterações representam grande responsabilidade pois
um mau dimensionamento pode levar a avarias mais frequentes ou prolongadas e põe em causa o
fluxo de toda a cadeia de valor.
Apesar de não se tratar de uma situação prioritária, esta constitui indubitavelmente uma oportunidade
de aprendizagem para os colaboradores da empresa. Assim, esta sugestão pode ser encarada como
um investimento de médio-longo prazo no departamento de engenharia e nos técnicos de
manutenção (além de potencialmente reduzir os Downtimes).
75
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78
Anexos
Anexo A
A1: Princípios de Gestão do TPS
1. Long-Term philosophy: Principle 1 – Base your management decisions on a long-term philosophy, even at the
expense of short-term financial goals. 2. The Right Process Will Produce the Right Results:
Principle 2 – Create a continuous process flow to bring problems to the surface Principle 3 – Use "pull" systems to avoid overproduction Principle 4 – Level out the workload (heijunka) Principle 5 – Build a culture of stopping to fix problems, to get quality right the first time Principle 6 – Standardized tasks and processes are the foundation for continuous
improvement and employee empowerment Principle 7 – Use visual control so no problems are hidden Principle 8 – Use only reliable, thoroughly tested technology that serves your people and
processes 3. Add Value to the Organization by Developing Your People:
Principle 9 – Grow leaders who thoroughly understand the work, live the philosophy, and teach it to others
Principle 10 – Develop exceptional people and teams who follow your company's philosophy Principle 11 – Respect your extended network of partners and suppliers by challenging them
and helping them improve 4. Continuously Solving Root Problems Drives Organizational Learning:
Principle 12 – Go and see for yourself to thoroughly understand the situation (Genchi Genbutsu)
Principle 13 – Make decisions slowly by consensus, thoroughly considering all options; implement decisions rapidly (nemawashi)
Principle 14 – Become a learning organization through relentless reflection (hansei) and continuous improvement (kaizen)
A1. 1 Princípios Toyota Production System (Liker, 2004)
A2: Desperdícios Muda Schnellecke Portugal
A2. 1 A empresa identifica 10 tipos de desperdícios
79
Anexo B
B1: Layout Atual (2015)
80
Anexo C
C1: Sequências de Setup Unidade Ford (2015)
C1. 1 Setups Perfiladora 2015
81
C1. 2 Setups Glass Traseiro 2015
C1. 3 Setups Divider/Estática 2015
82
C2: Multiproduct Value Stream Mapping (MP-VSM) No desenvolvimento deste método alternativo de mapeamento, procurou-se manter, as
nomenclaturas e convenções do VSM, na medida do possível. Como tal, o seu preenchimento foi
efetuado segundo as indicações de Rother e Shook, começando-se a partir do cliente e subindo na
cadeia, passando por todos os processos até chegar aos fornecedores. Nesta nova representação,
adaptou-se a metodologia de interpretação, de modo a incluir dados no próprio mapeamento que
podem auxiliar a identificação dos constrangimentos aos fluxos dos diferentes produtos.
C2. 1 Metodologia MP-VSM
Estabeleceram-se 2 passos no processo de mapeamento da cadeia, sendo que o primeiro contém os
valores/dados observados e medidos, enquanto que o segundo passo implica o processamento de
dados presentes no primeiro. Neste segundo passo, incluiu-se uma representação visual destes
indicadores.
A dificuldade de mapear este sistema produtivo surgiu com a diversidade de produtos, pelo que em
primeira abordagem, assumiu-se a opção mais simples e evidente: esboçar um VSM, com uma linha
por produto. Esta abordagem torna inviável o uso da linha de tempo tão característica do VSM, uma
vez que aumentaria desnecessariamente a complexidade e o tamanho do mapa. Deste modo, optou-
se por incluir os valores de Lead-Time na própria representação dos inventários e buffers.
A novidade fundamental desta representação, é a aglomeração dos processos que passam na mesma
estação (workstation). Optou-se por aglomerar toda a informação da própria estação e sumarizá-la
numa lista na parte inferior. No caso das características dos próprios processos variarem entre
produtos (por exemplo, tempos de ciclo diferentes), indicaram-se estas no interior das caixas de
processo.
83
C2. 2 Exemplo Estação Glass Traseiro (retirado do MP-VSM Step-1)
Pode-se verificar ainda, que se gerou um contentor dentro da própria estação com os tempos de Setup
(Changeover). Isto porque se encontraram algumas estações com múltiplas ferramentas, onde cada
ferramenta era utilizada para produzir múltiplas peças requerendo Setups dentro da própria
ferramenta, que se apelidaram Internal Changeovers (ICO).
Na fase de interpretação do MP-VSM, considerou-se relevante adicionar informações que requeriam
cálculos sobre os valores apresentados. Nomeadamente a barra de TVA% no topo do contentor da
estação e a barra de Setup, indicadora do impacto do Setup naquele lote de produção (compara o
tempo de Setup face ao tempo de produção do lote).
O TVA% implica apurar os tempos de ciclo “virgens”, ou seja, sem interrupções ou paragens, sejam
previstas ou imprevistas (ver Capítulo 4.2, Secção “Cálculo TVA%”). Isto porque o tempo de ciclo
apresentado no VSM é o real, é o tempo que o sistema produtivo efetivamente necessita para produzir
uma peça – incluindo tempos de paragens (por exemplo para trocar uma rack, trocar elétrodos, etc.).
De forma simplificada, a barra de Setup é dada por:
𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝%𝐿𝑆 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑑𝑜 𝐿𝑜𝑡𝑒 + 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝
84
Mais concretamente, é dada por:
𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝%𝐿𝑆 = 𝑆𝑇
𝐿𝑆 ∙ 𝑇𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙 + 𝑆𝑇
Onde:
𝐿𝑆 é o número de peças no lote de produção,
𝑇𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙 é o tempo de ciclo real e
𝑆𝑇 é o tempo de Setup médio para cada produto, dado por:
𝑆𝑇 = 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝 + (𝑛 − 1) ∙ 𝐼𝐶𝑂
𝑛
Onde:
𝑛 é o número de referências (peças diferentes) que uma ferramenta produz,
Setup é o tempo de instalação da ferramenta principal e
ICO é o tempo de troca interna de ferramenta.
C2. 3 Exemplo Estação Glass Traseiro (retirado do MP-VSM Step-2)
Esta representação permite visualizar a performance de cada estação, e identificar os Setups com
maiores impactos nos respetivos lotes.
85
C2. 4 MP-VSM Unidade Ford (Step 1)
86
C2. 5 MP-VSM Unidade Ford (Step 2)
87
Anexo D
D1: Cadência com base no forecast
Produtos Cadência (forecast)
[peças/semana]
Cadência majorada
[peças/semana]
Glass Frontal Esquerdo 2504 2915
Glass Frontal Direito 2504 2925
Glass Traseiro Longo Esquerdo 437 516
Glass Traseiro Longo Direito 444 527
Glass Traseiro Curto Esquerdo 324 373
Glass Traseiro Curto Direito 316 383
Divider Frontal Esquerda 2453 3321
Divider Frontal Direita 2471 3341
Divider Traseira Esquerda 745 968
Divider Traseira Direita 745 989
Divider Extensão Esquerda 422 582
Divider Extensão Direita 422 582
Perfil Mercedes Esquerdo 3200 2915
Perfil Mercedes Direito 3200 2925
D1. 1 Cadências para de cada produto, peças por semana. A cadência majorada, corresponde a um acréscimo de 1 σ nas peças que passam por estações com troca de ferramenta e 0,5 σ nas restantes
88
D2: Tempos de Ciclo, Tempos de Ciclo reais e Tempos Produtivos por Estação
Estação Referência
do Produto
TC [s]
TCreal [s]
Tempo Produtivo
Estação [h]
Perfiladora
GFE 5,5 7,7
59,1
GFD 5,5 7, 7
GTLE 5,6 7,9
GTLD 5,6 7,9
GTCE 5,5 7,7
GTCD 5,5 7,7
DFE 5,2 7,2
DFD 5,2 7,2
DTE 5,2 7,2
DTD 5,2 7,2
DEE 6 8,4
DED 6 8,4
ME 9,1 12,7
MD 9,1 12,7
Glass Frt. Esq. GFE 41,6 50,9 41,3
Glass Frt. Dir. GFD 37,6 46,0 37,3
Glass Traseiro
GTLE 49 67,6
33,8 GTLD 49 67,6
GTCE 49 67,6
GTCD 49 67,6
Divider/Estática
DFE 15,5 21,6
63,2
DFD 15,5 21,6
DTE 15,5 21,6
DTD 15,5 21,6
DEE 25,5 35,6
DED 25,5 35,6 D2. 1 Tempos de ciclo, tempos de ciclo reais e tempos produtivos
D3: Especificações da matéria-prima (Coils)
Categoria Ref. Material:
Classe + Tratamento Superficial
Dimensões Coil [mm]
(espessura/largura)
Limite Elasticidade
[MPa]
Resistência Máxima [MPa]
Glass EN 10130:
DC05 + ZE 75/75 0.75 (+- 0.03) 57.4 (- 0.20)
140 - 200 270 - 330
Divider EN 10130:
DC04 + ZE 50/50 0.70 (+- 0.03) 82.0 (- 0.20)
140 - 240 270 - 350
Mercedes MBN 11250: MSC
GRADE C + GI 50/50 0.70 (+- 0.03) 47.9 (- 0.20)
140 - 210 270 - 350
D3. 1 Especificações acordadas com Fornecedor de matéria-prima (Coils). Adaptada do documento original, obtido do departamento Supply-Chain da Schnellecke Portugal
89
D4: Diagramas de Pareto – Paragens por Estação
D4. 1 Paragens Perfiladora. Impacto no tempo de ocupação da estação (barras - eixo vertical esquerdo); Frequência de ocorrência das paragens (linha - eixo vertical direito)
D4. 2 Paragens Glass Traseiro. Impacto no tempo de ocupação da estação (barras - eixo vertical esquerdo); Frequência de ocorrência das paragens (linha - eixo vertical direito)
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
Freq
uên
cia
(Oco
rrên
cias
/tu
rno
)
Per
cen
tage
m d
o T
emp
o D
isp
on
ível
na
Esta
ção
(p
or
turn
o)
Tipos de Paragens: Perfiladora
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
Freq
uên
cia
(Oco
rrên
cias
/tu
rno
)
Per
cen
tage
m d
o T
emp
o D
isp
on
ível
na
Esta
ção
(p
or
turn
o)
Tipos de Paragem: Glass Traseiro
90
D4. 3 Paragens Glass Frontal (Esquerdo e Direito). Impacto no tempo de ocupação da estação (barras - eixo vertical esquerdo); Frequência de ocorrência das paragens (linha - eixo vertical direito)
D4. 4 Paragens Divider/Estática. Impacto no tempo de ocupação da estação (barras - eixo vertical esquerdo); Frequência de ocorrência das paragens (linha - eixo vertical direito)
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
Medição de Peças Trocar Rack Ajuste Dimensional MP NOK/Inspeção dePeças
Freq
uên
cia
(Oco
rrên
cias
/tu
rno
)
Per
cen
tage
m d
o T
emp
o D
isp
on
ível
na
Esta
ção
(p
or
turn
o)
Tipos de Paragem: Glass Frontal
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
Freq
uên
cia
(Oco
rrên
cias
/tu
rno
)
Per
cen
tage
m d
o T
emp
o D
isp
on
ível
na
Esta
ção
(p
or
turn
o)
Tipos de Paragem: Divider/Estática
91
Anexo E
E1: Fotos Desenrolador de Coil, Carimbo e Escorrega de aparas
E1. 1 Buffer de Coils. Elevador "estacionado" e Desenrolador (atrás)
92
E1. 2 Torre de carimbo deslizante, com sistema de fixação rápida. Vermelho: zona de inserção da matriz de carimbo (tipo disquete)
E1. 3 Matriz Carimbo
E1. 4 Escorregas já existentes para ferramenta Mercedes
93
E2: Diagramas de Gantt – troca de ferramenta na Estação Perfiladora
E2. 1 Comparação troca de ferramenta com 1 operador VS com 2 operadores. Azul: operador A; Amarelo: operador B; Verde: ambos operadores.
94
E3: Correção Tempos de Ciclo reais
Estação Procedimento Tempo
[segundos] Quantidade
de peças
Perfiladora
Trocar rack perfis glass 286,32 600
Trocar Rack Perfis Divider (FRT) 359,4 1300
Trocar Rack Perfis Divider (TRS/EXT)
359,4 2200
Trocar Rack Perfis Mercedes 286,32 800
Glass Traseiro
Trocar Rack Produto Acabado 260,94 128
Trocar Rack Perfis 45 600
Trocar elétrodos 75 256
Glass Frontal Trocar Rack Produto Acabado 260,94 136
Trocar Rack Perfis 150 600
Divider/Estática
Trocar Rack Produto Acabado (FRT)
450 240
Trocar Rack Produto Acabado (TRS)
450 384
Trocar Rack Produto Acabado (EXT)
450 525
Trocar Rack Perfis (FRT) 222 1300
Trocar Rack Perfis (TRS/EXT) 222 2200
Inserir Separadores na rack de produto Acabado (FRT)
20,4 20
Inserir Separadores na rack de produto Acabado (TRS)
20,4 32
Inserir Separadores na rack de produto Acabado (EXT)
10 12
Retirar cartão (separadores) da Rack de perfis
11,34 64
Ir ao carrinho com KLT's de brackets
17,4 275
E3. 1 Paragens de Processo: tempo e frequência de ocorrência (de...em...peças)
Estação 𝑻𝑨%
𝑻𝑽𝑨%
Perfiladora 0,1377
Glass Traseiro 0,2220
Glass Frontal (Esq. e Dir.) 0,1282
Divider/Estática 0,2167
E3. 2 Factor de correção paragens para Ajustes
95
Estação Referência TC
[segundos] TCreal
[segundos] TC*real
[segundos]
Perfiladora
Perfil Glass Frontal E/D 5,5 7,7 7,3
Perfil Glass Traseiro Longo E/D 5,6 7,9 7,4
Perfil Glass Traseiro Curto E/D 5,5 7,7 7,3
Perfil Divider Frontal E/D 5,2 7,2 6,6
Perfil Divider Traseira E/D 5,2 7,2 6,5
Perfil Divider Extensão E/D 6,0 8,4 7,5
Perfil Mercedes E/D 9,1 12,7 11,5
Glass Frontal Esq. Glass Frontal Esquerdo 41,6 50,9 51,6
Glass Frontal Dir. Glass Frontal Direito 37,6 46,0 46,9
Glass Traseiro Glass Traseiro Longo E/D 49 67,6 67,2
Glass Traseiro Curto E/D 49 67,6 67,2
Divider/Estática
Divider Frontal E/D 15,5 21,6 22,4
Divider Traseira E/D 15,5 21,6 21,3
Divider Extensão E/D 25,5 35,6 33,5
E3. 3 Todos tempos de ciclo: Simples, Real (aproximação inicial), Real corrigido