Aplicação de Lean Manufacturing numa empresa industrial ... · de um sistema kanban, sendo os...
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Aplicação de Lean Manufacturing numa empresa industrial – Melhoria do Sistema de alimentação à linha de montagem Bruno Miguel Teixeira Costa Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica Orientador: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peças Júri Presidente: Prof. Rui Manuel dos Santos Oliveira Baptista Orientador: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peças Vogais: Prof. Inês Esteves Ribeiro Prof. Artur Jorge da Cunha Barreiros Novembro 2017
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Aplicação de Lean Manufacturing numa empresa
industrial – Melhoria do Sistema de alimentação à linha
de montagem
Bruno Miguel Teixeira Costa
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Mecânica
Orientador: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peças
Júri
Presidente: Prof. Rui Manuel dos Santos Oliveira Baptista
Orientador: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peças
Vogais: Prof. Inês Esteves Ribeiro
Prof. Artur Jorge da Cunha Barreiros
Novembro 2017
i
Agradecimentos
Com a elaboração desta dissertação termina o meu percurso académico. Quero começar por
agradecer a todos aqueles que de diversas formas me ajudaram a percorrê-lo.
Inicialmente, e como não poderia deixar de ser, aos meus pais e irmã que sempre demonstraram
todo o apoio e compreensão, estando assim ao meu lado durante este longo caminho, sem eles
esta tese não teria sido possível.
Assim como à restante família, amigos e colegas por todo o apoio demonstrado.
Quero também agradecer ao Professor Paulo Peças pela sua orientação, apoio, e motivação
demonstrada na elaboração deste trabalho.
Tenho ainda a agradecer à empresa Benteler por me ter acolhido, possibilitando a oportunidade
de desenvolver este trabalho nas suas instalações, contribuindo para uma aprendizagem e
crescimento pessoal.
Por fim, agradeço ao Engenheiro Pedro Alves por toda a orientação e auxilio durante este projeto,
bem como a todos os colegas que sempre se mostraram disponíveis a para me ajudar neste
projeto. Sem eles a sua realização seria muito mais difícil.
ii
Resumo
A era atual é marcada por uma elevada competitividade industrial e empresarial. Devido ao
mercado cada vez mais globalizado, a variedade dos produtos e a concorrência é cada vez
maior, levando as empresas a procurar soluções para se tornarem mais competitivas. O Lean
Manufacturing, é uma forma de pensar, com metodologias e ferramentas que visam eliminar
desperdícios e consequentemente aumentar a competitividade das empresas.
Esta tese foi desenvolvida numa empresa do sector automóvel, marcado por uma elevada
concorrência e competitividade. O objetivo era a aplicação das ferramentas Lean, na linha de
montagem visando a melhoria através da redução dos desperdícios.
O diagnóstico efetuado à linha permitiu concluir que grande parte dos desperdícios, deviam-se à
inexistência de um sistema de alimentação à linha eficaz. Assim foi criado um sistema de
abastecimento de raiz. Para tal, foi criada uma área de supermercado, dividida em duas zonas,
uma para picking de carros dedicados e outra de caixas. O sistema funcionaria em pull, através
de um sistema kanban, sendo os componentes transportados para a linha através do
mizusumachi. O layout do bordo de linha também teve que ser reformulado, apresentando
melhorias em termos operacionais e reduzindo desperdícios.
A implementação deste projeto permitiu à empresa não só uma melhoria geral do processo, mas
também uma poupança significativa em termos de custos.
Palavras-chave: Lean Manufacturing, Supermercado, Kanban, Mizusumachi
iii
Abstract
The current era is defined by high industrial and business competitiveness. Due to the
increasingly globalized market, the variety of products and competitors is increasing, leading
companies to look for solutions to become more competitive. Lean Manufacturing is a way of
thinking, with methodologies and tools that aim to eliminate waste and increase the
competitiveness.
This thesis was developed in a company of the automotive sector. The goal was to apply the Lean
tools, to reduce waste on the assembly line.
The initial diagnosis made to the line led to the conclusion that a large part of the waste was due
to the inexistence of an effective line feeding system. So, a new system was created. To this end,
was created a supermarket area, divided into two zones, one for picking of dedicated cars and
another for boxes. The system would work in pull, using a kanban system. The components would
be transported to the line by the mizusumachi. The layout of the border of line also had to be
redesigned, presenting improvements in the operation and reducing waste.
The implementation of this project allowed the company, not only an overall improvement of the
process, but also a significant cost reduction.
Keywords: Lean Manufacturing, Supermarket, Kanban, Mizusumachi
iv
Índice
Agradecimentos.............................................................................................................................. i
Resumo .......................................................................................................................................... ii
Abstract ......................................................................................................................................... iii
Lista de figuras ............................................................................................................................. vii
Lista de abreviações ..................................................................................................................... x
1. Introdução .............................................................................................................................. 1
2. Revisão Bibliográfica .............................................................................................................. 2
2.1 Lean Manufacturing ....................................................................................................... 2
2.1.1 Os princípios do lean ................................................................................................. 2
2.1.2 7 Mudas ..................................................................................................................... 2
2.1.3 5S .............................................................................................................................. 3
2.1.4 Just-in-Time (JIT) ...................................................................................................... 3
2.2 Ferramentas Lean ......................................................................................................... 4
2.2.1 Kanban ...................................................................................................................... 4
2.2.2 Calculo do número de Kanbans ................................................................................ 4
2.2.3 Junjo .......................................................................................................................... 5
2.2.4 Mizusumachi .............................................................................................................. 6
2.2.5 Comparação entre empilhador e Mizusumachi ......................................................... 6
2.3 Supermercados ............................................................................................................. 7
2.3.1 Armazenamento tradicional vs em fluxo ................................................................... 8
2.3.2 Tipos de supermercado ............................................................................................. 9
3. Caso de estudo e diagnóstico .............................................................................................. 11
3.1 Caso de estudo ........................................................................................................... 11
3.2 Metodologia utilizada ................................................................................................... 12
3.3 Diagnóstico .................................................................................................................. 12
3.3.1 Deslocações ............................................................................................................ 15
3.3.2 Tarefas Frequênciais ............................................................................................... 16
3.3.3 Eficiência da linha .................................................................................................... 16
3.3.4 Sistema de abastecimento atual ............................................................................. 17
v
3.4 Conclusão .................................................................................................................... 17
4. Dimensionamento do sistema de abastecimento à linha .................................................... 18
4.1 Levantamento logístico ............................................................................................... 18
4.2 Definição do ciclo do mizusumashi ............................................................................. 18
4.3 Definição da forma de abastecimento Kanban VS Junjo ............................................ 19
4.4 Escolha da unidade de transporte............................................................................... 19
4.5 Quantidade por caixa .................................................................................................. 20
4.6 Metodologia para calculo da quantidade de componentes necessários no bordo de
linha 20
4.7 Dimensionamento do supermercado .......................................................................... 21
4.8 Metodologia para alocação dos componentes nas estantes ...................................... 26
4.8.1 Estante tradicional ................................................................................................... 26
4.8.2 Estante gravítica ...................................................................................................... 26
4.9 Funcionamento do supermercado ............................................................................... 27
4.10 Cálculo do número de Kanbans .................................................................................. 31
4.11 Conceção dos carros dedicados ................................................................................. 32
4.11.1 Carros dos cubos ................................................................................................ 33
4.11.2 Carro das pinças ................................................................................................. 35
4.11.3 Carro dos discos .................................................................................................. 36
4.11.4 Carros das barras estabilizadoras ....................................................................... 38
4.11.5 Carro de sequenciação de chassis ..................................................................... 41
4.12 Outros carros dedicados ............................................................................................. 45
4.12.1 Carro dos Boomerangs ....................................................................................... 45
4.12.2 Carro caixas KLT ................................................................................................. 46
4.13 Outras soluções de abastecimento ............................................................................. 46
4.14 Dimensionamento das estantes gravíticas do bordo de linha .................................... 47
4.14.1 Metodologia utilizada ........................................................................................... 47
4.14.2 OP50/OP310/OP850 ........................................................................................... 48
4.14.3 OP100.................................................................................................................. 49
4.14.4 OP450.................................................................................................................. 50
4.15 Definição do layout do bordo de linha ......................................................................... 51
4.15.1 OP50.................................................................................................................... 51
vi
4.15.2 OP100.................................................................................................................. 54
4.15.3 OP300/310 .......................................................................................................... 55
4.15.4 OP450.................................................................................................................. 56
4.15.5 OP850.................................................................................................................. 56
5. Impacto das Soluções Desenvolvidas ................................................................................. 58
5.1 5S e gestão visual ....................................................................................................... 58
5.2 Redução dos desperdícios (Mudas)............................................................................ 59
5.3 Outras melhorias ......................................................................................................... 60
5.4 Impacto na linha .......................................................................................................... 60
5.5 Rebalanceamento da linha .......................................................................................... 61
6. Conclusão ............................................................................................................................ 63
7. Trabalho Futuro .................................................................................................................... 64
8. Referências .......................................................................................................................... 64
Anexo A – Layout da Linha ......................................................................................................... 66
Anexo B – Layout do supermercado ........................................................................................... 67
Anexo C – Desenhos dos Carros Dedicados .............................................................................. 69
Anexo D – Desenhos das Estantes Gravíticas do Bordo de Linha ............................................. 76
vii
Lista de figuras
Figura 1 – Requisitos JIT [10] ....................................................................................................... 3
Figura 2 – Exemplo de cartão kanban [8] ..................................................................................... 4
Figura 3 - Mizusumachi [19] .......................................................................................................... 6
Figura 4 – Transporte por empilhador [8] ...................................................................................... 6
Figura 5 – Transporte por mizusumachi [8] .................................................................................. 7
Figura 6 – Armazenamento tradicional [8] .................................................................................... 8
Figura 7 – Armazenamento em fluxo [8] ....................................................................................... 8
Figura 8 – Estante gravítica [20] ................................................................................................... 9
Figura 9 – Armazenamento com rodas [8] .................................................................................... 9
Figura 10 – Supermercado de kitting [8] ..................................................................................... 10
Figura 11 – Componentes produzidos na Benteler Palmela ...................................................... 11
Figura 12 - Representação esquemática da linha ...................................................................... 13
Figura 13 – Percentagem dos tempos por estação de montagem ............................................. 14
Figura 14 – TVA vs TVNA ........................................................................................................... 15
Figura 15 – Diagrama de spaghetti ............................................................................................. 15
Figura 16 – Caixas KLT ............................................................................................................... 20
Figura 17 – Supermercado de picking tradicional na Amazon [17] ............................................ 21
Figura 18 – Supermercado de fluxo na Volvo [18] ...................................................................... 22
Figura 19 – Layout supermercado versão 1 ............................................................................... 23
Figura 20 - Layout supermercado versão 2 ................................................................................ 23
Figura 21 - Layout supermercado versão 3 ................................................................................ 24
Figura 22 - Layout supermercado versão 4 ................................................................................ 24
Figura 23 – Visão geral do projecto do supermercado ............................................................... 25
Figura 24 - Projecto da zona de carros dedicados ..................................................................... 25
Figura 25 - Projecto da zona de picking dinâmico ...................................................................... 25
Figura 26 – Alocação de componentes na estante ..................................................................... 26
Figura 27 – Alocação de componentes na estante gravítica ...................................................... 26
Figura 28 – Zona 1 do supermercado ......................................................................................... 27
Figura 29 - Zona 2 do supermercado .......................................................................................... 27
Figura 30 - Estante gravítica vista da zona 2 do supermercado ................................................. 27
Figura 31 – Carro cheio e vazio na respectiva posição .............................................................. 28
Figura 32 – Retirada da caixa cheia da estante gravítica ........................................................... 28
Figura 33 – Colocação da caixa vazia na estante gravítica ........................................................ 28
Figura 34 - Horário de saída do mizusumachi ............................................................................ 29
Figura 35 – Abastecimento de carro dedicado ........................................................................... 29
Figura 36 - Saída do tow-train do supermercado ........................................................................ 29
Figura 37 - Retirada da caixa vazia da estante gravítica ............................................................ 30
viii
Figura 38 - Abastecimento das caixas ........................................................................................ 30
Figura 39 - Retirada dos componentes da estante ..................................................................... 30
Figura 40 - Colocação da caixa cheia na estante gravítica ........................................................ 31
Figura 41 - Cubo.......................................................................................................................... 33
Figura 42 - Inlet com cubos ......................................................................................................... 33
Figura 43 – Projecto do carro em tubo trilogiq ............................................................................ 34
Figura 44 – Projeto do carro dos cubos ...................................................................................... 34
Figura 45 – Carro dos cubos ....................................................................................................... 34
Figura 46 – Pinças de travão no inlet .......................................................................................... 35
Figura 47 –Carro das pinças ....................................................................................................... 35
Figura 48 – Projeto do carro das pinças ..................................................................................... 35
Figura 49 – Discos no suporte .................................................................................................... 36
Figura 50 – Ranhuras com disco ................................................................................................ 37
Figura 51 – Projecto do carro dos discos .................................................................................... 37
Figura 52 – Carro dos discos ...................................................................................................... 37
Figura 53 – Barras estabilizadoras na estante ............................................................................ 38
Figura 54 – Barras estabilizadoras na vertical ............................................................................ 39
Figura 55 – Colocação das barras estabilizadoras no carro ....................................................... 39
Figura 56 – Projecto do carro das barras estabilizadoras .......................................................... 40
Figura 57 – Carro das barras estabilizadoras ............................................................................. 40
Figura 58 – Projecto de carro para transporte de chassis na vertical ......................................... 41
Figura 59 – Carro de transporte de chassis 4x4 ......................................................................... 42
Figura 60 – Suporte em L ............................................................................................................ 43
Figura 61 – Suportes do chassis ................................................................................................. 43
Figura 62 - Base do carro dos chassis ........................................................................................ 44
Figura 63 - Projeto do carro do chassis ...................................................................................... 44
Figura 64 – Protótipo do carro dos chassis ................................................................................. 45
Figura 65 - Carro dos Boomerangs ............................................................................................. 45
Figura 66 - Carro das caixas KLT ............................................................................................... 46
Figura 67 – Tabuleiro com peças ................................................................................................ 46
Figura 68 – Metodologia 4lean [11] ............................................................................................. 47
Figura 69 – Metodologia para dimensionamento da estante ...................................................... 47
Figura 70 – Projeto da estante gravítica da OP850 .................................................................... 48
Figura 71 – Projeto da estante gravítica da OP300/310 ............................................................. 48
Figura 72 – Projeto da estante gravítica da OP50 ...................................................................... 48
Figura 73 – Estante gravítica da OP300/310 .............................................................................. 48
Figura 74 – Projeto da estante gravítica da OP100 .................................................................... 49
Figura 75 – Estante gravítica da OP100 ..................................................................................... 49
Figura 76 – Projeto da estante gravítica da OP450A.................................................................. 50
Figura 77 – Projeto da estante gravítica da OP450B.................................................................. 50
ix
Figura 78 – Layout OP50 versão 1 ............................................................................................. 51
Figura 79- Layout OP50 versão 2 ............................................................................................... 52
Figura 80 - Layout OP50 versão 3 .............................................................................................. 53
Figura 81 - Layout OP50 versão 4 .............................................................................................. 53
Figura 82 – Metros percorridos por hora para cada versão ........................................................ 54
Figura 83 - Layout OP100 ........................................................................................................... 55
Figura 84 - Layout OP300/310 .................................................................................................... 55
Figura 85 - Layout OP450 ........................................................................................................... 56
Figura 86 - Layout OP850 versão 2 ............................................................................................ 57
Figura 87 - Layout OP850 versão 1 ............................................................................................ 57
Figura 88 – Carros no bordo de linha ......................................................................................... 58
Figura 89 - Carros dedicados na sua posição ............................................................................ 58
Figura 90 - Etiquetas padrão ....................................................................................................... 59
Figura 91 - Percentagem dos tempos por estação de montagem após implementação do projeto
..................................................................................................................................................... 60
Figura 92 - Percentagem dos tempos por estação de montagem após rebalanceamento ........ 62
x
Lista de abreviações
JIT – Just in time
WIP – Work in process
FIFO – First in first out
TVA – Tempo valor acrescentado
TVNA – Tempo valor não acrescentado
BOL – Border of line
QTD - Quantidade
1
1. Introdução
Vivemos numa era de grande evolução tecnológica, onde os ciclos dos produtos são cada vez
mais curtos, devido ao consumismo cada vez mais imperante. Para sobreviver neste mundo cada
vez mais globalizado e competitivo, as empresas têm que primar pela diferença, seja do ponto
de vista tecnológico, do preço ou da qualidade.
Esta situação é particularmente relevante na indústria automóvel, onde a competição é feroz,
com produtos cada vez mais complexos e personalizáveis, que vão evoluindo ao longo do ciclo
de vida, criando mais variantes. Para ser competitivo neste sector, é necessário ter um sistema
produtivo que seja flexível, para produzir uma grande diversidade, com mínimo de recursos
possível, para se obter um preço competitivo.
Neste sentido as empresas procuram inovar, com processos mais eficientes, de modo a reduzir
desperdício e custos. É neste âmbito que as empresas procuram as metodologias e ferramentas
Lean.
Foi exatamente neste ponto que surge esta dissertação, na necessidade de aplicação do Lean,
a uma linha de montagem, com o objectivo de reduzir desperdícios, melhorar a eficiência do
processo e consequentemente reduzir custos. Para concretizar isso, foi criado um novo sistema
de abastecimento à linha, aplicando conceitos como o de supermercado, kanban ou
mizusumachi.
No capítulo 2 é feita uma revisão bibliográfica, apresentando conceitos e ferramentas Lean,
relevantes para o desenvolvimento desta dissertação.
No capítulo 3 é apresentado o caso de estudo e realizado um diagnóstico à linha de montagem,
identificando quais os principais problemas do processo.
No capítulo 4 é realizado o dimensionamento do sistema de abastecimento, incluindo o
dimensionamento do supermercado, dos carros dedicados e das estantes gravíticas.
No capítulo 5 são estimados os impactos das soluções implementadas.
No capítulo 6 são retiradas as conclusões relativamente ao trabalho realizado.
2
2. Revisão Bibliográfica
No presente capitulo é efetuada uma breve explicação de alguns conceitos utilizados na
elaboração deste trabalho.
2.1 Lean Manufacturing
O conceito lean surge por Womack, Jones e Roos, no seu livro “The Machine That Changed The
World” [1]. Este livro, descrevia o Toyota Production System, apresentando os seus conceitos e
métodos laborais, que inspiraram o Lean Manufacturing.
2.1.1 Os princípios do lean
No seu livro Lean Thinking [2], Womack e Jones, estalecem os cinco princípios da filosofia lean:
Valor – É um ponto crítico para o pensamento lean. O valor é algo que só pode ser definido pelo
cliente, sendo expresso em algo que cumpre as necessidades do cliente, com o tempo e preço
especificado.
A cadeia de valor – Identificar a cadeia de valor, mapeando todas as operações necessárias é
fundamental para identificar os desperdícios.
Fluxo – Depois de eliminados os desperdícios, o próximo passo é criar um fluxo continuo entre
todas as operações.
Produção puxada (Pull) – Deixa os clientes puxaram valor, produzindo apenas o que o cliente
pretende, quando pretende.
Perfeição – Após seguidos os princípios anteriores, torna-se mais fácil identificar desperdícios e
elimina-los através da melhoria contínua, procurando assim a perfeição.
2.1.2 7 Mudas
A filosofia lean tem como base criar valor eliminando os desperdícios. Taiichi Ohno [3] definiu
sete categorias de desperdício (Muda em japonês):
• Sobreprodução – Produzir mais do que é necessário ou mais cedo do que é necessário.
• Esperas – Tempo que os operadores ou máquinas se encontram paradas à espera de
algo.
• Transportes – Todos os transportes ou manuseamentos desnecessários.
• Próprio processo – Operações que não acrescentam valor ao produto.
• Inventário – Produtos fabricados em excesso ou material à espera de ser processado.
• Movimentações – Movimentos desnecessários de pessoas ou máquinas.
• Defeitos – Produtos defeituosos, originando retrabalho.
3
Eliminar estes desperdícios pode aumentar bastante a eficiência operacional, fazendo apenas a
quantidade necessária, libertando assim mão de obra. [3]
2.1.3 5S
Os 5S são uma metodologia que tem como objectivo a organização do posto de trabalho, de
modo a garantir o fluxo, eliminar desperdícios e melhorar o desempenho. A metodologia tem este
nome devido a cinco palavras japonesas [4] [5]:
Seiri – Organização – Eliminar todo o que não é necessário ao trabalho;
Seiton – Ordenação – Arrumar todas as ferramentas e materiais necessários ao trabalho, de
forma intuitiva e fácil de utilizar;
Seiso – Limpeza – Garantir que o posto de trabalho e tudo o que é necessário à actividade está
limpo;
Seiketsu – Padronização – Padronizar os procedimentos e tarefas, representando-as de forma
simples;
Shitsuke - Disciplina - Garantir que os procedimentos e normas implementadas são cumpridos.
2.1.4 Just-in-Time (JIT)
JIT significa produzir o que é preciso quando é preciso e nada mais. Qualquer coisa acima do
mínimo necessário é visto como desperdício, porque o esforço e material despendido para algo
que não é necessário agora não podem ser utilizados agora. Os requisitos e premissas
necessárias ao JIT, encontram-se na figura 1. [6]
• Ambiente estável • Participação dos empregados
• Engenharia industrial/básica
• Melhoria contínua
• Controlo da qualidade total
• Lotes de pequenas dimensões
O que necessita O que pressupõe
• Combate o desperdício (tempo, stocks,
sucata)
• Expõe problemas e estrangulamentos
O que é O que faz
• Consegue uma produção linear
• Sistema de "Pull" através da fábrica
• Filosofia de gestão
Figura 1 – Requisitos JIT [10]
4
2.2 Ferramentas Lean
2.2.1 Kanban
Kanban é um termo japonês que significa etiqueta, cartão. Este método, criado por Ohno, procura
reduzir o excesso de produção, produzindo:
• Apenas o produto pretendido pelo cliente;
• Apenas no momento em que é pedido;
• Apenas na quantidade encomendada. [7]
Neste sistema as próprias caixas podem funcionar como kanban, sendo as caixas a funcionar
como pull do sistema kanban. [6]
O kanban funciona como ordem de abastecimento ou de produção, ou seja, o material reposto é
igual ao consumido, eliminando assim o excesso de material.
A informação presente num cartão kanban (figura 2) varia de acordo com as necessidades, mas
contém informação básica como identificação do material, identificação do cliente, identificação
do fornecedor e quantidade. [8]
2.2.2 Calculo do número de Kanbans
Para implementar um sistema kanban é necessário determinar o número de kanbans (cartões,
caixas ou carros) necessário. O número de kanbans representa o número de unidades de
transporte que circulam entre o fornecedor e a área de consumo. Cada unidade de transporte
representa o lote mínimo de produção a ser fornecido, logo o número de unidades de transporte
controla diretamente o WIP no sistema. [6]
Para determinar o número de kanbans, não existe uma fórmula mágica. As empresas funcionam,
em geral, empiricamente, começando com um número de kanbans elevado e diminuindo
progressivamente. [7]
Figura 2 – Exemplo de cartão kanban [8]
5
No entanto, alguns autores propõem algumas fórmulas para este cálculo. Chase, Aquilano e
Jacobs [6], propõem a seguinte fórmula:
𝑘 =𝐷𝐿(1 + 𝑆)
𝐶 (1)
Onde,
k = Número de kanbans;
D = Procura média num determinado período de tempo;
L = Lead time para reposição de encomenda (expresso nas mesmas unidades que a procura);
S = Stock de segurança expresso em percentagem;
C = Unidades por caixa.
O Kaizen Institute [9] propõe uma fórmula alternativa:
𝑘 =𝑁𝑅 + 𝐿𝑆 + 𝐷𝑇 + 𝑆𝑆
𝑁𝑃𝐾 (2 )
Onde,
k = Número de kanbans;
NR = Nível de reposição (Procura média x Lead time);
LS = Tamanho do Lote;
DT = Stock pela diferença de turnos ( D x (turnos do fornecedor – turnos do cliente);
SS = Stock de segurança;
NPK = Número de peças por kanban.
2.2.3 Junjo
Junjo é a palavra japonesa para sequência. [8] No junjo as peças são fornecidas de acordo com
uma sequência, sendo que o mesmo carro transporta um lote de peças de mais do que uma
referência. As peças são fornecidas pela sequência com que vão ser consumidas na linha,
tornando este sistema mais complexo que o kanban.
A grande vantagem deste sistema é que reduz o espaço necessário no bordo de linha e diminui
os movimentos do operador da linha. Quando as peças apresentam grandes dimensões ou existe
uma grande variedade, este é o único método de abastecimento viável. [8]
6
2.2.4 Mizusumachi
Mizusumachi é a palavra japonesa para aranha de água. O mizusumachi é o operador que faz o
transporte interno de material, usando um ciclo e rota fixa. O mizusumachi é um elemento
fundamental para a criação de um fluxo na logística interna, movendo a informação relacionada
com as encomendas, assim como os produtos. O mizusumachi transporta o material entre o
supermercado e o bordo de linha, num ciclo fixo. Durante este ciclo o operador pára nas estações
ao longo da sua rota, abastecendo e verificando as necessidades de material. O mizusumashi
usa um pequeno comboio para transportar os componentes. [8]
2.2.5 Comparação entre empilhador e Mizusumachi
Empilhador:
• Trabalha como um “Táxi” (é necessário chamá-lo);
• Se a empresa tiver 10 empilhadores e eles tiverem ocupados 90% do tempo, a probabilidade de, quando for necessário um, todos estarem ocupados é de 90%^10 = 35% => 1/3 do tempo que o “cliente” terá de esperar;
• Equipamento de custo elevado e de manuseamento difícil;
• Baixa produtividade e sujeito a acidentes.
Figura 3 - Mizusumachi [19]
Figura 4 – Transporte por empilhador [8]
7
Mizusumachi:
• Trabalha como um “Metro”;
• Chega a cada estação no tempo previsto
• Envolve um custo inferior e é de fácil manuseamento;
• Alta produtividade e permite a execução de trabalho normalizado;
• Permite que o Mizusumashi movimente também toda a informação necessária (Kanban e Junjo).
2.3 Supermercados
Um supermercado é uma área de armazenamento que segue as seguintes regras:
• Posição fixa para cada referência;
• Fácil acesso para picking;
• Permite gestão visual;
• Mantém o principio FIFO;
Um supermercado é uma infraestrutura que permite o fluxo da logística interna, permitindo um
acesso fácil às peças e aumentando a produtividade. [8]
Figura 5 – Transporte por mizusumachi [8]
8
2.3.1 Armazenamento tradicional vs em fluxo
O armazenamento tradicional usa estantes, para colocar paletes ou contentores, minimizando a
área utilizada. No entanto tem algumas desvantagens:
• FIFO difícil de aplicar;
• Acesso difícil às peças;
• Armazenamento da mesma peça em locais diferentes;
• Risco de quedas de componentes [8].
O armazenamento em fluxo permite um picking bastante fácil, já que as caixas se encontram em
estante gravíticas ou no chão. Este tipo de armazenamento apresenta as seguintes vantagens:
• FIFO fácil;
• Fácil acesso às peças;
• Localização única para a mesma peça;
• Risco reduzido de queda de peças [8].
Figura 6 – Armazenamento tradicional [8]
Figura 7 – Armazenamento em fluxo [8]
9
2.3.2 Tipos de supermercado
Existem vários tipos de supermercados com diferentes características consoante as
necessidades:
• Estantes gravíticas - Este tipo de supermercado é utilizado para armazenar caixas
plásticas de pequena dimensão, facilmente movidas à mão.
• Armazenamento no chão com rodas - Este tipo de supermercado é utilizado para
armazenar contentores de média e grande dimensão, sendo colocados numa plataforma
com rodas.
Figura 8 – Estante gravítica [20]
Figura 9 – Armazenamento com rodas [8]
10
• Kitting - Este tipo de supermercado é utilizado para a formação de kits. Um kit é uma
unidade de transporte (carro, caixa ou outro), que contém peças necessárias para o
fabrico de um produto.
Figura 10 – Supermercado de kitting [8]
11
3. Caso de estudo e diagnóstico
Este capitulo está dividido em duas partes. Na primeira é apresentado o caso de estudo, onde
se descreve a empresa, os produtos que fabrica e os objetivos deste trabalho. Na segunda parte
é feito um diagnostico ao sistema produtivo, identificando os principais problemas e
oportunidades de melhoria.
3.1 Caso de estudo
Para a realização deste trabalho foi efetuado um estágio na empresa Benteler, em Palmela.
A Benteler Internacional AG está dividida em três grupos:
• Benteler Automotive;
• Benteler Steel/Tube;
• Benteler Distribution.
Estes três grupos representam 81 fabricas em 40 países. A maior parte do volume de negócio
centra-se no grupo Automotive, onde se enquadra a Benteler Palmela, tendo mais de 20000
funcionários.
A Benteler Palmela fabrica componentes para a VW Autoeuropa,
encontrando-se localizada no parque industrial da Autoeuropa.
Está dividida em duas naves de produção, onde são produzidos os
seguintes componentes:
• Eixo dianteiro;
• Suspensão dianteira;
• Eixo traseiro;
• Front end module;
• Para-choques dianteiro e traseiro;
• Suporte do cockpit;
• Pilar B.
Para fabricar estes componentes a fábrica dispõe de 6 linhas de soldadura e 5 linhas de
montagem JIT.
Figura 11 – Componentes produzidos na Benteler Palmela
12
Este estágio realizou-se numa altura de grandes mudanças para a empresa, com a introdução
de novos produtos e um aumento significativo de produção. Tudo isto se deve ao inicio de
produção de um novo modelo na Autoeuropa, o T-ROC, do qual se prevê elevados volumes de
vendas, e consequentemente de produção, elevando a produção anual da Autoeuropa para mais
de 200 mil carros.
Com a introdução deste novo modelo, foram identificadas algumas alterações e melhorias que
teriam que ser efetuadas. Uma delas foi o sistema de abastecimento da linha do eixo traseiro. É
neste âmbito que surge o presente trabalho, com o objetivo de identificar quais os problemas
com o atual sistema e criar um novo sistema, que seja adequado não só às necessidades atuais,
como às futuras.
3.2 Metodologia utilizada
Para a elaboração deste trabalho foi utilizada a seguinte metodologia:
• Diagnóstico
• Levantamento logístico
• Definição do ciclo do mizusumashi
• Definição da forma de abastecimento Kanban VS Junjo
• Escolha da unidade de transporte
• Calculo da quantidade de componentes necessários no bordo de linha
• Dimensionamento do supermercado
• Conceção dos carros dedicados
• Dimensionamento das estantes gravíticas do bordo de linha
• Definição do layout do bordo de linha
3.3 Diagnóstico
O primeiro passo na realização deste trabalho foi a realização de um diagnóstico à linha do eixo
traseiro. Esta linha trabalha em JIT, montando todos os eixos traseiros, de todos os modelos
produzidos na Autoeuropa. À data de inicio deste trabalho, esta linha montava três tipos de
chassis diferentes, tendo sete estações de trabalho manual e sete automáticas, num total de oito
operadores.
13
A linha inicia na OP 50 e termina na OP 900. As estações representadas com são
automáticas.
Inicialmente foi analisada a linha para perceber como todo o sistema produtivo funcionava, como
era feito o abastecimento à linha, o que era montado e como era montado em cada estação, para
além de uma perspetiva geral de disposição e organização de todo layout da linha.
Destas observações tiraram-se as seguintes conclusões:
• Bordo de linha muito cheio e desorganizado;
• Componentes muito distantes do operador;
• Alguns componentes são abastecidos à linha pelo próprio operador;
• Maioria dos componentes colocados no bordo de linha nos contentores de transporte;
• Inexistência de um abastecimento à linha eficiente, sendo este abastecimento feito por
um empilhador por via de comunicação oral.
Auto
Figura 12 - Representação esquemática da linha
14
Para verificar e quantificar o impacto destas observações na linha foram efetuadas medições e
obtidos os seguintes resultados:
T. Operação – Tempo despendido pelo operador a efectuar a operação de montagem;
T. Deslocação – Tempo despendido pelo operador em deslocações;
Frenquêncial – Tempo despendido pelo operador em tarefas frequênciais, ou seja, tarefas que
só são efectuadas a cada x peças. Por exemplo, fechar contentores;
T. Espera – Tempo despendido pelo operador em esperas;
T. t. ciclo – Tempo despendido pelo operador à espera do tempo de ciclo, ou seja, à espera que
a palet avance.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
OP50 OP100 OP300 OP310 OP400 OP450 OP850
T. Operação T. Deslocação Frequêncial T. Espera T. controles T. t ciclo
Figura 13 – Percentagem dos tempos por estação de montagem
15
Separando os resultados em trabalho de valor acrescentado e não acrescentado obtemos:
Destes resultados podemos observar que mais de trinta por cento do tempo total das operações
é despendido em tarefas de valor não acrescentado, como deslocações e trabalhos frequênciais.
Assim foi feita uma análise para perceber porque isso acontecia.
3.3.1 Deslocações
Verificou-se que os operadores despendiam muito tempo em deslocações. Para perceber porque
isso acontecia, foi efetuando um diagrama de spaghetti:
Figura 15 – Diagrama de spaghetti
69%
31%
TVA
TVNA
Figura 14 – TVA vs TVNA
16
Neste diagrama foi possível verificar que os operadores deslocam-se demasiado para ir buscar
peças necessárias à operação. Isto acontece porque as peças não se encontram na zona nobre
do operador, levando a deslocações desnecessárias, pois as mesmas são fornecidas em
contentores de transporte, que são demasiado grandes e que ocupam muito espaço.
São utilizados os contentores de transporte porque não existe uma zona de supermercado de
abastecimento à linha, sendo os contentores fornecidos diretamente do stock em armazém para
a linha.
Para além do tempo perdido em deslocações, as distâncias percorridas pelo operador durante o
dia, também são um fator a ter em conta. Este fator contribui para o desgaste do operador e
consequentemente afetará o desempenho do mesmo, podendo levar ao aumento do tempo das
operações.
3.3.2 Tarefas Frequênciais
As tarefas frequênciais são tarefas que não são efetuadas em todos os ciclos, apenas de x em
x peças.
Parte destas tarefas frequênciais devem-se à abertura e fecho de contentores, e à retirada de
separadores de cartão e de plástico dos mesmos, sendo que estes têm que ser colocados nos
locais respetivos.
Outra parte deve-se ao abastecimento de alguns componentes à linha ser feito por parte do
próprio operador, que vai buscar as peças que necessita e as traz até à linha.
Por fim, as restantes tarefas frenquênciais devem-se a tarefas de pré-montagem de
componentes que são opcionais, que se efetuam porque alguns operadores têm muito tempo
livre.
3.3.3 Eficiência da linha
Para obter uma melhor perspetiva geral da linha, decidiu-se calcular a eficiência da linha. A
formula para o calcular a eficiência da linha é dada por:
𝐸𝑓 =∑ 𝑡𝑖
𝑁𝐿×𝑡𝑐 (3)
Numa primeira instancia, calculou-se a eficiência da linha tendo em consideração o tempo de
ciclo total para cada estação, obtendo-se uma eficiência de 87,5%
No entanto, esta eficiência não corresponde à real eficiência da linha, já que estamos a
considerar deslocações e tarefas frequênciais como trabalho produtivo.
17
Assim calculou-se a eficiência da linha tendo em conta apenas o tempo de operação e o tempo
de controles, ou seja, apenas as operações de valor acrescentado. Tendo isto em conta obteve-
se uma eficiência de 70,8 %.
Por esta eficiência, percebemos que há muito a melhorar. Este valor indica claramente que existe
muito tempo, em que os operadores estão à espera ou a efetuar tarefas de valor não
acrescentado.
3.3.4 Sistema de abastecimento atual
À data do inicio deste trabalho, o abastecimento à linha era feito por empilhadores. Este sistema
é ineficiente, obriga os operadores a trabalho frequêncial e em certos casos pode parar a linha.
Neste sistema os contentores eram abastecidos quando o operador do empilhador, ao passar
pela linha, verificava que um determinado componente estava a acabar e tomava a iniciativa de
ir buscar um novo contentor ao stock ou, quando o operador da linha ou o team leader chamava
o empilhador para trocar o contentor, sendo o próprio operador da linha a fechar o contentor. O
problema deste sistema, para além de obrigar o operador de linha a trabalho frequêncial e sem
valor acrescentado, é que se o operador do empilhador, por alguma razão não abastecer
imediatamente o componente, pode parar a linha.
3.4 Conclusão
Com base nestes dados, verifica-se que se tem que reformular a forma como a linha é abastecida
de modo a reduzir o máximo possível o trabalho de valor não acrescentado, podendo assim
rebalancear a linha, retirar operadores da linha, melhorar a eficiência, reduzir o throughput time
e o work-in-progress.
Para além disto com a introdução de novos produtos, e consequentemente novas variantes, com
o sistema de abastecimento utilizado, seria impossível ter espaço no bordo de linha para todos
os componentes necessários.
Assim decidiu-se criar uma zona de supermercado para abastecer a linha.
18
4. Dimensionamento do sistema de abastecimento
à linha
Após o diagnóstico, foi decidido criar um sistema de abastecimento à linha. Em seguida
apresenta-se todos os passos efetuados para concretizar esse objetivo.
4.1 Levantamento logístico
O primeiro passo para o dimensionamento de todo o sistema foi um levantamento de todos os componentes que tinham de ser fornecidos à linha. Este levantamento incluiu:
• Quais os componentes a ser abastecidos a cada estação de montagem;
• Diferentes variantes de cada componente e respetivo mix;
• Que tipo de embalagem (contentor ou cartão) era recebido do fornecedor e quais as quantidades;
• E qual a procura para cada componente.
Deste levantamento resultou que teriam que ser fornecidos 61 componentes, a 7 estações de
montagem.
4.2 Definição do ciclo do mizusumashi
Para o dimensionamento de todo o sistema de alimentação à linha, começou-se por definir a
frequência com que o mizusumachi efetuaria o ciclo. Para tal, identificou-se qual o componente
que seria o botleneck e com que frequência teria que ser abastecido. Neste caso concreto,
tínhamos um componente de grandes dimensões e que ocupava muito espaço no bordo de linha,
logo era necessário que a quantidade deste componente no bordo de linha fosse o mínimo
possível.
Este componente tinha um procura média de 10 peças/hora. Por razões logísticas, cada unidade
de transporte (UT), neste caso um carro dedicado, teria capacidade para 6 peças. Assim, de
modo a garantir que existissem sempre peças disponíveis para o operador e manter a quantidade
de componentes no bordo de linha o mínimo possível, e consequentemente, o WIP, decidiu-se
que o ciclo do mizusumachi seria de 20 minutos.
19
4.3 Definição da forma de abastecimento Kanban VS Junjo
Para cada componente foi necessário decidir como o iriamos fornecer à linha, se em kanban ou
sequenciado (junjo).
Num sistema kanban, cada unidade de transporte leva apenas referência, enquanto que num
sistema junjo a unidade de transporte leva várias referências, do mesmo componente na
sequência em que vão ser consumidos na linha.
Num sistema kanban a reposição é despoletada pelo consumo. O operador do mizusumachi
efetua o ciclo, recolhe as caixas ou carros vazios e no ciclo seguinte leva essas mesmas
referencias cheias. Só reabastece o que recolheu vazio no ciclo anterior.
Num sistema junjo, são fornecidos à linha, na mesma unidade de transporte, um número fixo do
mesmo componente, mas referências diferentes, na sequência em que vão ser consumidos na
linha. A reposição é efetuada a cada x tempo, independentemente do consumo e levando sempre
o mesmo número de sequencias.
Em termos práticos o sistema junjo é melhor para o operador da linha, pois recebe os
componentes necessários na sequencia em que vão ser consumidos. No entanto, é mais
complexo e exige mais recursos, pelo que só se justifica quando existem muitas variantes de um
determinado componente e seria impraticável colocar todas no bordo de linha.
No nosso caso concreto, existiam poucas variantes a abastecer a cada estação, pelo que a
sequenciação não se justificava, por isso optou-se por um sistema kanban, para todos os
componentes, com exceção dos chassis, que tinham 5 variantes e seria impossível coloca-los
na linha em kanban. Neste caso concreto, os chassis seriam sequenciados numa zona
especifica, fora do supermercado, pelo que todo o supermercado funcionaria em kanban.
4.4 Escolha da unidade de transporte
Para cada componente foi necessário decidir como iria ser abastecido à linha, se em caixas
plásticas KLT se em carros dedicados e construídos especificamente para esses componentes.
A melhor solução é fornecer os componentes em caixas. São mais fáceis de manusear e
transportar, mais económicas e contribuem para um bordo de linha mais organizado, já que
podem ser colocadas em estantes dinâmicas no bordo de linha. No entanto, alguns componentes
são demasiado grandes, pesados ou necessitam de suportes específicos para o seu transporte
por questões de qualidade. Assim apenas para esses componentes foram criados carros
dedicados para o seu transporte.
20
4.5 Quantidade por caixa
Para obtermos a quantidade por caixa de cada componente, efetuaram-se testes de modo a
verificar a quantidade que conseguíamos colocar em cada caixa. No entanto, tivemos que ter em
conta os seguintes constrangimentos:
• O peso de cada caixa não poderia ser superior a 15 kg;
• A quantidade por caixa deve ser o máximo possível para minimizar o número de caixas
no bordo de linha;
• A forma como os componentes eram colocados nas caixas de modo a evitar problemas
de qualidade e a facilitar a recolha por parte do operador de montagem.
Assim, foram escolhidos 5 tamanhos de caixas diferentes para transportar os diferentes
componentes.
Figura 16 – Caixas KLT
4.6 Metodologia para calculo da quantidade de componentes
necessários no bordo de linha
Para calculo das quantidades necessárias para assegurar o funcionamento ininterrupto da linha,
foi seguida uma metodologia do Kaizen Institute. Segundo esta metodologia, a quantidade de
Uts no bordo deve seguir a seguinte fórmula:
𝑄𝑡𝑑 𝑈𝑡𝑠 𝐵𝑂𝐿 =2 × 𝑃𝑟𝑜𝑐𝑢𝑟𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜
𝑄𝑡𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑒ç𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑈𝑡+ 1 𝑈𝑡 (4)
21
Ou seja, a quantidade de unidades de transporte no bordo de linha deve ser igual a duas vezes
a procura desse componente por ciclo do mizusumachi, a dividir pela quantidade de peças na
unidade de transporte, mais uma unidade de transporte.
Esta fórmula, é uma simplificação da fórmula 1, em que se considera que o lead time é 2 ciclos
e que o stock de segurança é 1 unidade de transporte. Em termos práticos, com esta
simplificação, estamos certos que nunca faltará componentes em linha, pois o lead time nunca
chega a ser 2 ciclos. Além disso, temos o stock de segurança de uma unidade de transporte, que
na maioria dos casos, corresponde a uma quantidade de peças superior ao que seria necessário,
para manter um funcionamento ininterrupto do sistema.
4.7 Dimensionamento do supermercado
Após fazer-se um levantamento de todos os componentes que teriam de ser fornecidos, tentou
obter-se qual a embalagem em que esses componentes eram fornecidos. Após ter as dimensões
das embalagens desses componentes, foi possível estimar a área necessária para implementar
um supermercado para picking de todos os componentes. Para além da área que ocupam os
contentores, é também necessário ter em conta a área necessária, para corredores para aceder
a esses componentes e para fazer a troca de contentores.
Assim, foram equacionadas várias soluções:
A primeira solução equacionada é uma solução de picking tradicional (figura 17), em que os
contentores se encontram no chão e o operador faz o picking dos contentores para caixas ou
carros. No entanto para esta solução, idealmente, requer que exista um corredor para o picking
Figura 17 – Supermercado de picking tradicional na Amazon [17]
22
outro para troca de contentores, completamente separados, de modo a que o empilhador e o
operador de picking não se cruzem.
Uma outra opção seria utilizar um supermercado de fluxo (figura 18), em que os componentes já
em caixas, prontas a levar para a linha, estariam numa estante gravítica, onde o mizusumachi
apenas trocaria caixa vazia por cheia, não fazendo picking. Esta solução permite ter os
componentes armazenados numa estante, em vez de no chão, sendo só baixados quando é
necessário encher um lote de caixas, poupando assim área de chão, já que o armazenamento é
feito em altura.
Para este projeto existia uma área de cerca de 150 m2. Inicialmente, tentou-se optar pela via
tradicional e mais económica, criando uma zona de picking tradicional com os contentores
dispostos em fila, com corredores para picking e corredores para troca de contentores por parte
dos empilhadores, nunca havendo cruzamento entre o operador de picking e o empilhador. Nesta
fase foram experimentadas várias soluções de possíveis layout, no entanto não foi possível
encontrar nenhuma solução que satisfizesse todas as condições necessárias, tanto de área para
colocar todos os contentores das referencias necessárias, como de área de paragem do
mizusumashi e de estacionamento de carros vazios.
Assim teve que ser procurada uma solução alternativa. Dado que estávamos limitados em termos
de área, a solução encontrada foi armazenar os contentores numa estante, ganhando assim
área, já que o armazenamento seria feito em altura. Para além da estante para armazenamento
dos contentores, no nível inferior teríamos uma estante gravítica, onde seriam colocadas as
caixas KLT com os componentes a abastecer à linha. Para este sistema funcionar teríamos um
operador com um empilhador, que baixaria o contentor da estante, quando fosse necessário e
encheria um lote de caixas de uma determinada referência. Com esta solução ganharíamos
ainda espaço para colocar uma área de picking para os carros dedicados e respetivo
parqueamento. Para a esta solução foram considerados vários layouts:
Figura 18 – Supermercado de fluxo na Volvo [18]
23
• O primeiro layout equacionado, considerava uma zona para picking dos componentes
para carros dedicados e estacionamento dos mesmos, uma estante normal e outra
em que o último nível seria uma estante gravítica. Este layout compre todos os
critérios estabelecidos, mas não faz uma utilização eficiente do espaço disponível,
deixando muito espaço vazio, como se verifica na figura 19.
• O segundo layout considerado, apresentava a zona do picking dos carros inalterada,
mas um layout em L para a colocação das estantes. Este layout é interessante do
ponto de visto do fluxo do misuzumachi, mas devido ao seu layout em L, deixa muito
espaço vazio, que devido à forma como o layout foi concebido, dificilmente seria
aproveitado.
Figura 20 - Layout supermercado versão 2
Figura 19 – Layout supermercado versão 1
24
• O terceiro layout considerado, contemplava as duas estantes lado a lado. Este layout
apresentava uma fraca utilização do espaço, com muito espaço morto, para além do
fluxo de abastecimento da estante gravítica também ser fraco.
• O quarto layout considerado e aquele que foi implementado, é uma junção da
primeira e da terceira opção. Dado o espaço que tínhamos disponível, se
colocássemos duas estantes, teríamos capacidade para cerca de 100 posições.
Assim teríamos capacidade não só para todos os componentes do eixo traseiro,
como para todos os parafusos, porcas e anilhas de todas as linhas e para os
pequenos componentes de três processos satélite.
Figura 22 - Layout supermercado versão 4
Figura 21 - Layout supermercado versão 3
25
Nas figuras seguintes é possível obter uma imagem mais concreta do projeto do supermercado,
com a zona para picking de caixas na estante gravítica e a zona para carros dedicados. No
corredor, entre as duas zonas circularia o misuzumachi
Figura 23 – Visão geral do projecto do supermercado
Figura 25 - Projecto da zona de picking dinâmico Figura 24 - Projecto da zona de carros dedicados
26
4.8 Metodologia para alocação dos componentes nas estantes
4.8.1 Estante tradicional
Foi necessário criar uma metodologia para alocar os componentes na estante. Dado que os
componentes seriam retirados da estante, para encher as caixas que ficariam na estante
gravítica, a metodologia escolhida foi colocar os componentes com maior consumo nas posições
inferiores das estantes e as com menor consumo em cima. Para a alocação na horizontal, a
metodologia escolhida foi colocar os componentes o mais próximo possível do ponto da estante
gravítica a que seriam abastecidos.
Figura 26 – Alocação de componentes na estante
4.8.2 Estante gravítica
Na estante gravítica, o peso das caixas era uma questão mais critica que o consumo. Por
questões de ergonomia optou-se por colocar as caixas mais pesadas em baixo e as mais leves
em cima. Na horizontal optou-se por colocar os componentes por estação de abastecimento, da
direita para a esquerda.
Figura 27 – Alocação de componentes na estante gravítica
27
4.9 Funcionamento do supermercado
O supermercado funcionaria de modo híbrido, tendo uma zona de picking para os carros
dedicados e uma zona de supermercado de fluxo, onde o operador só trocaria caixa vazia por
caixa cheia. Para o funcionamento do supermercado seriam necessários dois operadores, o
operador do mizusumachi e um segundo operador que abasteceria as caixas para a estante
gravítica. Assim cada operador trabalharia em zonas diferentes do supermercado, zona 1 e zona
2.
Figura 28 – Zona 1 do supermercado
Figura 29 - Zona 2 do supermercado
Figura 30 - Estante gravítica vista da zona 2 do supermercado
28
A zona 1 funciona do seguinte modo:
• O operador do mizusumashi chega ao supermercado e pára o tow-train na zona
indicada. Posteriormente, coloca os carros vazios na posição “vazio” e retira os carros
cheios, colocando-os atrelados ao tow-train, prontos a sair.
• Em seguida, o operador deixa as caixas vazias na posição superior da estante
gravítica e recolhe as caixas cheias, colocando-as no carro de transporte.
Figura 31 – Carro cheio e vazio na respectiva posição
Figura 33 – Colocação da caixa vazia na estante gravítica
Figura 32 – Retirada da caixa cheia da estante gravítica
29
• No tempo restante até à hora de saída, o operador enche os carros vazios, deixando-
os prontos a utilizar quando forem necessários.
• À hora indicada no horário, o mizusumachi sai do supermercado
Figura 35 – Abastecimento de carro dedicado Figura 34 - Horário de saída do
mizusumachi
Figura 36 - Saída do tow-train do supermercado
30
O outro operador do supermercado, está dedicado ao abastecimento da estante gravítica,
operando do seguinte modo:
• Quando apenas existir uma caixa ou uma fila (nos componentes com mais do que uma
fila de stock) de uma determinada referência, o operador recolhe as caixas vazias dessa
referência e verifica em que posição da estante o componente se encontra armazenado.
• Em seguida, o operador com o auxilio do empilhador, retira o componente da estante e
abastece as caixas vazias.
Figura 37 - Retirada da caixa vazia da estante gravítica
Figura 39 - Retirada dos componentes da estante Figura 38 - Abastecimento das caixas
31
• Por fim, coloca as caixas abastecidas na posição respetiva da estante gravítica.
4.10 Cálculo do número de Kanbans
Para o cálculo do número de kanbans foi utilizada a seguinte metodologia:
• No caso dos carros dedicados, o total de carros (kanbans) para cada referência foi
calculado tendo em conta a quantidade necessária no bordo de linha, mais um carro no
supermercado, ou seja,
𝑄𝑡𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑜𝑠 = 𝑄𝑡𝑑 𝐵𝑂𝐿 + 1 (5)
• No caso das caixas, o total de caixas (kanbans) para cada referência, foi calculo de forma
semelhante, sendo a quantidade necessária no bordo de linha, mais a quantidade no
supermercado. No entanto, a quantidade no supermercado, foi calculada de forma
diferente. Dado que o operador no supermercado teria que retirar os componentes
armazenados na estante, para abastecer as caixas, era conveniente que esta operação
fosse efetuada o mínimo de vezes possível por referência. Assim definiu-se que cada
vez que fosse necessário abastecer caixas, não se abasteceria uma caixa, mas sim um
lote de caixas, que teria uma duração mínima de 4 horas. Assim calculou-se o número
de caixas necessárias para 4 horas de consumo, para cada referência, somando-se esse
número ao número de caixas necessárias no bordo de linha, obtendo-se o número de
Figura 40 - Colocação da caixa cheia na estante gravítica
32
caixas necessárias. Nos casos em que a quantidade por caixa era elevada e uma ou
duas caixas eram suficientes para garantir as 4 horas de consumo, considerou-se o
número de caixas necessário para encher a estante gravítica.
4.11 Conceção dos carros dedicados
Para transportar os restantes componentes, foram criados carros dedicados. Estes carros tinham
que respeitar os seguintes constrangimentos:
• Serem o mais pequenos possível, sem comprometer a estabilidade, pois o espaço no
bordo de linha é reduzido;
• Terem suportes específicos para transportar os componentes sem os danificar;
• Serem ergonómicos para os operadores, devendo os componentes estarem
posicionados entre 0.6 m e 1.4 m.
Na conceção dos carros foram equacionadas várias opções (como explicado em seguida), sendo
essas opções discutidas com a produção e a engenharia, com as versões finais a ser validadas
pelas mesmas. Após finalizada a conceção, foram solicitados orçamentos a diversas empresas,
apresentando os desenhos em anexo, para a construção dos carros em aço, sendo escolhida a
proposta que apresentava as melhores condições não só de preço, como de tempo de entrega.
Os carros fabricados em tubo trilogiq, foram construídos internamente e a sua construção
supervisionada por mim. No caso dos carros das barras estabilizadoras e dos chassis, foram
efetuados protótipos, que foram testados pela produção e só após a sua aprovação foram
contruídos os carros. Nos restantes carros, por serem mais simples, não se considerou
necessária a construção de protótipos.
33
4.11.1 Carros dos cubos
Este carro dedicava-se ao transporte de cubos. Estes componentes são pesados, têm um
consumo elevado e tinham que ser acondicionados com suportes específicos, para evitar
problemas de qualidade.
Inicialmente começou-se por definir como iriam ser acondicionados os cubos para o transporte
até à linha. Teria que ser um suporte especifico, que não danificasse os cubos, num material
resistente ao uso e em que fosse fácil para o operador de linha retirá-los do suporte.
Assim tínhamos duas opções. Ou se desenvolvia e construía um suporte especifico ou se
utilizava os inlets de transporte. A escolha recaí-o na segunda opção.
Esta opção foi escolhida por estes inlets serem utilizados no transporte dos cubos, logo
preenchem os requisitos estabelecidos previamente. Para além disso, desenvolver um novo
suporte iria ser muito mais dispendioso, tanto em termos de tempo, como em termos financeiros,
já que os inlets são praticamente grátis.
Figura 41 - Cubo
Figura 42 - Inlet com cubos
34
Após a escolha do suporte foi necessário conceber a estrutura do carro. Inicialmente, optou-se
por uma metodologia já utilizada na empresa. Esta metodologia passava por construir a estrutura
em tubo trilogiq, uma pratica comum em fabricas lean, pois é um produto muito versátil e fácil de
construir. O carro apresenta uma estrutura retangular com reforços transversais, em tudo trilogiq,
sendo a base do carro feita em perfil bosch, com os RFE, que ligam os rodízios à calha bosch e
à estrutura em tubo, feitos em aço.
No entanto, apesar de ser uma metodologia utilizada pela empresa, verificou-se que as
experiencias anteriores com estes carros, não têm sido as melhores, no que diz respeito a
questões de durabilidade. Por isso, decidiu-se mandar fabricar os carros em tubo de aço
quadrado 30x30 mm, seguindo a mesma estrutura. Esta solução, apesar de mais dispendiosa,
garante uma durabilidade superior.
Figura 44 – Projeto do carro dos cubos Figura 45 – Carro dos cubos
Figura 43 – Projecto do carro em tubo trilogiq
35
4.11.2 Carro das pinças
Este carro dedicava-se ao transporte de pinças de travão. Estes componentes, tal como os
cubos, são pesados, têm consumo elevado e dado o seu formato, tinham que ter um suporte
especifico.
A metodologia seguida para este carro foi muito semelhante à seguida para o carro dos cubos.
Inicialmente foi escolhido o suporte que iria ser utilizado para acondicionar as pinças. Tal como
no carro dos cubos a escolha recaí-o na utilização de inlets, pelas mesmas razões.
Para a estrutura também foi seguida a mesma metodologia, sendo feita em tubo trilogiq e
posteriormente alterada para tubo de aço quadrado 30x30 mm. A estrutura em si é retangular,
com reforços transversais.
Figura 47 –Carro das pinças Figura 48 – Projeto do carro das pinças
Figura 46 – Pinças de travão no inlet
36
4.11.3 Carro dos discos
Este carro dedicava-se ao transporte de discos de travão. Estes componentes, são pesados, têm
consumo elevado e tinham que ter um suporte especifico para não se danificarem durante o
transporte.
Tal como nos outros carros, começou-se por definir como iriam ser acondicionados os discos
para o transporte. Neste caso, não havia possibilidade de usar inlets logo foi necessário conceber
um suporte de raiz. Para além dos constrangimentos gerais dos carros, também era necessário
tentar colocar o máximo de peças possíveis no carro, para minimizar o número de vezes que o
carro era trocado e o número de carros no bordo de linha.
Foram consideradas várias opções:
• Inicialmente foi considerada aquela que seria a melhor opção em termos de
acondicionamento e de qualidade, fabricar um suporte semelhante ao inlet dos cubos,
em que os discos ficariam encaixados de forma semelhante aos cubos. No entanto, este
suporte teria que ser fabricado num material polimérico, que não danificasse as peças e
que fosse resistente ao desgaste. O material normalmente usado nestas aplicações é o
POM. O problema com esta opção é que o custo deste material é elevado, para além
dos elevados custos de maquinação. Por isso esta solução tornou-se inviável.
• A segunda opção considerada foi a que se encontra na figura 49. Esta solução passava
por utilizar duas barras de POM com uma separação entre si, onde teria um suporte que
encaixaria o disco. No entanto, esta solução foi descartada, pois não garantia um carro
suficientemente compacto, para além dos custos de construção serem mais elevados.
Figura 49 – Discos no suporte
37
• A última opção considerada foi usar uma chapa de aço com ranhuras onde os discos
iriam encaixar. Para não danificar os discos, em cima da chapa de aço, seria colocada
uma chapa de POM, com as ranhuras mais pequenas, de modo ao disco ficar justo,
formando uma moldura em volta das ranhuras da chapa de aço. Com esta solução, a
parte central do disco fica apoiado na chapa e o resto do disco encaixado na ranhura.
A opção escolhida foi a última, pois é a mais económica, garante um carro com um número
bastante satisfatório de peças e compacto.
Para a estrutura também foi seguida a mesma metodologia, sendo feita em tubo trilogiq e
posteriormente alterada para tubo de aço quadrado 30x30 mm. A estrutura em si é retangular,
com reforços transversais.
Figura 50 – Ranhuras com disco
Figura 51 – Projecto do carro dos discos Figura 52 – Carro dos discos
38
4.11.4 Carros das barras estabilizadoras
Este carro dedicava-se ao transporte de barras estabilizadoras. Estes componentes têm grandes
dimensões e uma forma invulgar, que dificulta o seu transporte. Para além disso, por serem
componentes pintados, teria que se conceber uma forma para que não entrassem em contacto
uns com os outros, de modo a não danificar a pintura.
Foram consideradas várias opções:
• A primeira opção considerada foi transportar as barras na horizontal. Esta solução seria
mais pratica para o operador de linha, mas tornaria o carro muito grande e dado as
limitações de espaço, não seria viável.
• Outra solução seria uma variante da primeira em que as barras seriam transportadas na
horizontal, mas iriam alimentar uma estante gravítica no bordo de linha. Basicamente, o
carro seria uma extensão da estante e os operadores consumiriam as barras diretamente
da estante em vez do carro. No entanto, esta solução também ocuparia muito espaço
em linha, para além de apresentar outros problemas, como as barras na estante,
poderem bater umas nas outras e a dificuldade do operador em retirar as barras da
estante.
• A solução passava por transportar as barras na vertical. A solução inicialmente estudada
seria semelhante à que se encontra na figura 54. As barras iriam na vertical, tendo um
suporte especifico, que garantiria que não tocavam umas nas outras. No entanto, esta
solução apresentava alguns problemas. Em primeiro lugar, o facto de as barras terem
Figura 53 – Barras estabilizadoras na estante
39
comprimentos diferentes, tornava esta solução bastante complexa. Em segundo, com
está solução, o carro ficaria pouco compacto e a quantidade por carro seria reduzida.
• Por fim, a ultima solução considerada foi transportar as barras na vertical, encostadas
umas às outras, suportadas por dois tubos em cima e dois em baixo, para garantir que
as barras não balançavam durante o transporte. Esta solução permitia ter um carro muito
mais estreito e compacto, assim como uma maior quantidade por carro. No entanto, tinha
que se garantir que as barras não batessem umas nas outras durante o transporte, assim
concebeu-se uma forma para colocar as barras no carro, em que as barras iriam viradas
para lados opostos, evitando assim possíveis danos na pintura. Esta foi a solução
escolhida.
Figura 55 – Colocação das barras estabilizadoras no carro
Figura 54 – Barras estabilizadoras na vertical
40
Ao contrário dos outros carros, foi decidido fabricar estes carros em tubo trilogiq. Esta decisão
deveu-se a dois fatores:
• O primeiro fator, foi o facto de este carro só ter sido aprovado já numa altura tardia do
projeto e seria mais rápido fazer os carros internamente, do que fabricá-los fora.
• O segundo fator, foi que dada a especificidade deste carro, poderiam ser necessários
ajustes no posicionamento dos suportes, para facilitar a sua utilização pelo operador,
algo que é facilmente conseguido com este sistema e impossível com uma estrutura em
aço.
De salientar ainda que foram concebidas duas versões deste carro, muito semelhantes, apenas
variando a distância entre suportes, pois tínhamos dois tamanhos de barras.
Figura 56 – Projecto do carro
das barras estabilizadoras
Figura 57 – Carro das barras estabilizadoras
41
4.11.5 Carro de sequenciação de chassis
Este carro dedicava-se ao transporte de chassis traseiros, que seriam fornecidos à linha já
sequenciados. Este carro apresentava alguns desafios. Os chassis são componentes de grandes
dimensões e o espaço no bordo de linha era reduzido, logo era necessário que o carro fosse o
mais compacto possível. Para além disso, havia questões de ergonomia a ter em conta e tinha-
se que garantir que os componentes ficavam entre 0,6m e 1,4m do chão.
Tínhamos três tipos de chassis diferentes, num total de cinco variantes.
A primeira questão prendia-se com quantos chassis iriamos colocar por carro. Dado que na linha,
a sequência era invertida a cada cinco peças, o número ideal para colocar no carro seria cinco
chassis.
O próximo passo foi decidir como colocar cinco chassis no carro, de modo a ser
ergonomicamente viável, ser o mais compacto possível e garantir que não existiam problemas
de qualidade.
A primeira solução pensada foi colocar os chassis na vertical. Esta solução garantia um carro
muito compacto, havendo ainda a possibilidade de colocar os chassis em dois níveis para um
carro ainda mais compacto. No entanto, esta solução foi descartada por duas razões:
• A primeira é que os chassis na linha são montados na horizontal, o que iria obrigar a
uma manipulação por parte do operador;
• A segunda é que os chassis 4x4, não podiam ser inclinados mais que x graus.
Figura 58 – Projecto de carro para transporte de chassis na vertical
42
A segunda solução pensada, foi uma adaptação de uma solução já existente na empresa. Esta
solução passa por colocar os chassis na horizontal, uns em cima dos outros, simplesmente
apoiados nos suportes. Para o carro em questão, teria de ser adicionado mais um nível, em
relação aos existentes, perfazendo cinco níveis. Para esta solução, também seria necessário
alterar os suportes dos carros para que coubessem todos os chassis, dado que o VL é muito
diferente dos restantes. Esta solução foi descartada, porque ter o carro com cinco chassis de
altura, seria ergonomicamente impossível, pois o primeiro chassis ficaria demasiado alto e o
ultimo demasiado baixo.
A terceira solução pensada e aquela que foi adotada, passa por colocar os chassis em duas filas,
com três à frente e dois atrás. Esta solução, permite garantir uma boa ergonomia para o
operador, apesar de o carro ficar maior do que seria desejado.
Após definir-se a solução a utilizar, concebeu-se o carro. Este tinha que ser bastante robusto,
pois os chassis podem ser pesados. Assim decidiu-se que o carro seria fabricado em tubo de
aço 40x40 mm.
O principal desafio deste carro era conceber um suporte que permitisse colocar, qualquer um
dos chassis, de modo a ele ficar devidamente acondicionado, pois apesar de dois dos chassis
serem semelhantes, o terceiro é um tipo de chassis completamente diferente, o que dificulta a
conceção de um suporte comum.
O primeiro aspeto a considerar é que, como os chassis vão ficar dispostos por níveis, se os
suportes fossem fixos, seria muito difícil retirar os chassis do nível inferior. Assim optou-se por
suportes móveis para facilitar a colocação e retirada dos chassis.
Para a construção destes suportes móveis, optou-se por uma estrutura em duplo U. O primeiro
fica fixo à estrutura, suportando o segundo U, que é móvel e servindo de batente. Para reduzir a
flexão nos suportes foram adicionados reforços na parte inferior.
Para além da estrutura do suporte, foi preciso conceber a parte do suporte onde iria assentar o
chassis. A primeira solução idealizada, era semelhante a uma solução já adotada na empresa
Figura 59 – Carro de transporte de chassis 4x4
43
para outras aplicações. Basicamente consistia numa espécie de caixa, aberta de um dos lados,
onde o chassis assentaria. No entanto, esta solução foi descartada pois não era compatível com
um dos chassis.
A segunda solução idealizada, era semelhante à da figura 60, tratando-se um suporte com a uma
parede em L, onde o chassis seria simplesmente apoiado. O problema desta solução, é que
como tínhamos um chassis muito diferente dos outros, teríamos que ter uns suportes bastante
largos para conseguir colocar todos os chassis. Para além disto, como um dos chassis era
bastante maior que os outros, para tentar fazer o carro o mais compacto possível, os outros
chassis ficariam apoiados muito perto da ponta do suporte, correndo o risco de caírem durante
o transporte.
A terceira solução idealizada, visava resolver os problemas identificados anteriormente.
Concebeu-se um suporte com encaixes específicos para cada chassis, sendo a base em POM
e os encaixes em aço, como mostra a figura 61. Com este suporte, cada chassis encaixa num
sitio especifico, não havendo o risco de cair durante o transporte.
Figura 60 – Suporte em L
Figura 61 – Suportes do chassis
44
Depois dos suportes, concebeu-se a estrutura. Começou-se por desenvolver a base do carro,
que tinha que ser robusta, pois o carro seria aberto num dos lados para o operador poder aceder,
perdendo assim rigidez estrutural. Para facilitar o acesso do operador aos chassis que ficam na
parte de trás do carro, a estrutura foi concebida tendo uma abertura na parte da frente. Também
por questões de ergonomia, as rodas foram colocadas no interior do carro, rebaixando assim o
mesmo e facilitando o acesso e a retirada e colocação dos chassis. Estas questões podem ser
visualizadas na figura 62.
O resto da estrutura é composta por tubos verticais e horizontais, onde são soldados os suportes,
para além de conferirem rigidez à estrutura. Também para conferir rigidez e garantir a
verticalidade dos tubos, foram colocados reforços a ligar os tubos verticais à base do carro.
Figura 62 - Base do carro dos chassis
Figura 63 - Projeto do carro do chassis
45
4.12 Outros carros dedicados
Foram ainda necessários outros carros dedicados que, no entanto, não foram projetados de raiz.
Foi o caso do carro dos boomerangs e do carro para transporte das caixas KLT.
4.12.1 Carro dos Boomerangs
Este carro destinava-se ao transporte de boomerangs. Estes componentes eram pesados e
tinham elevado consumo. No entanto, não requeriam um suporte especifico, podendo ser
transportados numa caixa a “granel”. Apesar disso, se transportados numa caixa com a
quantidade desejada, a caixa ficaria demasiado pesada para ser manipulada pelo operador de
picking, assim decidiu-se adaptar um modelo de carro já existente na empresa, para transportar
uma caixa de boomerangs até à linha.
Figura 65 - Carro dos Boomerangs
Figura 64 – Protótipo do carro dos chassis
46
4.12.2 Carro caixas KLT
Este carro destinava-se ao transporte de todos os componentes que seriam transportados em
caixas. Como a caixas que iriamos utilizar são de tamanho standard e muito utilizadas pela
industria, existia carros para transporte destas caixas, disponíveis comercialmente. Então, em
vez de projetar um carro de raiz, decidiu-se adquirir um carro desses.
4.13 Outras soluções de abastecimento
Existiam duas estações da linha em que o abastecimento era particularmente complicado. Estas
estações situavam-se no interior da linha, sendo muito limitadas em termos de espaço, o que
dificultava o abastecimento. Dada a dificuldade em abastecer estas duas das estações, criou-se
uma solução alternativa aos carros e às caixas. Esta solução passava pela criação de um kit com
as peças a ser utilizadas nestas duas estações. Este kit era fornecido num tabuleiro, que seria
colocado na palete de montagem, numa estação anterior.
Figura 66 - Carro das caixas KLT
Figura 67 – Tabuleiro com peças
47
4.14 Dimensionamento das estantes gravíticas do bordo de linha
Para abastecer os componentes que seriam fornecidos em caixas à linha, foi necessário
dimensionar estantes gravíticas para colocar no bordo de linha, de onde o operador da linha
consumiria diretamente as peças ou de onde retiraria as peças para as colocar numa posição
mais favorável.
Estas estantes tinham que obedecer aos seguintes requisitos:
• Serem o mais pequenas possíveis;
• Os níveis da estante deveriam estar entre 0,6m e 1,4m
4.14.1 Metodologia utilizada
Para o dimensionamento das estantes dinâmicas, foi inicialmente considerado utilizar tubo
trilogiq, por ser mais barato e fácil de construir. No entanto, por questões de durabilidade e
robustez, foi decidido contruir a estrutura em perfil bosch, com os tubos transversais em tubo
alumínio de 30 mm.
Quanto a folgas entre caixas e entre caixas e o perfil, foi usada a metodologia representada na
figura 68, fornecida por uma empresa especializada.
Por uma questão de facilidade de utilização, principalmente se os componentes foram
consumidos diretamente da estante, decidiu-se dimensionar as estantes em escada, de acordo
com a figura 69.
Figura 68 – Metodologia 4lean [11] Figura 69 – Metodologia para dimensionamento da estante
48
4.14.2 OP50/OP310/OP850
As estantes para estas estações são bastante semelhantes entre si. Todas têm três níveis de
stock e um de para devolução de caixas vazias, dispostos em escada, com cerca de 0,5 m de
largura e 1,1 m de comprimento, sendo utilizadas em cada nível uma caixa de 30x40 cm ou duas
de 30x20 cm. De salientar, que a estante da OP310 tem o nível inferior mais alto que as restantes,
pois nesse nível está destinado utilizar-se uma caixa com 28 cm de altura em vez de 14 cm,
como nos restantes níveis.
Figura 72 – Projeto da estante gravítica da OP50
Figura 71 – Projeto da estante
gravítica da OP300/310
Figura 70 – Projeto da estante gravítica da OP850
Figura 73 – Estante gravítica da OP300/310
49
4.14.3 OP100
Esta estante era a maior da linha, contendo 9 referências diferentes e tendo uma dimensão total
de 1,955x1,350 m. A secção principal da estante, no nível inferior, continha três alvéolos para a
colocação de três carros, um de cada referência. No nível superior tinha capacidade para três
referências, em caixas com 40 cm de lado. O último nível destina-se à devolução de caixas
vazias.
A secção secundária, tinha uma configuração em escada, com três níveis de stock, com
capacidade para caixas com 40 cm de lado.
Figura 74 – Projeto da estante gravítica da OP100
Figura 75 – Estante gravítica da OP100
50
4.14.4 OP450
Na OP450, por constrangimentos operacionais e de espaço, decidiu-se dividir a estante em duas,
a A e a B.
Na OP450A, foi dimensionada uma estante para três referências, dispostas em dois níveis de
stock, com um nível superior para devolução de caixas vazias. Esta estante tem uma disposição
em L, com uma dimensão de 1,455 x 0,735 m.
Na OP450B, foi dimensionada uma estante para quatro referências, dispostas em dois níveis de
stock, com um nível superior para devolução de caixas vazias. Esta estante tem uma disposição
em L, com uma dimensão de 1,655 x 1,140 m. Esta estante também tinha a particularidade de
ter um suporte para uma operação de pré-montagem.
Em ambas as estantes, no primeiro nível é mais comprido que os restantes, pois os operadores
iram consumir os componentes directamente da estante, ficando esta adjacente à linha.
Figura 76 – Projeto da estante gravítica da OP450A
Figura 77 – Projeto da estante gravítica da OP450B
51
4.15 Definição do layout do bordo de linha
4.15.1 OP50
A definição do layout nesta estação era particularmente complexa. Era necessário colocar no
bordo de linha carros de duas referências, assim como o carro de sequenciação de chassis, cujo
a dimensão era elevada, e ainda uma estante gravítica. Não existia uma maneira obvia de colocar
tudo isto no bordo de linha, de forma a garantir que os componentes ficavam o mais próximo
possível do operador, que existia um corredor para devolução dos carros vazios e um fácil
abastecimento dos carros cheios. Assim foram criadas quatro versões de possíveis layouts,
apresentados em seguida.
Versão 1 – A primeira versão considerada foi a que se encontra na figura 78. Neste layout os
carros ficariam nas costas do operador e a estante gravítica ao seu lado. O layout comtempla
ainda um corredor para devolução dos carros vazios.
Um aspeto ainda a ter em conta é bom fluxo que este layout apresenta, sendo que as distâncias
e as manipulações que o operador tem que realizar, para retirar os carros vazios da sua posição
de consumo, e colocá-los na posição de vazios são reduzidas.
Figura 78 – Layout OP50 versão 1
52
Versão 2 - A segunda versão considerada foi a que se encontra na figura 79. Neste layout dois
dos carros ficariam atrás do operador, juntamente com a estante gravítica, enquanto que os
chassis ficariam ao lado. Esta versão também apresenta um bom fluxo, sendo as distâncias e
manipulações reduzidas.
No entanto, o facto de os chassis, que é um componente com um mix de 100%, ficarem mais
distantes, iria obrigar o operador a deslocar-se mais, perdendo mais tempo.
Versão 3 - A terceira versão considerada foi a que se encontra na figura 80. Neste layout os
chassis ficariam atrás do operador e os restantes componentes ao seu lado. No entanto do ponto
de vista do fluxo, não é tão bom como os anteriores. Do ponto de vista do operador da linha, não
há qualquer problema no que diz respeito à devolução dos carros vazios, mas do ponto de vista
de abastecimento aos carros e à estante, é complicado de abastecer pois ficam juntos a outra
estação de montagem e o seu abastecimento pode interferir com o trabalho do operador dessa
outra estação.
Figura 79- Layout OP50 versão 2
53
Versão 4 - A quarta versão considerada foi a que se encontra na figura 81. Neste layout dois dos
carros ficariam atrás do operador, a estante ao seu lado e os chassis simultaneamente ao lado
e atrás. Do ponto de vista do fluxo, este layout é fraco, pois apresenta vários problemas,
nomeadamente do ponto de vista da devolução dos carros vazios, não existindo uma zona obvia
para o fazer, mas também do ponto de vista do abastecimento. Um outro problema com este
layout era a distância que o operador teria que percorrer para ir buscar os chassis.
Figura 80 - Layout OP50 versão 3
Figura 81 - Layout OP50 versão 4
54
Para verificar qual das versões seria a melhor, foi efetuado um estudo para verificar quanto o
operador iria mover-se por hora. Para tal, foram medidas as distâncias entre os carros e o ponto
de consumo, tendo em conta o mix dos componentes, para saber quantas vezes por hora o
operador iria buscar cada componente. Os resultados encontram-se no gráfico em baixo:
Com base nos resultados, podemos verificar que a versão 1 é a melhor, pois é aquela em que o
operador percorre menor distância, ou seja, é aquela em que ele perde menos tempo em
deslocações. Foi esta a versão escolhida, não só porque é a que tem a menor distância
percorrida, mas também porque cumpre todos os requisitos e é a que tem melhor fluxo.
4.15.2 OP100
Na OP100 o único elemento que era necessário colocar no bordo de linha, era a estante gravítica.
Assim, não havia muitas possibilidades de layout. Ou colocávamos a estante ao lado do operador
ou nas costas. Colocá-la ao lado do operador era inviável, pois de um lado havia uma mesa de
pré-montagem e no outro havia material da estação adjacente, o que iria dificultar ou mesmo
impossibilitar o abastecimento da estante. Logo a única possibilidade viável era colocá-la nas
costas do operador.
0
50
100
150
200
250
300
Met
ros
po
r h
ora
Versão 1 Versão 2 Versão 3 Versão 4
Figura 82 – Metros percorridos por hora para cada versão
55
4.15.3 OP300/310
Nestas duas estações tinham que ser colocados 6 carros diferentes e uma estante gravítica.
Novamente a única solução viável era colocar os carros e a estante gravítica nas costas dos
operadores. Neste caso a estante gravítica era comum às duas estações, logo ficaria colocada
entre as duas estações. No caso dos carros, ficariam ao lado uns dos outros, tendo um corredor
vazio no meio para devolução dos carros vazios. De modo a reduzir as deslocações os carros
com maior consumo seriam colocados nas posições mais perto do operador.
Figura 83 - Layout OP100
Figura 84 - Layout OP300/310
56
4.15.4 OP450
O layout para esta estação já estava definido à partida, dado a solução de abastecimento
encontrada. Como mencionado anteriormente, o abastecimento a esta estação era complicado
dado o número de componentes a abastecer e o pouco espaço disponível. Colocar uma estante
gravítica com todos os componentes era impossível em termos de espaço. Assim colocaram-se
parte dos componentes a serem a abastecidos através do tabuleiro, mencionado anteriormente
na figura 67, e os restantes componentes divididos por duas estantes gravíticas, de forma a
maximizar o espaço disponível.
4.15.5 OP850
Na OP850 tínhamos uma situação semelhante à da OP100. Apenas havia uma estante gravítica
a colocar no bordo de linha. Assim, tínhamos duas opções, ou colocar a estante nas costas do
operador (figura 86) ou ao seu lado (figura 87). A solução adotada foi a segunda pois era
ergonomicamente melhor para o operador, já que teria as peças ao seu lado e não teria que se
virar para trás.
Figura 85 - Layout OP450
57
Figura 87 - Layout OP850 versão 1 Figura 86 - Layout OP850 versão 2
58
5. Impacto das Soluções Desenvolvidas
Este capitulo apresenta os impactos das soluções desenvolvidas anteriormente.
5.1 5S e gestão visual
O primeiro impacto das soluções desenvolvidas é visual. As alterações implementadas tiveram
um grande impacto nos 5S, melhorando a organização e ordenação na fabrica. Começando pelo
bordo de linha, que como foi possível perceber pelos layouts apresentados no capitulo anterior,
está agora mais organizado e ordenado, com posições fixas para os componentes e marcações
claras de onde deve estar cada componente (figura 88), contribuindo para um ambiente
visualmente mais apelativo, para além dos benefícios operacionais.
No supermercado, também se verifica uma melhoria relativamente aos padrões da empresa, na
organização e ordenação dos materiais, com marcações e identificações claras de onde tudo
deve estar, como mostra a figura 89.
Figura 88 – Carros no bordo de linha
Figura 89 - Carros dedicados na sua posição
59
No que diz respeito a identificações de material, foram criadas novas etiquetas padrão (figura
90), com toda informação necessária e uma faixa de cor, correspondente ao modelo a que se
destina a peça, para uma gestão visual mais fácil. Estas etiquetas irão o ser adotadas por toda
a fábrica.
5.2 Redução dos desperdícios (Mudas)
Este projeto visava, entre outras coisas, a eliminação dos desperdícios. Pretendia sobretudo
eliminar ou reduzir, três desperdícios:
• Deslocações dos operadores de linha;
• Tarefas frequênciais dos operadores de linha relacionadas com o abastecimento;
• Transportes de material para o bordo de linha.
Com a implementação do novo sistema de abastecimento e dos novos layouts do bordo de linha,
as deslocações dos operadores da linha foram reduzidas, em média, para um terço do valor
inicial, contribuindo para uma redução do tempo perdido em deslocações e consequentemente
uma redução do tempo despendido em tarefas de valor não acrescentado. Para alem disso, a
redução das deslocações, também contribui para uma redução do desgaste do operador e uma
melhoria da performance.
Em relação às tarefas frequênciais relacionadas com o abastecimento, como fechar contentores,
retirar inlets ou cartão e ir buscar peças necessárias, foram completamente eliminadas.
Agora os componentes chegam ao operador, prontos a utilizar, tendo apenas o operador que
colocar o carro ou caixa vazia, na posição de devolução quando necessário. Assim é eliminado
tempo perdido numa tarefa de valor não acrescentado.
Figura 90 - Etiquetas padrão
60
No que diz respeito aos transportes de material, como explicado anteriormente, com a utilização
de um mizusumashi, o transporte fica bastante mais eficiente, pois é possível levar várias
referências de uma só vez, enquanto que o empilhador só leva uma de cada vez, tendo que
efetuar várias viagens, para fornecer diferentes componentes, dependendo mais tempo e
combustível.
5.3 Outras melhorias
Para além das melhorias já mencionadas este sistema de abastecimento, permitiu melhorar o
fluxo de materiais entre a receção dos materiais e o abastecimento à linha, o FIFO e o WIP.
5.4 Impacto na linha
Como analisado no diagnóstico, os operadores perdiam muito tempo em deslocações e tarefas
frequênciais. Agora que esses desperdícios foram reduzidos, pode-se reanalisar a linha para ver
as melhorias. Na figura em baixo, são apresentados os tempos em percentagens relativamente
ao tempo de ciclo, para cada estação de montagem.
Como podemos observar na figura 91, com a redução das deslocações e tarefas frequênciais, o
tempo de ciclo para cada estação baixou. Podia pensar-se que assim poderíamos baixar o tempo
de ciclo da linha e consequentemente aumentar a cadência, mas isso não é possível nem faz
Figura 91 - Percentagem dos tempos por estação de montagem após implementação do projeto
61
sentindo. Não é possível porque o bottleneck da linha não é nenhuma das estações
mencionadas, mas sim uma estação automática e como a linha trabalha em JIT, o takt time da
linha está anexado, ao takt time do cliente, logo não faz sentido reduzir o tempo de ciclo.
O que se ganha com esta melhoria é uma redução da variabilidade na linha, com a redução das
tarefas frequênciais, e flexibilidade.
5.5 Rebalanceamento da linha
Apesar de termos reduzido a variabilidade e aumentado a flexibilidade na linha, podemos ir mais
longe. Com a redução do tempo de ciclo, os operadores passam bastante tem à espera do tempo
de ciclo, o que é um desperdício. A solução passa por rebalancear a linha, de modo a que o
tempo de ciclo de cada estação seja o mais próximo possível do tempo de ciclo da linha. Para
fazer isso teríamos de eliminar estações de montagem, e consequentemente operadores,
dividindo as operações efetuadas nessas estações pelas restantes, respeitando sempre as
precedências.
Olhando para a figura 91, a OP50 é a estação que apresenta o menor tempo de ciclo. Assim é,
teoricamente, a mais fácil de eliminar e sendo a primeira, não tem precedências. Analisando a
OP50, verifica-se que cerca de 2/3 do tempo da operação, é gasto a ir buscar o chassis e a
coloca-lo na linha. Ora isto é uma operação sem valor acrescentado, que pode ser feita por um
robot. Robot esse que nem seria preciso comprar, pois poderia adaptar-se o robot da OP900 (ao
lado da OP50) para fazer esse trabalho. O restante trabalho da OP50 poderia passar, na
totalidade, para a OP100, eliminando assim OP50.
Com esta solução, apenas a OP100 aumentou o seu tempo de ciclo, ficando as restantes iguais.
Por isso poderíamos eliminar mais uma estação. A OP450 é a que tem menor tempo de ciclo
das restantes, no entanto por questões de processo, seria complicado eliminá-la. Então a opção
seguinte seria eliminar a OP310, distribuindo o trabalho pela OP300, OP400 e OP450. Nesta
estação eram montados 2 componentes, num total de 5 tarefas de montagem. As primeiras 2
tarefas de montagem, correspondentes a 40 % do tempo de ciclo da estação, foram alocadas à
OP300, 1 tarefa, correspondentes a 13 % do tempo de ciclo da estação foram alocadas à OP400
e as restantes à OP450. Neste balanceamento foi sempre tido em conta as precedências, assim
como incompatibilidades resultantes do próprio processo. Assim ficaríamos com o seguinte
balanceamento:
62
Figura 92 - Percentagem dos tempos por estação de montagem após rebalanceamento
Como podemos observar, com esta solução ficaríamos com os tempos de ciclo mais perto do
tempo de ciclo da linha, melhorando a eficiência de linha para 93,7 % e reduzindo dois
operadores à linha.
63
6. Conclusão
Este trabalho tinha como objetivo a aplicação dos conceitos Lean Manufacturing, para melhoria
da linha do eixo traseiro, através da criação de um novo sistema de abastecimento.
O primeiro passo foi efetuar um diagnóstico à linha, com o objetivo de conhecer o processo e
perceber onde estavam as oportunidades de melhoria. Das observações preliminares tiraram-se
as seguintes conclusões:
• Bordo de linha muito cheio e desorganizado;
• Componentes muito distantes do operador;
• Alguns componentes são abastecidos à linha pelo próprio operador;
• Maioria dos componentes colocados no bordo de linha nos contentores de transporte;
• Inexistência de um abastecimento à linha eficiente, sendo este abastecimento feito por
um empilhador por via de comunicação oral.
Após uma análise mais profunda, percebeu-se que os operadores gastavam muito tempo em
atividades de valor não acrescentado, como deslocações e tarefas frequênciais. Em última
analise isto devia-se à inexistência de um sistema de abastecimento adequado, por isso decidiu-
se criar um.
Assim o passo seguinte foi dimensionar o sistema de abastecimento. Para tal começou-se por
fazer um levantamento logístico, de modo a identificar todos os componentes que teriam que ser
abastecidos à linha e onde teriam que ser abastecidos. Em seguida definiu-se o ciclo do
mizusumachi, a partir das necessidades de abastecimento do componente que seria o bottleneck
do sistema.
Para abastecer a linha teve que se definir se iriamos utilizar um sistema kanban ou junjo. O
sistema kanban baseia-se na circulação de etiquetas, que indicam o que é necessário repor. No
sistema junjo, os componentes são fornecidos à linha em sequência.
Foi necessário escolher como íamos transportar cada componente, se em caixas ou em carros,
e a quantidade de cada componente que iriamos necessitar de ter no bordo de linha.
Após efetuado tudo isto, concebeu-se o supermercado, tendo este uma zona para picking de
carros dedicados e outra para caixas. As caixas estão armazenadas numa estante gravítica,
sendo que na parte superior e traseira, tem o stock dos componentes a fornecer. Nesta estante
estão armazenados os componentes do eixo traseiro, de três processos satélite, assim como as
porcas e parafusos de três linhas.
Foram criados carros dedicados para fornecer os componentes, que por diversas razões não
poderiam ser transportados em caixas, assim como estantes gravíticas para colocar as caixas
no bordo de linha.
64
Para acomodar todas estas alterações, foi redesenhado todo o layout do bordo de linha.
Finalmente, foram analisados os impactos do sistema criado no processo. Desta analise resultou
que existiu uma melhoria evidente nos 5S, na redução das deslocações dos operadores para um
terço dos valores originais, assim como uma eliminação das tarefas frequênciais devido ao
abastecimento. Devido a estas melhoria é possível fazer um rebalanceamento da linha retirando
dois operadores, melhorando a eficiência e reduzindo os custos.
7. Trabalho Futuro
Um projeto na área lean nunca está concluído, pois está sempre em melhoria continua. Com
este trabalho foi dando um primeiro passo, mas irão existir sempre coisas a afinar e a aperfeiçoar,
de modo a tornar o processo mais robusto e a melhorar o mesmo.
Uma das potencias melhorias identificadas ainda na fase de projeto, tem a ver com as
embalagens em que são recebidos os componentes dos fornecedores. Alguns componentes
(poucos), são recebidos dos fornecedores já em caixas KLT. Ora isso é o ideal para o nosso
sistema de abastecimento, pois nesses casos o operador não tem que encher caixas, apenas
tem que colocar a etiqueta kanban nas caixas e colocá-las na estante gravítica. O objetivo é
conseguir com que cada vez mais componentes sejam fornecidos desta forma.
8. Referências
[1] J. P. Womack, D. T. Jones e D. Roos, The Machine that Changed the World, Simon and
Schuster, 1990.
[2] J. P. Womack e D. T. Jones, Lean Thinking, Free Press, 2003.
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65
[6] R. B. Chase, N. J. Aquilano e F. R. Jacobs, Prodution and Operations Management,
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[11] Catálogo 4Lean Vol. III.
[12] D. P. Jorge, “Desenvolvimento de Soluções Lean Manufacturing Aplicadas num Sistema
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[13] M. S. Barroso, “Aplicação dos princípios de Lean Manufacturing a uma empresa da indústria
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[14] T. L. P. Nero, “COSM – Mapeamento do Fluxo de Troca de ferramenta: uma proposta de
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[15] M. Rother e J. Shook, Learning to see - value stream mapping to add value and eliminate
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[16] E. Henriques e P. Peças, Gestão da Produção, 2008-2009.
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http://www.dexion.com/Special-Solutions/Automotive/Automotive-References/Volvo-PV-
Sweden/. [Acedido em 03 09 2017].
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content/uploads/2017/01/carton-flow-rack3.jpg. [Acedido em 01 09 2017].
66
Anexo A – Layout da Linha
67
Anexo B – Layout do supermercado
820
680
B
A
600
95 205 205 165
150 1
50
65
DETAIL BSCALE 1 : 2
5
DETAIL ASCALE 1 : 2
Nota: Tubo 30x30 mm
CARRO CUBOS
SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only
610
210 175 175
150 1
50
230
690
940 A
B
5
DETAIL ASCALE 1 : 2
60
DETAIL BSCALE 1 : 2
Nota: Tubo 30X30 mm
CARRO PINÇAS
SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only
690
855
A
B
660
150
150
135 200 200 170
8
DETAIL ASCALE 1 : 2
5
DETAIL BSCALE 1 : 2
Nota: Tubo 30x30 mm
CARROS DISCOS
SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only
795
600
20
25
225
15
15
187
,50
100
BASE DISCOS
Nota: Chapa Aço 5 mm
SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only
600
27,
50
220
10
795
105
190
20 22,50
BASE DISCOS POM
Nota: Chapa POM 3 mm
SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only
890
14 15
16
550
6
1718
20
495
605
A
1
2
34
21
28,
10
DETAIL ASCALE 1 : 2
Carro Barras 276
SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only
990
1
14
15 16
580
5
17
19
20
595
495
A
2
3
4
21
28,
10
DETAIL ASCALE 1 : 2
Carro Barras 428
SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only
500
3
00
300
3
00
100
400
2
77,5
7
77,5
1015
835
655
150
0
300
3
00
500
320
OP50
SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only
425 435 435 435
100
0 1
00
127
0
300
5
50
300
1395
100
300
1
00
570
3
00
300
162
0
1260
1060
860
OP100
SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only
520
4
00
700
1060
860
660
162
0
500
1
00
400
2
50
350
OP300-310
SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only
620
710 610
450
5
00
157
0
425
645
600
4
50
500
100
OP450A
SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only
157
0,00
600
4
50
500
580 425
530
100
810 710
620
4
50
500
OP450B
SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only
445
162
0
500
3
00
300
5
00
100
520
3
00
800
1000
800
600
300
OP850
SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only
