implementação da metodologia smed: um estudo de caso em uma ...

IMPLEMENTAÇÃO DA METODOLOGIA

SMED: UM ESTUDO DE CASO EM UMA

CÉLULA DE PRODUÇÃO DO RAMO

AUTOMOBILÍSTICO

Raoni Palomino (uniara )

[email protected]

Andre Vicente Ricco Lucato (uniara )

[email protected]

Este artigo aborda a implementação da metodologia denominada

SMED (Single Minute Exchange of Die) também conhecida como

Troca rápida de Ferramentas (TRF), criada por Shigeo Shingo na

década de 50, com o objetivo de reduzir o tempo de setup em uma

célula de produção do ramo automobilístico. A implementação dessa

metodologia criada dentro do pensamento do sistema Just in Time,

enfatiza separação e a transferência de atividades do setup interno

para o setup externo, obtendo assim uma redução do tempo de

preparação das máquinas. Essa redução do tempo gasto com a

preparação das máquinas permite que a empresa gere uma estratégia

de produção de pequenos lotes , desta forma, agregando valor na

qualidade do produto e no tempo de espera, eliminando o estoque

excessivo gerado por superprodução e proporciona uma maior

flexibilidade da produção. O estudo de caso foi realizado em uma

célula de produção que fábrica platôs para embreagens. A principal

constatação é que através da implementação do SMED a célula de

produção obteve uma redução de 65% no tempo de setup.

Palavras-chave: SMED, Troca Rápida de Ferramentas, setup

XXXVI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCÃO Contribuições da Engenharia de Produção para Melhores Práticas de Gestão e Modernização do Brasil

João Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016.


João_Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016. .

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1. Introdução

Devido a grande concorrência entre as indústrias é inevitável a redução de custos para

permanecer de forma competitiva no mercado, sendo que estas reduções implicam em ganhos

consideráveis no processo produtivo. Devido a isso ferramentas de melhoria continua tem

papel crucial neste contexto.

“Desta forma o Sistema Toyota de Produção (STP) quebrou paradigmas quando da busca

pela excelência operacional. Antes disso, os sistemas produtivos eram suportados pela lógica

da produção em massa, seguindo a lógica Fordista de Produção” (PARABONI e OLIVEIRA,

2011, p.2).

O sistema Toyota de produção segue o principio da manufatura enxuta, ou seja, a eliminação

de desperdícios e otimização da produção nas organizações. Desta forma, desenvolveram-se

ferramentas com o intuito de eliminar/reduzir os desperdícios, durante o fluxo da produção. O

principal objetivo é aumentar a produtividade e obter melhores resultados operacionais e, por

consequência, aumentar o desempenho econômico-financeiro da empresa (PARABONI e

OLIVEIRA, 2011).

De acordo com Calhado et al (2015) a metodologia de Troca Rápida de Ferramentas (TRF)

foi originalmente denominada Single Minute Exchange of Die (SMED) e visa a redução do

tempo de troca de ferramentas para um tempo inferior a dez minutos. Este modelo tornou-se

um símbolo de ferramenta enxuta.

Este método (SMED), foi proposto por Shigeo Shingo, que se tornou uma técnica muito

empregada entre empresas (CALHADO ET AL, 2015).

O presente estudo tem como objetivo a implementação da ferramenta SMED para a redução

do tempo de setup em uma célula de produção de empresa do ramo automobilismo. Será

realizado um estudo de caso, bem como as análises do desempenho , método utilizado e

apresentação dos resultados, com a finalidade de promover o aumento da produção, reduzindo

custos, aumento de produtividade, além disso, também com o intuito de agregar know-how

para posteriores aplicações deste método abordado.



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2. Referencial teórico

2.1. Sistemas Toyota de produção

O sistema Toyota de produção (STP) vem se demonstrando uma poderosa ferramenta de

melhoria contínua. Este sistema de produção proporciona um rápido tempo de resposta para

as empresas, devido as constantes oscilações e mudanças de demandas do mercado

competitivo, trazendo maior flexibilidade, menor custo , maior qualidade admitindo também

cenário propicio para inovação tecnológica. Desta forma, o sistema Toyota de produção deve

ser observado como benchmarking fundamental no campo da engenharia de produção

(SHIGEO, 1996).

Este sistema compreende uma estrutura básica de trabalho conforme figuras 1 e 2:

Figura 1 – Estrutura do sistema Toyota de Produção

Fonte: Adaptado de CRW Consultoria e Treinamento Empresarial

Figura 2 – Os oito desperdícios



4

Fonte: Adaptado de CRW Consultoria e Treinamento Empresarial

2.2. Single Minute Exchange of Die (SMED)

O SMED é uma técnica que visa realizar a troca de ferramenta (set up) em apenas um dígito

de minuto, ou seja, até 09h59min. Em outros termos, busca-se identificar e eliminar os

desperdícios de tempo (ETI, OGAJI, PROBERT, 2004).

Segundo Shingo (1996), o conceito de Troca Rápida de Ferramenta representa a mínima

quantidade de tempo necessário para mudar de um tipo de atividade a outro, considerando a

última peça em conformidade fabricada em um lote anterior até a primeira peça em

conformidade produzida no lote seguinte.

Os principais benefícios da aplicação do SMED estão indicados na tabela 1

Tabela 1 – Benefícios da aplicação Smed

Fonte: Resultados esperados com a aplicação do SMED, com base em dados (Shingo, 1985)



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Segundo Shingo (2000) o SMED apresenta 4 estágios básicos para sua aplicação deu estão

descritos a seguir:

Estágio inicial: as condições de setup interno e externo não se distinguem;

Neste estágio preliminar, não é feita nenhuma distinção entre setups internos e externos.

Muitas ações que poderiam ser realizadas como setup externo, como a procura de ferramentas

ou manutenção da matriz são, em vez disso, executadas enquanto a máquina está parada. Isso

aumenta desnecessariamente o tempo de preparação.

Estagio 1: Separando setup interno e externo; Este estágio mais importante na implementação da TRF. Ele implica a separação das

operações de setup interno e externo.

Estágio 2: Convertendo setup interno e externo;

Analise a operação de setup atual para determinar se alguma das atividades consideradas.

setup interno podem ser convertidas em setup externo;

Estágio 3: Racionalizando todos os aspectos da operação de setup.

Examine as operações de setup interno e externo para observar eventuais oportunidades

adicionais de melhoria.

2.3 Overall Equipament Effectivences (OEE)

Constantemente há uma busca das empresas para se adequarem aos novos padrões de

concorrência, bem como as exigências do mercado competitivo, a partir disto manter e

monitorar a eficiências das maquinas e equipamentos é um fator crucial para o sucesso das

empresas, desta forma o emprego de ferramentas para o atingimento destas metas se torna

cada vez mais presente, o OEE é amplamente utilizado para melhorar o desempenho das

máquinas e equipamentos consequentemente contribuindo para os demais indicadores das

empresas (LIMA, ZARATIN,2014).

Na visão de Neto et al (2015) a eficiência global dos equipamentos cuja sigla OEE é um

método usado para medições da eficiência dos equipamentos de uma fábrica, com isso é

possível entender como está o desempenho da área e identificar qual é a máxima eficiência

possível de cada equipamento.

O OEE é uma ferramenta poderosa para o aumento do desempenho, da qualidade e para um

eficaz monitoramento.



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Na figura 3 é possível entender de forma breve os direcionadores da ferramenta.

Figura 3 – exemplo OEE

Fonte: Adaptado de Ant smart Production

2.4 JUST TIME (JIT)

O sistema JIT pode ser definido como um sistema de manufatura cujo objetivo é melhorar os

processos de forma continua com a redução de desperdícios. Os desperdícios podem ser

divididos em: desperdício de superprodução, desperdício de material esperando no processo,

de transporte, de processamento, de movimento nas operações, de produzir produtos

defeituosos e desperdício de estoque (CORRÊA e GIANESI, 1996).

Segundo Shingo (1985) para a correta implementação do Just time o método utilizado é fator

crucial para o sucesso das aplicações.

“eu acredito firmemente que o sistema SMED é o método mais efetivo

para implementar a produção “Just-In-Time” (Shingo, 1985, p. 7). Na

verdade a Troca Rápida de Ferramentas é um elemento central dentro

do contexto dos Sistemas de Produção com Estoque-Zero.

O Just in time fornece diversas melhorias para o negócio, estas melhorias/ganhos podem ser

compreendidos abaixo:

Figura 4 – Just- in-time



7

Fonte: Adaptado de Business Coach

3. Metodologia

Será abordada a metodologia utilizada no estudo de caso para a implementação do SMED em

uma célula de produção do ramo automobilístico. O foco do estudo de caso será a célula da

montagem do platô para embreagem.

O estudo se concentrou no acompanhamento do processo, mapeamento do estado atual bem

como análise de rede de precedência das atividades. Para realização desse estudo, foi criada

uma equipe multifuncional formada por engenheiros, coordenadores, analistas de processo,

melhoria continua e operadores de produção.

Após realizações de brainstormings com a equipe houve consenso no direcionamento para uso

da metodologia SMED composto de estágios para aplicação. Considerando também todas as

técnicas anteriormente abordadas, ou seja melhoria continua, OEE e Just time que foram os

pilares para a sustentação da aplicação do método em questão e sucesso do trabalho.

A partir da figura 5, percebe-se que há dois níveis distintos no SMED, que são os estágios

conceituais e as técnicas correspondentes aos estágios conceituais. A metodologia é realizada

seguindo os seguintes estágios:

Figura 5-: Estágios conceituais e técnicas associadas a TRF



8

- Fonte: SHINGO, 2000

Para este estudo foram utizados estes estágios conforme metodologia SMED e que serão

explanados passo a passo a baixo :

Estágio preliminar: setup interno e externo não se distingue;

O estágio preliminar oferece apenas os parâmetros de tempo inicial das atividades realizadas

no setup. Para obter os tempos das atividades, Shingo (1985) indica a possibilidade do uso do

cronômetro, do estudo do método, de entrevista com operadores ou da análise da filmagem da

operação. O autor também indica que "[...] observações e discussões informais com os

trabalhadores geralmente são suficientes." (SHINGO, 1985).

Estágio preliminar: setup interno e externo não se distingue: interno (tempo de preparação

interno), tais como a montagem ou remoção das matrizes, que podem ser realizadas somente

quando a máquina estiver parada. E externo (tempo de preparação externo), tais como o

transporte das matrizes já utilizadas para o almoxarifado ou o transporte das novas para a

máquina, operações que podem ser realizadas com a máquina em funcionamento.



9

Estágio 1: separando setup interno e externo;

Esta fase corresponde à organização das atividades, classificando-as e separando-as como

setup interno, aquelas realizadas com a máquina parada e setup externo como sendo

atividades realizadas com a máquina em funcionamento, é o passo mais importante na

implantação do SMED. Todos concordam que atividades como a preparação de componentes,

a manutenção e assim por diante, não devem ser realizadas quando a máquina estiver parada.

Não obstante, é espantosa a frequência com que isto ocorre.

A respeito disso, Shingo comentava:

"[...] se for feito um esforço científico para realizar o máximo possível da operação de setup

como setup externo, então, o tempo necessário para o interno pode ser reduzido de 30 a 50%.

Controlar a separação entre setup interno e externo é o passaporte para atingir os resultados do

SMED." (SHINGO, 1985).

Estágio 2: conversão do setup interno em setup externo;

A redução de tempo do setup interno promovida pelo estágio 1 ainda não é suficiente para

atingir a meta de tempo proposta pelo SMED. O segundo estágio - converter setup interno em

setup externo-envolve duas noções muito importantes: reexaminar as operações para verificar

se algum passo foi erroneamente dado como interno.Encontrar meios para converter estes

passos para setup externo.

Alguns exemplos incluem o preaquecimento de elementos que, anteriormente, eram

aquecidos após o inicio do setup, e a conversão da centragem em um elemento externo,

realizando-a antes do início da produção.

Estágio 3: melhoria sistemática de cada operação básica do setup interno e externo

O nome escolhido por Shingo (1985) para intitular este estágio não é muito fácil de traduzir.

No original em inglês está nomeado como "streamlining all aspects of the setup operation" e a

tradução para o português do seu livro ficou como "racionalizando todos os aspectos do

setup" (SHINGO, 2000). Dentro do contexto da metodologia, a palavra racionalização não é a

mais adequada, pois pode induzir a considerar esta fase como fixação de métodos ou

procedimentos.



10

Estágio 3 pode-se entender como a melhoria sistemática de cada operação básica do setup

interno e externo. Embora a faixa abaixo de 10 minutos possa ser atingida, ocasionalmente,

pela conversão de setup interno para externo, isto não é verdade para a maioria dos casos.

A busca do single-minute (dígito único) pode não ser alcançada nos estágios anteriores, sendo

necessária a melhoria contínua de cada elemento, tanto do setup interno como externo. Shingo

(1985) estabelece, portanto, técnicas tanto para o setup externo como para o interno, que

seguem na tabela 2.

Tabela 2 - Estágios Conceituais do SMED e as técnicas

Fonte: SHINGO 1985

4. RESULTADOS

4.1 Características da célula estudada



11

O processo produtivo citado neste estudo de caso foi realizado em uma célula de manufatura,

que produz platô de embreagem, onde esta célula é composta por varias sub operações,

conforme figura 7.

Figura 7 – Layout célula de produção

Fonte: Empresa estudada

4.2 Indicadores da célula

Nos últimos três meses foi avaliado que a performance diária da célula não apresentou um

resultado projetado para mesma, evidenciando através dos indicadores muitas oportunidades

de melhoria, bem como alto tempo de setup na célula e baixa eficiência produtiva,

impactando diretamente no atendimento a demanda.



12

A célula apresentou indicadores:

- Média produzida = 2725 peças/dia;

- 12 Operadores por turno;

- Produtividade: 11,90;

- Atendimento: 99%.

Foi identificado através de indicadores que nesta célula, o gasto médio com tempo de setup

era de exatamente 22 horas por mês, gerando uma média de setup de 50 min por setup,

considerando a demanda e a programação da célula, com isto gerando um desperdício grande

de tempo. Devido um alto tempo na realização do SETUP e o aumento da demanda,

necessitava-se aumentar o volume de peças produzidas na célula devido a isto a gestão optou

por realizar o evento de SMED na célula.

Para realizar este evento, os responsáveis de melhoria contínua ministraram para a equipe um

treinamento básico da metodologia SMED, apresentado a todos os convocados um

treinamento sobre a metodologia, explicando qual a importância da metodologia SMED, quais

são os seus objetivos e uma agenda de como seria a implementação da ferramenta na célula de

manufatura durante aquela semana que seria realizado o evento.

4.3 Aplicação SMED

4.3.1. Etapa preliminar: setups externos e internos não se distinguem

Cada membro da equipe era responsável por monitorar o setup que cada operador da célula

realizava, e ia anotando tudo o que o operador fazia passo a passo tanto na movimentação

como no setup da máquina, cronometrando todo o tempo tanto de máquina como de

preparação da atividade do operador, sua movimentação e também foi realizado filmagens

para melhor entendimento do setup e possíveis ideias de melhorias.

E assim executando a etapa preliminar da metodologia SMED, coletando as informações

através da realização atual do processo de troca de ferramentas da célula sem distinguir o que

é setup externo e interno, apenas mapeou-se a situação real e listando em cada operação o que

foi realizado pelos operadores na hora do setup naquele momento, conforme mostra a figura

8, para maior entendimento.

Figura 8– coleta de informações



13


Após listar manualmente as operações, inseriu se em tabelas de Excel as operações de cada

posto de trabalho e nestas tabelas foram inseridos todos os tempos cronometrados no

momento que foi acompanhado o setup da célula como veremos na tabela 4 a seguir:

Tabela 4– Tabela de mapeamento de operações e de atividades dos operadores



14


4.3.2. Estágio 1: separando setup interno e externo.

Iniciando-se o primeiro estágio a equipe se reuniu na sala após termino do setup e começou a

analisar os dados que foram coletados no chão de fábrica especificamente na célula, através

das folhas de cada um dos participantes que acompanhou individualmente cada operador na

hora que estava realizando o setup e começou a listar o que era realizado em cada operação e

já separando o que era feito como setup interno e o que era feito como setup externo em cada

posto de trabalho, assim definindo e inserindo nas tabelas de operações em cada linha da

tabela se aquele determinado movimento era externo ou interno, ou seja, realizado com a

máquina parada ou não, conforme mostra a tabela a seguir.

Tabela 5- Separando set up interno e externo



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Através destas tabelas gerou-se um gráfico que nos mostra o tempo do setup individuais da

célula e também o tempo total da célula parada naquele momento, como mostra o gráfico 1.



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Gráfico1-Tempo total de setup internos e externos


Com estes gráficos deu-se uma idéia real da situação do tempo de setup da forma que era

realizado o setup e percebeu-se que realmente o tempo de setup estava alto e existiam muitas

oportunidades de melhoria.

4.3.3. Estágio 2: convertendo setup interno em externo.

Após um período de análise, a equipe procurou enxergar nos passos e nas movimentações dos

colaboradores daquele setup estudado, o que poderia ser convertido de setup interno para

setup externo entre as operações que eram feitas nos postos de trabalho da célula, o que era

feito com a máquina parada e o que poderia ser feito ainda com a máquina trabalhando, e

através de um brainstorming surgiu-se varias ideias de melhoria em cada posto de trabalho,

como exemplo uma ferramenta que tinha que trocar pinos devidos ter alturas diferentes, teria



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que ser realizado com a máquina parada agora os pinos estarão fixos em cada ferramenta

separada, assim sempre que for trocar de ferramenta é só pegar os pinos que serão padrões e

colocar na outra ferramenta ainda com a máquina trabalhando, a seguir na tabela 4 mostram-

se algumas idéias propostas para tornar em setup externo algumas operações.

Tabela 4– Convertendo setup interno em externo

Fonte – Empresa estudada

4.3.4. Estágio 3: racionalizando todas as operações de setup

Nesta etapa a equipe identificou várias oportunidades de melhorias que estavam diretamente

ligadas a eliminar algumas operações diretas no setup, que geravam espera, ociosidade,

operações e movimentações que não eram necessárias e gerava muito desperdício de mão de

obra e tempo de máquina.

Procurou-se enxergar tudo que poderia ser eliminado no setup de operações e movimentações

que não agregavam valor nenhum ao setup e só dificultava o setup gerando um tempo maior,

alguns dos exemplos que foi identificado como ferramentais que ficavam longe da máquina

tinham que ser buscados longe da máquina ao realizar setup, chaves tinha uma em cada lugar,

não tinha padronização nas operações na hora de realizar o setup, ferramentas antigas que não



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eram mais utilizadas e ficavam misturadas com as que eram utilizadas na hora do setup, cada

colaborador realizava o setup da maneira que achava mais correto gerando movimentação

desnecessária, ajustes desnecessários que demoravam devido falta de melhorias nas

ferramentas e nas máquinas gerando erros na hora do ajuste.

5. Avaliando potenciais de melhorias para o set up

Foi feito uma avaliação de potencial de melhoria com pelos valores dos gráficos abaixo;

subtraindo o valor de tempo residual do gráfico 3 pelo tempo de setup interno do gráfico 2 e

com o valor obtido subtrai-se também o valor de atividades simplificadas do gráfico 3 ,ou seja

eliminando atividades que não agregam valor para o setup interno. Desta forma foi simulada

uma nova proposta de arranjo para um setup de 28 minutos de célula parada, obtendo-se uma

melhora em relação ao primeiro tempo de setup da célula que era de 54 minutos.

Segue gráficos 2, 3 e 4 para maior entendimento:

O gráfico abaixo nos mostra as tomadas de tempos dos setup internos e externos: dados foram

extraídos das tabelas acima.

Gráfico 2 - Atividades subdivididas: tempo setup interno e externo




19

No gráfico 3 as atividades de setup executadas no estudo, estão sub divididas em: tempo total

setup; tempo do setup externo;setup interno;tempo de atividades eliminadas , tempo de

atividades simplificadas e valor residual.

Gráfico 3 – Avaliação dos tempos de setup


Abaixo gráfico da nova proposta de tempo do setup:



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Gráfico 4 – Novo tempo de setup proposto


5.1. Plano de ação

Posteriormente foi traçado um plano de ação para execução das melhorias descritas no estágio

3. Abaixo são mostradas algumas dessas melhorias realizadas de maneira geral na célula:

- Modelo de organização das ferramentas utilizado no torno:



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Figura 10– Identificação e padronização de ferramentais do torno


- Layout de armários com ferramentais identificados

Figura 11– Etiquetagem de ferramentais



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- Ferramentas próximas da máquina e identificadas por cores:

Figura 12– Padronização de ferramentas


- Ferramental fixo, prato com bujões fixos: Modelo de setup externo pronto

Figura 14 - Travamento dos bujões para agilidade no setup externo



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-Substituindo parafusos por porcas borboletas: agilidade no setup Figura 16 – Porcas Borboletas


5.2. Cenário após melhorias implantadas

E após a conclusão do plano de ação das melhorias, foi feito uma nova tomada de tempo do

setup da célula. E consequentemente foi atingido um tempo significativo de 19 minutos de

setup da célula parada. Sendo assim obteve-se um ganho de 65% de setup em relação ao setup

inicial que era de 54 minutos.



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Abaixo o gráfico nos mostra o resultado da nova simulação e do ganho obtido:

Gráfico 5 - Simulação do ganho obtido


6. Conclusão

O trabalho em questão apresentou-se muito promissor, pois além dos resultados informados

trouxe contribuição acadêmica para futuros trabalhos e contribuição técnica para as indústrias.

O setup anterior da ferramenta era de 54 minutos e após este trabalho alcançou 19 minutos.

A aplicação da ferramenta SMED se mostrou muito eficaz, este resultado foi plausível, pois

trouxe retornos financeiros, produtividade, redução de tempo de setup e melhora significativa

na qualidade. É importante salientar que o estudo atingiu o seu objetivo proposto que tinha

como meta o atingimento de redução do setup em 49% no qual foi atingido 65% superando a

meta da necessidade da empresa.



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Os resultados são evidentes, devido a movimentação do dia a dia, não percebemos o quanto é

importante reduzir os desperdícios e a troca rápida de ferramentas é importante para se manter

competitivo e flexível nos dias de hoje.

A metodologia SMED, é uma ferramenta muito importante nos dias de hoje, pois assim

alinhada com as demais ferramentas abordadas como OEE , Sistema Toyota de Produção e

Just in time, capacitam as empresas na redução de custo, na flexibilidade, em entregas de

forma eficiente que agregue valor ao cliente final e também satisfação e confiança.

7. Referências Bibliográficas

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LIMA, E, C, O; ZARATIN, M, H. OEE: Utilizando conceitos para medir a Eficácia de uma equipe de

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SHINGO, Shigeo. O Sistema Toyota de Produção. Do ponto de vista da Engenharia de Produção. 2ªed.

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SHINGO, S. A Revolution in Manufacturing: The SMED System. Product Press. Cambrigde, MA, 1985.



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SHINGO, Shigeo. Sistema de Troca Rápida de Ferramenta. Uma Revolução nos Sistemas Produtivos. 1ªed.

Porto Alegre: Bookman, 2000.

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