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Mapeamento da cadeia de valor da Unidade Ford na

Schnellecke Logistics

Filipe Nuno Pereira da Costa Rei

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Mecânica

Orientadores: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peças

Profa. Elsa Maria Pires Henriques

Júri

Presidente: Prof. Rui Manuel dos Santos Baptista

Orientador: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peças

Vogal: Profa. Inês Esteves Ribeiro

Junho 2016

iii

Agradecimentos Com a elaboração deste trabalho, culmina a minha etapa académica e tenho a agradecer a todos os

que, direta ou indiretamente, me ajudaram a percorrê-la. Quero começar por expressar a minha

gratidão à Schnellecke por me ter proporcionado a oportunidade de desenvolver este trabalho nas

suas instalações. Em particular ao Bruno (Graça), ao Paulo (Potrica), ao Pedro (Araújo) e ao Orlando

por toda a informação e orientação que me proporcionaram no decorrer do estágio. Não posso deixar

de mencionar os operadores da Unidade Ford que diariamente me acompanharam e auxiliaram na

execução deste trabalho, obrigado ao Filipe, ao Hugo, ao João, ao Hélder, ao Nuno, ao Flávio, ao

Florival e ao Jacinto. Seria injusto não mencionar o apoio do Pedro (Gorrão), do Paulo (Castro), do

Gonçalo e do Pedro (Fernandes), as boas conversas com o Jorge e o Sérgio e a boa disposição que o

Élio, a Cátia, a Lénia, o Alexandre, o Bruno (Nobre) e o Daniel me proporcionaram diariamente também

no decorrer deste estágio.

Tenho ainda de reconhecer todo o apoio, boa disposição, disponibilidade e orientação imprescindível

que o professor Paulo Peças me proporcionou ao longo de todo este trabalho. Estou igualmente grato

pela orientação assertiva da professora Elsa Henriques, cujo vasto conhecimento nesta matéria me

auxiliou a sustentar com maior solidez o propósito deste trabalho. Ainda neste contexto académico,

tenho a agradecer ao Rato, ao Meyrelles e ao Rafael, pelos disparates que proporcionaram

diariamente boa disposição e ainda ao David, ao Igor, ao Pinto, à Raquel e ao João pela companhia e

histórias mirabolantes.

Finalmente tenho de agradecer à minha família e é a eles que quero dedicar este trabalho. Aos meus

avós pela preocupação e presença constantes, aos meus pais pelo apoio incondicional, sem o qual não

teria conseguido realizar os meus estudos e esta tese, e ao meu irmão pela companhia extremamente

prezada e imprescindível.

Obrigado à Catarina e à Emma, pela dedicação incondicional e por tudo.

iv

Resumo A indústria fabril é um dos sectores de negócio mais competitivos do mundo, competitividade esta que

tem vindo a crescer nas últimas décadas. A indústria automóvel, sendo a protagonista de maior peso

neste sector, é afamada pelos seus avanços pioneiros na gestão da produção e da qualidade. O sistema

de gestão Lean-Manufacturing surge, precisamente na indústria automóvel, como o estado da arte na

gestão da eficiência, visando reduzir custos operacionais enquanto garante altos níveis de qualidade.

6-Sigma, outro sistema de gestão, visa reduzir a variância dos processos assegurando níveis elevados

de qualidade. Quando combinados corretamente, estes dois sistemas complementam-se e trazem

uma enorme vantagem competitiva para as empresas que os adotam.

A Schnellecke Logistics é uma empresa que fornece serviços aos protagonistas da indústria automóvel.

O trabalho desenvolvido nesta tese, é baseado nesta conjuntura e propõe-se avaliar e melhorar o

sistema produtivo da Unidade Ford da Schnellecke em Palmela, Portugal. O principal objetivo deste

projeto era identificar as ineficiências (desperdícios) no fluxo produtivo e endereçar as situações mais

críticas: inventários com altos Lead-Times e estações com baixas performances. Para o efeito, a

metodologia subjacente à ferramenta Value Stream Mapping provou ser indispensável. No entanto,

apesar da sua grande versatilidade, faltava-lhe os meios para mapear multiprodutos com percursos

sobrepostos. Consequentemente, no decorrer do processo de mapeamento criou-se um método

alternativo, bastante proveitoso para o caso de estudo apresentado – Multiproduct Value Stream

Mapping (MP-VSM). No decorrer da fase de melhoria utilizaram-se variadas metodologias Lean e 6-

Sigma, nomeadamente: SMED, redução de variância de processos (DOE), redução dos lotes de

produção, Kaizen para redução de um tempo de ciclo e diversas alterações de layout para cortar

significativamente os tempos de movimento e de espera. Os resultados, conduziram a uma redução

significativa dos inventários (WIP) e dos tempos de produção, bem como um aumento do tempo

disponível para Setups, que pode ser usado para diminuir ainda mais os lotes de produção (e

consequentemente o WIP).

Palavras-Chave: Lean Manufacturing; 6-Sigma; TPS; Mapeamento da Cadeia de Valor de

Multiprodutos; JIT; SMED; Design Of Experiments

v

Abstract Manufacturing is among the most competitive business sectors worldwide, and such competitiveness

has been growing in the past few decades. The automotive industry, being the lead party within the

manufacturing sector, is known for its pioneer advances in production and quality management. Lean-

Manufacturing arises, precisely within the auto-industry, as the state of the art in efficiency

management, aiming to reduce operational costs while assuring high quality levels. 6-Sigma, an

alternate management system, aims at reducing variability of processes’ outputs granting increased

quality levels. When combined correctly, these two systems complement each other and bring great

competitive advantages to companies who adopt them.

Schnellecke Logistics is a company that provides services to major stakeholders in the auto-industry.

The work developed in this thesis, emerges within this context and aims at evaluating and improving

the productive system of Schnellecke’s Ford Unit, in Palmela, Portugal. The main scope of this project

was to identify inefficiencies (wastes) in the production flow and target the most critical situations:

inventories with highest Lead-Times and workstations with the lowest performances. To do just that,

the Value Stream Mapping methodology proved to be essential. However, despite its high versatility,

it lacked the means to map multi-products with overlapping courses of value creation. Hence, an

alternative method with an improved methodology (quite useful to this case study) was developed

during the mapping stage – Multiproduct Value Stream Mapping (MP-VSM). During the improvement

stage, different Lean and 6-Sigma methodologies were used, namely: SMED, process variation

reduction, lot-size reduction, Kaizen event to reduce cycle-time, and various layout changes to greatly

cut movement and waiting times. The orchestrated results, lead to a noticeable reduction in WIP-

inventories, and lower production times as well as a strong increase in time available for setups, which

can be used to further decrease lot-sizes (and WIP).

Key Words: Lean Manufacturing; 6-Sigma; TPS; Multiproduct Value Stream Mapping; JIT; SMED;

Design Of Experiments

vi

Índice

Agradecimentos ...................................................................................................................................... iii

Resumo .................................................................................................................................................... iv

Abstract .................................................................................................................................................... v

Índice ....................................................................................................................................................... vi

Lista de Figuras ........................................................................................................................................ ix

Lista de Tabelas ........................................................................................................................................ x

Lista de Equações .................................................................................................................................... xi

Abreviaturas e Definições ...................................................................................................................... xii

Abreviaturas ....................................................................................................................................... xii

Definições .......................................................................................................................................... xiii

1. Introdução ....................................................................................................................................... 1

2. Revisão Bibliográfica ........................................................................................................................ 3

2.1. Os primeiros sistemas de gestão da produção ....................................................................... 3

2.2. Do Toyota Production System (TPS) ao Lean Manufacturing ................................................. 4

Princípios Subjacentes ao TPS .......................................................................................... 4

Lean Manufacturing ......................................................................................................... 6

2.3. 6-Sigma .................................................................................................................................. 11

2.4. Lean e 6-Sigma....................................................................................................................... 12

2.5. Ferramentas Lean e 6-Sigma ................................................................................................. 12

Value Stream Mapping (VSM) ........................................................................................ 12

Single-Minute Exchange of Die (SMED) ......................................................................... 13

Sistema Kanban .............................................................................................................. 14

3. Apresentação do Caso de Estudo .................................................................................................. 15

3.1. A empresa – Schnellecke Logistics ......................................................................................... 15

3.2. A Unidade Ford ...................................................................................................................... 17

Enquadramento na Cadeia de Valor .............................................................................. 17

Organização do Sistema Produtivo ................................................................................ 19

Processos de Fabrico ...................................................................................................... 22

Procedimentos de Fabrico (Estações) ............................................................................ 24

4. Motivação da tese e Metodologia de Análise ............................................................................... 30

4.1. Motivação da Tese ................................................................................................................ 30

4.2. Metodologia .......................................................................................................................... 31

Fase Preliminar ............................................................................................................... 31

1ª Fase – Recolha de dados ............................................................................................ 32

2ª Fase – Identificação de bottleneck e Tempo Disponível para Setups (TDS) .............. 35

3ª Fase – Análise VSM (MP-VSM) ................................................................................... 37

4ª Fase – Diagnóstico ..................................................................................................... 38

5. Resultados: Interpretação e Diagnóstico ...................................................................................... 41

5.1. Análise Global: Identificação dos bottlenecks ....................................................................... 41

5.2. Interpretação VSM: Pontos Críticos ...................................................................................... 41

5.3. Performance das Estações .................................................................................................... 43

Taxas de Ocupação ......................................................................................................... 43

Tempos não-produtivos – TSVA% .................................................................................. 44

vii

5.4. Inventários e Lead-Time ........................................................................................................ 49

Análise aos lotes de produção ....................................................................................... 49

Ciclos de troca de Ferramenta ....................................................................................... 50

6. Propostas de Melhoria .................................................................................................................. 51

6.1. Redução dos Tempos de Paragens para Ajustes ................................................................... 51

Primeira opção ............................................................................................................... 51

Segunda Opção............................................................................................................... 53

Melhoria subsequente ................................................................................................... 53

6.2. Redução do tempo de Setup na Perfiladora (SMED) ............................................................ 54

Identificação de Operações Externas ............................................................................. 56

Conversão de operações Internas em Externas ............................................................. 56

Redução do tempo de Setup .......................................................................................... 57

Resultados ...................................................................................................................... 58

6.3. Redução do tempo de troca de Coil na Perfiladora (SMED) ................................................. 58

Identificação das Operações Externas ........................................................................... 59

Conversão de operações Internas em Externas ............................................................. 60

Alterações para reduzir tempo das operações Internas ................................................ 60

Resultados ...................................................................................................................... 61

6.4. Aumento da eficiência da estação Divider/Estática .............................................................. 63

Alterações de Layout ...................................................................................................... 64

Benefícios suplementares do novo Layout .................................................................... 65

Fresagem de Elétrodos ................................................................................................... 65

Melhorias ....................................................................................................................... 66

6.5. Alterações associadas à estação Glass Frontal ...................................................................... 67

Redução tempo de ciclo ................................................................................................. 67

Buffers ............................................................................................................................ 67

6.6. Implementação JIT ................................................................................................................ 68

Correção dos tempos de ciclo reais (TC*Real) .................................................................. 68

Cálculo do Tempo Disponível para Setups (TDS) ........................................................... 70

7. Síntese ........................................................................................................................................... 72

8. Conclusões ..................................................................................................................................... 73

Bibliografia ............................................................................................................................................. 75

Anexos ................................................................................................................................................... 78

Anexo A ............................................................................................................................................. 78

A1: Princípios de Gestão do TPS ..................................................................................... 78

A2: Desperdícios Muda Schnellecke Portugal ................................................................ 78

Anexo B .............................................................................................................................................. 79

B1: Layout Atual (2015) .................................................................................................. 79

Anexo C .............................................................................................................................................. 80

C1: Sequências de Setup Unidade Ford (2015) .............................................................. 80

C2: Multiproduct Value Stream Mapping (MP-VSM) ..................................................... 82

viii

Anexo D ............................................................................................................................................. 87

D1: Cadência com base no forecast ............................................................................... 87

D2: Tempos de Ciclo, Tempos de Ciclo reais e Tempos Produtivos por Estação ........... 88

D3: Especificações da matéria-prima (Coils) .................................................................. 88

D4: Diagramas de Pareto – Paragens por Estação ......................................................... 89

Anexo E .............................................................................................................................................. 91

E1: Fotos Desenrolador de Coil, Carimbo e Escorrega de aparas .................................. 91

E2: Diagramas de Gantt – troca de ferramenta na Estação Perfiladora ........................ 93

E3: Correção Tempos de Ciclo reais ............................................................................... 94

ix

Lista de Figuras Figura 1 - Ilustração dos conceitos: tempo do operador e tempo do equipamento ............................ xiii

Figura 2 - Ilustração relação Clientes-Fornecedores ............................................................................... 9

Figura 3 - Distribuição Normal (6-Sigma) .............................................................................................. 11

Figura 4 - Ilustração da metodologia de aplicação do método SMED .................................................. 14

Figura 5 - Instalações Schnellecke Portugal, Palmela (exterior) ........................................................... 15

Figura 6 - Apresentação das 3 unidades produtivas da Schnellecke, Palmela ...................................... 16

Figura 7 - Esquema Distribuição de peças pelos 3 sub-modelos Ford Transit Connect ........................ 17

Figura 8 - Posicionamento das peças nos respetivos modelos ............................................................. 18

Figura 9 - Cadeia de Valor Envolvente ................................................................................................... 19

Figura 10 - Distribuição horária das equipas da Unidade Ford ............................................................. 20

Figura 11 - Extensómetro digital e PC sobre mesa móvel ..................................................................... 21

Figura 12 - Perfiladora (Roll-Forming) ................................................................................................... 22

Figura 13 - Máquina de dobragem (Bending) ....................................................................................... 23

Figura 14 - Máquina de corte por arrombamento (Blanking) .............................................................. 23

Figura 15 - Esquematização do processo de soldadura por resistência ................................................ 24

Figura 16 - Esquema das trocas de ferramenta na estação Perfiladora ............................................... 25

Figura 17 - Estações Glass Frontal (Direita e Esquerda) ........................................................................ 25

Figura 18 - Ciclo produtivo estação Glass Frontal (Esquerda e Direita) ................................................ 26

Figura 19 - Bancada de apoio com leitores SAP e impressora .............................................................. 26

Figura 20 - Máquina de soldadura por resistência (Estação Glass Traseiro) ......................................... 27

Figura 21 - Ciclo produtivo estação Glass Traseiro................................................................................ 27

Figura 22 - Racks em utilização (sobre rodas) VS Racks arrumadas (empilhadas) ................................ 28

Figura 23 - Ciclo produtivo estação Divider/Estática ............................................................................ 28

Figura 24 - Esquema das trocas de ferramenta na estação Divider/Estática ........................................ 29

Figura 25 - Evolução da distribuição de tempo ao longo do processo de melhoria contínua .............. 30

Figura 26 - Representação esquemática da metodologia de análise (método VSM) ........................... 31

Figura 27 - Cabeçalho da folha de registos de paragens ....................................................................... 33

Figura 28 - Exemplo de sequência de Setups ........................................................................................ 34

Figura 29 - VSM Divider Frontal e Divider Traseira (estado inicial) ....................................................... 42

Figura 30 - Esquema do processo iterativo de medição e ajuste de parâmetros ................................. 45

Figura 31 - Curva de Tensão-Extensão. Demonstração da diferença de recuperação elástica associada

a diferentes tensões de cedência .......................................................................................................... 46

Figura 32 - Quadro peças na área de receção da Unidade Ford ........................................................... 47

Figura 33 - Diagrama de Pareto para as paragens da estação Divider/Estática.................................... 48

Figura 34 - Lead-Times e Cadências semanais de cada produto ........................................................... 49

Figura 35 - Representação esquemática das variáveis de um processo (DOE) ..................................... 52

Figura 36 - Diagrama de Gantt para a troca de ferramenta com 2 operadores ................................... 57

Figura 37 - Tabuleiro deslizante para recolher sucatas do coil, após troca .......................................... 60

Figura 38 - Operador a colocar coil no Desenrolador e Viseira de proteção ........................................ 61

Figura 39 - Percursos do operador da Estação Divider/Estática ........................................................... 63

Figura 40 - Propostas de alteração layout da região envolvente da Estação Divider/Estática ............. 64

Figura 41 - Esquema da disposição da Estação Divider/Estática, aquando da produção de peças

Divider Extensão (Bancada ST50P deslizante) ....................................................................................... 64

Figura 42 - Rack Perfis Divider ............................................................................................................... 65

Figura 43 - Diagrama de Gantt antes/após alterações ao processo da estação Glass Frontal Direita . 67

x

Lista de Tabelas Tabela 1 - Princípios TPS .......................................................................................................................... 5

Tabela 2 - 7 desperdícios Muda .............................................................................................................. 6

Tabela 3 – Comparação Lean e 6-Sigma ................................................................................................ 12

Tabela 4 - Tabela de referências produzidas na Unidade Ford ............................................................. 17

Tabela 5 - Matérias-primas e respetivos Fornecedores ........................................................................ 18

Tabela 6 - Prestadores de Serviços ........................................................................................................ 19

Tabela 7 - Equipamento operacional em cada Estação ........................................................................ 20

Tabela 8 - Registos: Informação registada e metodologias de documentação .................................... 21

Tabela 9 - Equipamentos de apoio à medição dos produtos ................................................................ 22

Tabela 10 - Quadro síntese das metodologias adotadas na recolha de dados ..................................... 32

Tabela 11 - Famílias de Produtos (VSM) ................................................................................................ 37

Tabela 12 - Quadro síntese das metodologias adotadas para diagnosticar os pontos críticos ............ 38

Tabela 13 - Categorias de Paragens: Definição e exemplos .................................................................. 39

Tabela 14 - Tempo Produtivo semanal, por Estação (estado inicial) .................................................... 41

Tabela 15 - Resumo Performance Estações .......................................................................................... 43

Tabela 16 - Cadência semanal por Estação ........................................................................................... 43

Tabela 17 – Distribuição do Tempo Sem Valor Acrescentado (TSVA) ................................................... 44

Tabela 18 - Comparação cadência com capacidade das racks .............................................................. 50

Tabela 19 - Tempo de ciclo completo de Setups em cada Estação ....................................................... 50

Tabela 20 - Quadro síntese das propostas de melhoria ........................................................................ 51

Tabela 21 - Tempos das trocas de ferramenta na Estação Perfiladora ................................................. 54

Tabela 22 - Procedimentos de troca de ferramenta (SMED) ................................................................ 55

Tabela 23 - Tempo ganho com cada proposta de alteração (SMED troca ferramenta) ....................... 58

Tabela 24 - Comparação tempo inicial de Setup com tempo final (após SMED) .................................. 58

Tabela 25 - Procedimentos de troca de coil na Estação Perfiladora (SMED) ........................................ 59

Tabela 26 - Tempo ganho com cada proposta de alteração (SMED troca de coil) ............................... 61

Tabela 27 - Procedimento final troca de coil (após SMED) ................................................................... 62

Tabela 28 - Quadro resumo das reduções de tempo previstas, associadas às alterações de layout na

Estação Divider/Estática ........................................................................................................................ 66

Tabela 29 - Tempo produtivo semanal por estação (TC*real, estado atual) .......................................... 69

Tabela 30 - Definição dos cenários para comparação do estado atual com estados futuros ............... 70

Tabela 31 - Distribuição de tempo semanal, por Estação ..................................................................... 70

Tabela 32 - Comparação dos 3 cenários considerados ......................................................................... 71

xi

Lista de Equações Equação 1 – Taxa de Ocupação de uma estação 34

Equação 2 – Tempo de Valor Acrescentado (TVA) 34

Equação 3 – TVA% 35

Equação 4 – Setup Every … days: Frequência de instalação de uma ferramenta 35

Equação 5 – Produção Total 35

Equação 6 – Lote de Produção médio 36

Equação 7 – Lead-Time 36

Equação 8 – Tempo Produtivo 37

Equação 9 – Tempo de Ciclo Real (TCreal) 37

Equação 10 – Tempo Disponível para Setups (TDS) 37

Equação 11 – Tempo Disponível da Unidade (TDtotal) 37

Equação 12 – Categoria de Paragem (% do Tempo Sem Valor Acrescentado) 40

Equação 13 – Correção Tempo de Ciclo Real (TC*real) 69

Equação 14 – Correção Tempo de Ciclo Real (simplificação) 69

Equação 15 – Tempo de Paragem por Peça 70

xii

Abreviaturas e Definições

Abreviaturas DMAIC – Define, Measure, Analyze, Improve, Control

JIT – Just-In-time

KPIV – Key Performance Input Variables

KPOV – Key Performance Output Variables

MP – Matéria-Prima

OEE – Overall Equipment Effectiveness

PDCA – Plan, Do, Check, Act

PA – Produto Acabado

PI – Produto Intermédio

PT – Posto de Trabalho

SPC – Statistical Process Control

SMED – Single-Minute Exchange of Die

S-PT – Schnellecke Portugal

S-Group – Schnellecke Logistics, AG

TC – Tempo de Ciclo

TD – Tempo Disponível

TDS – Tempo Disponível para Setups

TO – Taxa de Ocupação

TPM – Total Productive Maintenance

TQM – Total Quality Management

TSVA – Tempo Sem Valor Acrescentado

TVA – Tempo de Valor Acrescentado

WIP – Work in Progress

xiii

Definições Lead-Time – Tempo de processamento que usa como referencial o próprio produto.

Tempo de Changeover – Tempo desde a produção do último produto de um lote, até à produção do

primeiro produto “bom” do lote seguinte, contemplando uma troca de ferramenta entre estas

produções (Shingo, 1996) (Bicheno and Holweg, 2009).

Tempo de Ciclo (TC) – Intervalo de tempo entre dois produtos à saída do processo.

Tempo Disponível (TD) – Tempo que o operador tem disponível, por turno, para trabalhar. No caso de

estudo apresentado, corresponde a retirar às 8 horas de um turno, 35 minutos para: reunião de início

de turno, check-up do Posto de Trabalho (PT) no início do turno, dois intervalos de 7 minutos e limpeza

do PT no final do turno.

Taxa de Ocupação (TO) – Percentagem de utilização de uma estação. Por exemplo, uma estação com

taxa de ocupação de 80% indica que a cada 100 turnos, a estação só está a ser ocupada durante 80,

nos restantes 20 está “abandonada” (idle).

Tempo de Valor Acrescentado (TVA) – Tempo em que se acrescentou valor ao produto. Por

simplificação optou-se por definir TVA como o produto do Tempo de Ciclo (TC) pelas peças produzidas.

TVA% – Utilizou-se esta nomenclatura como sendo a percentagem de TVA dentro do tempo que uma

estação está a ser utilizada (Tempo de ocupação da Estação, Figura 1).

TVA% TOTAL – Nomenclatura utilizada para apresentar a percentagem de TVA em função do tempo total

que o equipamento permite, se estivesse sempre ocupado e sem avarias nem interrupções de

qualquer tipo. Corresponde a considerar uma TO de 100% e TD de 8h.

Tempo Sem Valor Acrescentado (TSVA) – Complementar do TVA. Contém os desperdícios que se quer

eliminar. Do mesmo modo, TSVA% é o complementar de TVA%.

Downtime – Considerou-se como sendo a percentagem de tempo que uma estação está indisponível

por motivo de avaria1. Percentagem calculada pelo mesmo método do TVA%.

Uptime – Considerou-se como complementar do Downtime.

Bottleneck – estação(ões) com maior tempo de ciclo, ou tempo produtivo, que estabelecem a cadência

(capacidade produtiva do sistema).

Figura 1 - Ilustração dos conceitos: tempo do operador e tempo do equipamento

1 Tipicamente considera-se Downtime tudo o que impeça o equipamento de trabalhar (incluindo trocas de ferramenta e ajustes dimensionais). Para este caso de estudo optou-se por adaptar esta nomenclatura de modo a distinguir os diferentes tipos de paragem.

1

1. Introdução A indústria automóvel é um sector económico que tendencialmente constitui um monopólio ou

oligopólio atendendo às características tecnológicas de ponta, permanente evolução e elevado custo

de investimento nas infraestruturas.

Porém, a realidade tem vindo a demonstrar que esta indústria consegue envolver um largo número de

interlocutores (os fornecedores das grandes fábricas de automóveis) tornando o ambiente

internacional cada vez mais competitivo.

Esta crescente competitividade é, porventura, a razão por que historicamente a indústria automóvel

tem sido pioneira e mesmo revolucionária na gestão de sistemas produtivos.

Cabe a este propósito referir que o comércio e indústria locais deixaram de ser protegidos depois dos

acordos do General Agreement on Tariffs and Trade (GATT), dos anos 40s em que se aboliram as

barreiras alfandegárias e que ocorreram depois duas grandes mudanças no mercado global. Primeiro

o boom informático (após os anos 80s) a revolucionar as novas tecnologias de ponta e pouco mais

tarde a adesão da China ao GATT (depois de 2001) a triplicar os consumidores e trabalhadores a nível

global.

Criou-se assim um mercado global super-competitivo que se tem intensificado cada vez mais com o

acentuar do fenómeno da globalização.

Todas as empresas (grandes fabricantes ou empresas periféricas) para se destacarem no mercado,

tipicamente optam por competir pelo preço e/ou pela qualidade do seu produto ou serviço. Os

sistemas de gestão Lean e 6-Sigma procuram conjugar estas duas opções. Para o efeito colocam à

disposição das empresas metodologias e ferramentas de gestão que visam reduzir os custos

operacionais e melhorar a qualidade do produto (Bagchi, 2011).

Entre essas empresas, conta-se a Schnellecke Portugal (S-PT), representante da Schnellecke Logistics

AG (S-Group), que foi o caso de estudo para a elaboração desta tese e para o efeito analisou-se a sua

atividade produtiva na Unidade Ford em Palmela.

Este sistema produtivo foi analisado de uma perspetiva Lean, sendo que para dar início a esta análise

mapeou-se a sua cadeia de valor recorrendo à ferramenta Value Stream Mapping (VSM). Esperava-se

com esta esquematização obter uma representação do fluxo de criação de valor da unidade produtiva,

mas constatou-se que seria inviável condensar toda a informação num único VSM. Esta ferramenta

pretende representar um sistema produtivo, do ponto de vista de uma família de produtos e o caso de

estudo continha várias famílias de produtos. Rother e Shook previram esta limitação da ferramenta

argumentando que um VSM visa ser uma representação simples, e apresentam indicações no seu livro,

Learning to See, para ajudar o leitor a definir família de produtos (Rother and Shook, 2003) (Strategos,

2004).

No decorrer do trabalho desenvolvido nesta tese, constatou-se que a aplicação das duas alternativas

convencionais para mapear esta cadeia de valor levaria à omissão de informação relevante. Estas

alternativas eram elaborar múltiplos VSMs, um para cada família de produtos, ou efetuar a análise e

tomar as decisões com base no VSM da família de produtos “predominante”, ou seja, aquela que

tivesse maior cadência e predominância na ocupação de tempo da unidade produtiva. Optou-se por

seguir uma terceira alternativa: adaptar a ferramenta a esta situação, procurando manter os seus

padrões e convenções.

2

Com esta adaptação ao VSM, a qual se denominou Multiproduct Value Stream Mapping (MP-VSM), foi

possível representar todos os produtos do sistema produtivo, tornando-se mais fácil identificar os

pontos críticos do fluxo de toda a unidade.

Esta tese apresenta como foram reunidos e preparados os dados para elaborar este mapeamento da

cadeia de valor. Apresenta ainda uma interpretação dos resultados observados, bem como uma série

de propostas de solução para mitigar os desperdícios identificados, recorrendo às metodologias e

ferramentas indicadas pelo Lean e pelo 6-Sigma.

Entre os métodos usados para as sugestões de melhoria, destacam-se:

soluções para reduzir as ocorrências (frequentes) de paragens para ajustes dimensionais, bem

como a variância destes tempos de ajuste,

duas aplicações da metodologia SMED,

diversas propostas de alteração aos processos e ao layout da unidade produtiva e

propostas de alteração ao planeamento de produção com o intuito de reduzir inventários

(Lead-Times) e abrir caminho para a implementação de JIT.

3

2. Revisão Bibliográfica Neste capítulo procura-se demonstrar a lógica por trás da evolução dos sistemas de gestão da

produção que levaram ao surgimento do Lean Manufacturing e apresentam-se as práticas que

sustentam a filosofia Lean. Efetua-se uma introdução ao sistema de gestão 6-Sigma, que ultimamente

tem sido bastante associado com Lean. Procurou-se enquadrar estes dois sistemas de gestão e

demonstrar como se podem complementar.

Finalmente, de entre as metodologias e ferramentas indicadas por estes sistemas de gestão,

apresentam-se aquelas que se considerou como sendo mais relevantes para o caso de estudo

analisado nesta tese.

2.1. Os primeiros sistemas de gestão da produção Pode-se dar início à história dos sistemas de gestão da produção com Frederick Winslow Taylor, cujo

trabalho desenvolvido nos EUA no final do séc. XIX e culminado com a publicação do livro The Principles

of Scientific Management no início do séc. XX, contribuiu enormemente para o avanço da gestão como

uma ciência. O Taylorismo, teoria de gestão criada com base no trabalho de Taylor, tem por principal

objetivo melhorar a eficiência económica de uma organização. De acordo com esta teoria, o gestor

analisa o fluxo do trabalho e subdivide as tarefas executadas ao longo de um processo em tarefas

simples, de modo a poder analisá-las individualmente e procurar melhorá-las com o objetivo de obter

o rendimento máximo do operador (Taylor, 1911).

No seguimento deste avanço, surgiu o conceito de Estudo dos Tempos e Movimentos, que por sua vez

está na base da ferramenta que hoje é conhecida por MTM (Methods-Time Measurement). Esta

ferramenta permite ao gestor prever ou recalcular o tempo standard de um processo, recorrendo a

uma base de dados com tempos predeterminados para cada acção simples (Maynard et al., 1948).

Também no princípio do séc. XX, inicia-se o movimento Fordismo implementado por Henry Ford na

linha de montagem do Model-T, decorria 1914. Este sistema é hoje mundialmente famoso pelas

vantagens socio-económicas que então trouxe para a classe média americana. O Fordismo assenta em

três princípios: normalização dos produtos, utilização de equipamento especializado e dedicado a

funções específicas, pagamento de salários favoráveis para combater o absentismo dos trabalhadores.

A consequência foi a produção em massa, o que baixou significativamente os custos por unidade

produzida devido às economias de escala, e uma vez que os seus trabalhadores recebiam suficiente,

gerava-se um bom crescimento económico que favorecia as vendas do automóvel (Holweg, 2007).

Paralelamente, no Japão, Sakichi Toyoda inicia o seu negócio na indústria da tecelagem, após

reinventar o tear mecânico em 1890. Toyoda refina os seus teares, melhorando-os sucessivamente até

conceber uma versão automatizada, demonstrando já nesta altura, o espírito de melhoria contínua

característico do Lean. As últimas versões dos seus teares, recorriam a sensores mecânicos que

interrompiam a produção quando detetavam erros na tecelagem, evitando produzir material

defeituoso, conceito conhecido como Jidoka. Esta inovação permitia ter um só operador a

supervisionar vários teares (Ohno, 1988).

Em 1929 Kiichiro visita a Europa e os EUA com o intuito de vender a tecnologia criada pelo seu pai e

aprender os métodos de gestão americanos, e assiste fascinado a uma quantidade de automóveis nas

ruas americanas. Regressa decidido a criar o seu próprio automóvel e poucos anos depois funda a

Toyota Motor Co. entrando no mercado extremamente competitivo da indústria automóvel. Aquando

do planeamento das instalações da sua fábrica, Kiichiro refina os conhecimentos adquiridos nos EUA

4

e cria o sistema JIT (Just-In-Time), um conceito pioneiro para a época. Este impunha que só se produzia

o que era estritamente necessário, somente quando era necessário e na quantidade necessária

(Holweg, 2007) (Toyota-Global, 2010).

Após a Segunda Guerra Mundial, no seguimento de uma crise financeira, Kiichiro abandona a liderança

da empresa delegando o cargo ao seu primo Eiji Toyoda, que havia também estudado o método

produtivo americano em voga na altura, o Fordismo (Holweg, 2007).

Eiji rapidamente se apercebeu que seria inconcebível implementar o sistema americano de produção

em massa, uma vez que o Japão era na altura uma economia bastante debilitada pelos impactos da

Guerra. É neste contexto que Eiji juntamente com o seu colega e braço-direito, o engenheiro Taiichi

Ohno, desenvolvem um novo sistema produtivo. Aliando o conceito de Jidoka (implementado nos

teares de Sakichi) aos conceitos de produção sequencial e JIT (de Kiichiro), Eiji e Taiichi Ohno

desenvolveram o Toyota Production System que está na base do aparecimento do Lean Manufacturing

(Holweg, 2007).

2.2. Do Toyota Production System (TPS) ao Lean Manufacturing Em 1992 a Toyota Motor Co. publica um livrete oficial com a descrição dos seus métodos de gestão e

filosofia de trabalho. No entanto esta publicação não é um manual, menciona apenas vagamente os

pilares sobre os quais assentam as suas metodologias: Just-In-Time e Jidoka (Toyota, 1998). A Toyota

volta a publicar, em 2001, um guia mais esquemático com uma visão global das práticas da empresa,

apontando dois novos pilares a suportar a sua filosofia: Melhoria Contínua e Respeito pelo Trabalhador

(Toyota-Global, 2010).

Princípios Subjacentes ao TPS Jeff Liker, professor de engenharia industrial na Universidade de Michigan, publica em 2004 uma

interpretação das publicações Toyota, onde descreve os conceitos do TPS de forma excecionalmente

simplificada e esclarecedora. Enuncia 14 princípios de gestão (guidelines) subdivididos em 4 categorias,

apresentados na Tabela 1.

Segundo Liker, a doutrina TPS defende que uma organização deve estabelecer objetivos a longo prazo

com o intuito de tornar a empresa mais competitiva e motivar os seus colaboradores. Salienta ainda

que estes objetivos devem ter prioridade sobre os objetivos financeiros de curto prazo, uma vez que

as metas a longo prazo é que garantem a sustentabilidade e longevidade da empresa (Liker, 2004).

Perante as guidelines das categorias 2 e 4, pode-se identificar a cultura enraizada de melhoria

contínua que hoje é bastante associada ao Lean. Pretende-se com estas, criar condições de trabalho

que minimizem a incorrência em desperdícios e que facilitem a identificação dos mesmos num

sistema produtivo (Liker, 2004).

5

Tabela 1 - Princípios TPS, adaptado do original (Anexo A1) (Liker, 2004)

Categoria Princípios de Gestão

1. Filosofia a Longo Prazo 1 Tomar decisões tendo em vista objetivos a longo-prazo, mesmo que estas tenham impactos negativos nos objetivos financeiros de curto-prazo

2. O Processo Correto Produzirá Resultados

Corretos

2 Criar um fluxo contínuo de processos para que os problemas emerjam

3 Recorrer a uma produção “Puxada” para evitar sobreprodução

4 Nivelar os meios de produção

5 Construir uma cultura de parar para corrigir problemas e fazer com qualidade à primeira

6 A normalização das tarefas e dos processos são os alicerces da melhoria contínua e da autonomização dos trabalhadores

7 Recorrer a controlo visual de modo a que nenhum problema esteja invisível

8 Utilizar apenas tecnologias de confiança, que tenham sido exaustivamente testadas e que sirvam os colaboradores e os processos

3. Acrescentar Valor à Organização Investindo

no Desenvolvimento dos seus Trabalhadores

9 Apostar nos líderes que conheçam profundamente o trabalho, vivam a filosofia da empresa e divulguem o seu conhecimento junto dos restantes trabalhadores

10 Desenvolver equipas e pessoas de exceção que sigam a filosofia da empresa

11 Respeitar a extensa rede de parceiros e fornecedores da empresa, expondo-os a desafios e ao mesmo tempo ajudando-os a progredir

4. Resolução Constante de Problemas de Raiz conduz

à Aprendizagem

12 O gestor deve ver por si mesmo para compreender inteiramente uma situação

13 Tomar decisões ponderadamente em consenso, considerando exaustivamente todas as alternativas; implementar as decisões de forma rápida

14 Tornar a empresa numa Learning Organization através de uma persistente reflexão e melhoria contínua

A filosofia TPS identifica ainda três categorias de desperdícios a serem eliminados, os 3Ms – Muda,

Mura, Muri2. Atualmente, há uma tendência genérica para as empresas se focarem em eliminar os

desperdícios Muda, por ser o conceito mais fácil de compreender, identificar, corrigir e mesmo

quantificar os impactos. O nivelamento de produção, ou Mura, visa auxiliar a empresa a adotar um

sistema produtivo a funcionar em JIT, e é menos “popular” pelas dificuldades de implementação que

representa. Já o terceiro tipo de desperdício Muri, que corresponde ao sobre-carregamento de

operadores e equipamento, acaba por ser mais subestimado por ser difícil de quantificar o impacto da

sobrecarga (Womack, 2006).

2 traduzidos do japonês significam, respetivamente: Desperdício, Desnivelamento e Irrazoável

6

Lean Manufacturing No seguimento de estudos conduzidos pela International Motor Vehicle Program (IMVP), baseados na

tese de MBA de John Krafcik, Triumph of the Lean Production System, e no enorme sucesso da Toyota

e do seu sistema produtivo, surge o sistema de gestão Lean (Krafcik, 1988). No âmbito destes estudos,

Jim Womack, Daniel Jones e Daniel Roos, escrevem em coautoria o livro The Machine That Changed

the World, apresentando e definindo o sistema de gestão Lean como uma série de metodologias e

ferramentas para a eliminação sistemática de desperdícios num sistema produtivo (Womack et al.,

1990).

Taiichi Ohno, havia definido desperdício como qualquer atividade que consome recursos, sem

acrescentar valor ao produto que seja reconhecido pelo cliente. Originalmente identifica 7 tipos de

desperdícios, dentro da categoria Muda, que devem ser eliminados.

Tabela 2 - Os 7 desperdícios Muda, adaptado do original (Ohno, 1988)

Transporte movimentação de produtos/componentes que não são imprescindíveis ao processo

Inventário produtos/componentes/matérias primas que não estão a ser processados

Movimento trabalhadores/máquinas a executar movimentos desnecessários ao processo

Espera trabalhadores/máquinas a aguardar pelo próximo passo do processo

Sobreprodução produzir mais que o pedido pelo cliente

Retrabalho necessidade de executar operações extra durante a execução de um processo, em consequência de equipamento, processos ou produtos mal projetados

Defeitos trabalho acrescido de inspecionar e corrigir defeitos no produto ou equipamento

As empresas que adotam Lean, usualmente identificam outros desperdícios face às suas realidades,

como por exemplo o subaproveitamento do talento do capital humano, a delegação de tarefas sem

treino adequado, a falta de ergonomia nos processos, entre outros (Bhattacharyya and W., 2012). O

departamento Lean da empresa que foi alvo de análise para esta tese, identifica ao todo 10

desperdícios (Anexo A2).

Ao adotar uma postura Lean, espera-se que a organização seja capaz de identificar estes desperdícios

dentro dos seus processos produtivos e de tomar medidas para os eliminar. O ponto de partida é a

estabilidade, ou seja, os processos produtivos deverão ser consistentes e funcionar corretamente. Para

mitigar a falta de estabilidade ou variância excessiva num processo, a organização pode recorrer às

ferramentas e metodologias disponibilizadas pelos sistemas de gestão da qualidade, como TQM ou 6-

Sigma (Bagchi, 2011).

Melhoria Contínua – Kaizen

A Melhoria Contínua é um alicerce fundamental do Lean, quem adota uma postura de querer

melhorar-se incessantemente torna-se mais competitivo face à concorrência. Quando o conceito

Kaizen3 foi apresentado ao Ocidente por Masaaki Imai, em 1986, observou-se que muitas empresas

ocidentais adotaram esta metodologia com o objetivo de se tornarem tão competitivas como as

empresas japonesas, então predominantes no mercado (Imai, 1986) (Kaizen Institute, 2013).

3 A palavra Kaizen vem do Japonês, significa “mudar para melhor”

7

Seguem-se algumas guidelines enunciadas pelo Kaizen Institute (adaptado de Kaizen Institute, 2013).

– Bons processos trazem bons resultados

– Vá ver por si mesmo para compreender a situação

– Fale sobre os dados, faça a gestão baseada em factos

– Tome medidas de contenção e correção sobre a raiz dos problemas

– Trabalhe em equipa

– Kaizen diz respeito a todos

Uma vez identificada uma possível melhoria a um processo, o colaborador que a identificou ou o

departamento responsável pela implementação de melhoria contínua, pode preencher um documento

intitulado A3. Este documento normalizado “conta a história” do problema identificado, seguindo a

metodologia Plan-Do-Check-Act (PDCA) de Deming, e condensando a informação numa única página.

Para o efeito, o documento contém geralmente 5 secções (Matthews, 2011):

1. Descrição do problema/situação no seu estado atual

2. Apresentação de dados que suportem a necessidade de implementar uma melhoria

3. Análise à causa-raiz, recorrendo por exemplo a 5-Why’s ou Ishikawa

4. Plano de acção para resolver os problemas-raiz identificados no passo anterior

5. Verificação da situação após execução do plano de acção

O objetivo deste documento, tal como a metodologia PDCA, é de elevar os standards do processo ou

procedimento e assim garantir que a organização está de facto a “melhorar-se continuamente”

(Matthews, 2011).

Metodologia 5’S

A metodologia 5’S deve o seu nome às iniciais de cinco palavras japonesas: Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu

e Shitsuke. Por coincidência, quando traduzidas literalmente para o inglês, também se obtêm cinco

palavras iniciadas por “S”: Sort, Set, Shine, Standardize, Sustain. Estas cinco palavras definem os cinco

conceitos subjacentes a esta metodologia (adaptado de CSS, 2015):

– Sort - Selecionar os materiais e ferramentas estritamente necessários para realizar o trabalho

– Set (in Order) - Assegurar que todos os itens estão organizados e têm um local designado para

arrumação

– Shine - Esforçar para manter o local de trabalho limpo e organizado, para fomentar motivação

no trabalho

– Standardize - Criar um conjunto de normas para a organização (do posto) e para os processos

– Sustain - Aplicar sustentabilidade e proceder a auditorias para assegurar a disciplina

A ideia fundamental desta prática é a de standardizar, organizar e despersonalizar o posto de trabalho,

para maximizar a performance dos trabalhadores, e também para criar as condições para que este

possa facilmente ser partilhado pelas diferentes equipas. Assim, espera-se que qualquer operador

consiga trabalhar eficientemente e seja capaz de se adaptar ao posto de trabalho rapidamente, sem

dificuldade em encontrar as ferramentas que precisa para o desempenho das suas funções (Ortiz,

2006) (CSS, 2015).

8

Total Productive Maintenance (TPM)

Um dos objetivos principais desta metodologia é aumentar a Eficácia Global do Equipamento (OEE),

recorrendo a práticas que minimizam o Downtime (avarias, paragens para ajustes, afinações) e

aumentar a qualidade. Estão identificadas três categorias com influência direta sobre OEE, sendo que

cada categoria tem associados dois tipos de paragens (Nakajima, 1988) (Lean Manufacturing Tools,

2012):

Disponibilidade:

- Avarias

- Trocas de Ferramenta

Performance:

- Pequenas Paragens

- Velocidade de Trabalho Reduzida

Qualidade:

- Defeitos

- Sucatas pós Troca de Ferramenta

O OEE é então obtido através do produto destes três valores, em percentagem da taxa de ocupação

do posto de trabalho (Nakajima, 1988).

OEE = Disponibilidade% x Performance% x Qualidade%

Para minimizar estas paragens/perdas, o TPM incentiva as organizações a adotarem uma postura

proactiva na prevenção das mesmas. A organização deve então criar planos de manutenção preventiva

para todos os seus equipamentos, dar formação aos operadores que interagem com o equipamento

sobre as boas práticas de utilização e ainda, criar check-up lists para que o operador verifique a

integridade do equipamento antes e/ou depois de executar o trabalho (Nakajima, 1988) (McKone-

Sweet and Weiss, 1988).

O TPM prevê também que os operadores recebam formação sobre o funcionamento interno dos

equipamentos de modo a que os próprios sejam capazes de executar ajustes ou manutenção em

situações mais simples, sem que haja necessidade de intervenção da equipa de manutenção. Esta

prática, denominada manutenção autónoma, tende a reduzir os tempos de paragem uma vez que o

equipamento é assistido de imediato (Nakajima, 1988) (McKone-Sweet and Weiss, 1988).

Standardização dos Processos

Segundo os ideais do Lean, os processos produtivos devem ser standardizados, ou seja, todos os

operadores devem executar os processos da mesma maneira, a maneira definida pela organização.

Com esta prática, sempre que se verifique uma não-conformidade ou erro de produção, pode-se

diagnosticar a causa mais facilmente, pois uma vez que todo o operador executa a tarefa de forma

igual, a falha é atribuída ao processo. Mesmo que a origem do erro seja humana ou falha do

equipamento, pode-se analisar e alterar o processo de modo a corrigir e a prevenir futuras ocorrências

idênticas recorrendo a poka-yoke. Uma produção standardizada permite ainda, a quem observa o

processo, encontrar possíveis melhorias, independentemente do seu cargo ou função na organização

(Liker, 2004) (Shahin and Ghasemaghaei, 2010).

Separação Homem-Máquina

Atividades rotineiras e repetitivas levam ao entorpecimento do operador e podem conduzir a erros

por distração. Para evitar estas ocorrências, surge o conceito de Separação Homem-Máquina que

defende que estas atividades devem ser feitas por máquinas sempre que possível. O operador deve

dar uso à sua capacidade de analogia e desempenhar papéis mais estimulantes intelectualmente,

9

nomeadamente supervisionar e realizar manutenção das máquinas. Este conceito é alternativamente

apelidado de Automação (Artoflean, 2016).

Em alternativa, em processos onde não é possível substituir o operador por uma máquina, tipicamente

recorre-se à implementação de poka-yoke’s, que visam reduzir o erro humano. Esta solução passa por

analisar o processo, tentar prever os possíveis enganos ou basear-se no historial de erros decorridos,

e implementar alterações para que estes erros não se repitam (Shahin and Ghasemaghaei, 2010). Este

conceito pode ser ilustrado por meio de um exemplo: nas tomadas USB, o modo de encaixe foi

desenhando de maneira a que estas só entrem na posição correta. Deste modo um utilizador distraído

não consegue encaixar a tomada de forma incorreta por mais que tente.

Jidoka

Jidoka ou Autonomation, visa assegurar a qualidade do produto. Para o efeito, os equipamentos

deverão estar equipados com sensores de deteção de erros de produção. Uma vez acionados, estes

interrompem a produção e dão sinal da ocorrência para que o operador tome as medidas de correção

necessárias. Desta maneira a organização reduz os desperdícios associados a erros de produção e

garante que o seu produto está conforme as especificações padrão, não deixando que produtos

defeituosos passem despercebidos e sejam entregues ao cliente (Liker, 2004) (Womack et al., 1990).

Na eventualidade de ocorrerem demasiadas paragens por acionamento deste sistema de deteção de

não-conformidades, uma organização Lean tipicamente procura diagnosticar a causa raiz do problema

para o resolver. Para o efeito poderá, eventualmente, recorrer às metodologias e ferramentas de

diagnóstico disponibilizadas pelos sistemas de gestão da qualidade com a metodologia DMAIC ou

PDCA. Por exemplo, pode-se monitorizar as características dos produtos à saída dos processos –

Statistical Process Control (SPC) – e quando se registarem desvios, padrões de erros ou variância

acentuada, pode-se realizar um estudo para aferir a causa raiz do problema – 5-why’s/Ishikawa – e

tentar reduzir a variância do processo por meio de um Design Of Experiment (DOE) ou a sua versão

“sintetizada”, o método de Taguchi (Bagchi, 2011).

Heijunka, Takt-Time e Bottleneck

Num fluxo produtivo a produção está encadeada de forma sequencial, onde cada processo depende

do anterior e influencia o seguinte. Define-se cliente como o processo ou entidade que está a jusante

e fornecedor como o processo ou entidade que está a montante do posto a ser analisado.

Figura 2 - Cadeia de Valor, relação Clientes-Fornecedores

10

O conceito Heijunka4, surge quando diferentes processos têm diferentes cadências e se cria a

necessidade de ajustar as velocidades de produção dos diferentes processos da cadeia, de modo a

minimizar os buffers intermédios, bem como as sobrecargas aos trabalhadores e equipamentos (Ohno,

1988).

Este nivelamento da produção é efetuado a partir do final da cadeia, pois o cliente final é que define a

cadência necessária e aqui entra o conceito Takt-Time ou Pull flow. Ou seja, deve-se assegurar que

todos os processos da cadeia têm capacidade de produzir à velocidade imposta pelo cliente final. Nesta

análise, a estação com maior tempo de ciclo (TC) tipicamente estabelece a capacidade máxima da

cadeia, sendo identificada como bottleneck (Rother and Shook, 2003).

JIT

O conceito Just-In-Time ou JIT, acentua a necessidade de adequar e ajustar constantemente a cadência

de produção à velocidade imposta pelo cliente final. Tem como principal objetivo reduzir os

desperdícios inerentes à produção excessiva bem como diminuir stocks, sejam de matéria-prima (MP),

de produto intermédio (PI) ou de produto acabado (PA) (Liker, 2004). Segundo a Toyota, JIT significa

que o sistema produtivo só deve produzir o que é necessário, quando é necessário e na quantidade

necessária (Toyota-Global, 2010).

Taiichi Ohno constatou que o planeamento de produção não devia ser conduzido pelos objetivos ou

previsões, mas sim pelas vendas efetivas. Deste modo, constatou que o sistema produtivo se devia

limitar a repor o stock consumido pelo cliente, em vez de produzir com base em forecasts (Ohno,

1988).

Ohno conseguiu implementar esta prática no sistema produtivo da Toyota, e para o fazer desenvolveu

um sistema de comunicação por meio de sinalização entre cliente e fornecedor conhecido como

Kanban (Ohno, 1988).

Sistema Produtivo Lean

De forma sucinta, pode-se definir um sistema produtivo Lean como um sistema que visa melhorar

continuamente os seus processos produtivos com o intuito de eliminar os desperdícios inerentes, não

comprometendo a integridade e qualidade do produto. A implementação da filosofa Lean segue as

metodologias acima apresentadas e recorre a ferramentas indicadas pelo próprio modelo de gestão.

4 Traduzido do japonês, significa nivelar

11

2.3. 6-Sigma Atualmente muitos académicos e empresas de consultoria neste meio, têm vindo a associar o modelo

de gestão 6-Sigma com Lean.

6-Sigma, tendo sido criado por CEO’s e engenheiros que tinham como único objetivo o sucesso das

suas empresas (nomeadamente Motorola e GE), apresenta um “roadmap” concreto e claro para atingir

e quantificar os custos e benefícios da implementação da qualidade, bem como monitorizar e melhorar

continuamente os processos e produtos do sistema produtivo (Antony, 2008).

6-Sigma procura ainda demonstrar que o custo de tentar alcançar a “perfeição” se justifica e pode ser

reduzido tanto através da aprendizagem contínua como da implementação correta das metodologias

e ferramentas indicadas pelo próprio modelo de gestão (Bagchi, 2011). Esta postura assenta numa

análise ao comportamento do cliente5. Ao apostar na melhoria contínua da qualidade, 6-Sigma visa

reduzir as falhas no produto/serviço, procurando minimizar o risco de perder clientes (Bagchi, 2011).

Essencialmente, 6-Sigma visa reduzir a variância das características do produto. Para o efeito, procura

igualmente reduzir a variância dos processos produtivos e centrar a característica do produto sobre o

valor padrão de referência e deste modo assegurar que o produto é “sempre igual”. Assim, espera-se

que num processo 6-Sigma, por cada milhão de oportunidades de ocorrer um defeito se registem

apenas 3,4 defeitos e daqui se extrai a origem do nome. Numa Distribuição Normal, em Estatística,

seis desvios padrão (sigmas) para cada lado do valor médio corresponde a uma probabilidade de

99,99966%, ou seja, 3,4 partes por milhão.

Figura 3 - Distribuição Normal. USL: Upper Specification Limit; LSL: Lower Specification Limit. a) Comparação de um processo com média descentrada da cota de referência VS. situação ideal. b) Processo com variância

elevada VS. situação ideal. (Six Sigma Institute, 2014)

5 Quando o cliente se depara com uma falha no produto/serviço pode optar por reclamar ou não, sendo que se reclamar, a organização tem a oportunidade de utilizar este feedback para corrigir o problema. Independentemente do resultado desta primeira opção, o cliente tem ainda a escolha de permanecer como cliente ou procurar um fornecedor alternativo. (Colgate and Norris, 2001) (Shahin and Ghasemaghaei, 2010)

12

2.4. Lean e 6-Sigma Tanto Lean como 6-Sigma vieram a evoluir e atualmente é frequente encontrá-los associados

(Franchetti, 2015) (Stern, 2015).

Porém, Lean e 6-Sigma apresentam alguns traços distintivos nomeadamente o ponto em que estão

focados e modo de participação dos colaboradores:

Tabela 3 – Comparação Lean e 6-Sigma

Lean 6-Sigma

Lean foca-se em produzir o máximo valor com os mínimos recursos, visando aumentar a

competitividade da organização por meio de corte nos custos operacionais – através da redução de desperdícios (Womack, 2006).

6-Sigma foca-se quase exclusivamente em aumentar a qualidade do produto por meio de uma redução da variância dos seus processos. Com esta prática, visa obter o reconhecimento

dos seus clientes e consequentemente aumentar a competitividade da organização por meio de um aumento de market-share e vendas

(Antony, 2008) (Bagchi, 2011). Lean adota uma postura de envolvimento de

todos os colaboradores da empresa, promovendo a igualdade no que toca à

melhoria contínua, dando-lhes voz e incentivando-os a participar e sugerir propostas

de melhoria. Deste modo, é possível decorrerem diversas propostas e

implementações de melhoria simultaneamente em toda a empresa (Andersson et al., 2006).

6-Sigma recorre a uma hierarquia de cinturões, com responsabilidades bem definidas, que têm

por objetivo principal resolver sistematicamente os problemas caso-a-caso

(Tennant, 2001) (Kedar et al., 2008).

Daqui se pode concluir que os sistemas recorrem a abordagens diferentes, que quando conjugadas

corretamente, podem constituir uma mais valia bastante substancial para as empresas, pois

complementam-se (Andersson et al., 2006) (Franchetti, 2015) (Stern, 2015).

2.5. Ferramentas Lean e 6-Sigma Nesta secção apresentam-se as ferramentas relevantes para o caso de estudo: Value Stream Mapping

(VSM), Single-Minute Exchange of Die (SMED) e Kanban. Os aspetos principais aqui focados, foram

estabelecidos após rever os conceitos originais e analisar a evolução de cada ferramenta,

enquadrando-as na realidade atual.

Para o VSM, apresentam-se ainda relatos de case-studies recentes, com o intuito de observar as

condições de uso da ferramenta (implementação, limitações e outras dificuldades) e reter as

conclusões e recomendações dos autores.

Value Stream Mapping (VSM) Para tomar decisões que visam melhorar um sistema produtivo, quer-se numa primeira abordagem

ter uma esquematização macro com o panorama geral atual da empresa. Com esta esquematização,

espera-se conseguir identificar mais facilmente os constrangimentos no fluxo de criação de valor. A

ferramenta VSM propõe-se precisamente fazer esta esquematização, expondo de forma simples e

intuitiva este fluxo de criação de valor e apresentando os dados chave para cada processo e inventário,

facilitando assim a identificação de desperdícios na cadeia (Rother and Shook, 2003).

Uma característica principal do VSM, que por sua vez origina uma limitação à própria ferramenta, é o

facto de se focar numa família de produtos. Torna-se difícil avaliar um sistema produtivo com diversas

13

famílias de produtos que tenham passagens por processos em comum, mas com dados bastante

díspares de Tempos de Ciclo, Changeover, Inventário, etc. Esta limitação pode levar empresas com

baixos volumes de produção e uma vasta gama de produtos, a procurar alternativas e técnicas

suplementares para mapear as suas cadeias de valor (Rother and Shook, 2003) (Strategos, 2004).

No decorrer da revisão bibliográfica efetuada, encontraram-se diversos relatos de aplicações desta

metodologia.

No geral verificou-se que todos os autores recomendam o uso de VSM. Uma das suas características

principais é apontada como um benefício: a sua simplicidade permite a qualquer colaborador da

organização compreender e participar na sua análise (Lasa et al., 2008) (Zahraee et al., 2014).

Lasa, Laburu e Castro Vila, salientam a importância de ter uma boa fonte para os dados necessários ao

preenchimento do VSM (registos). Apontam ainda para a relevância de incluir os diferentes

departamentos envolvidos, particularmente as pessoas responsáveis por tomar decisões (Lasa et al.,

2008). A falta de colaboração da direção pode mesmo causar entraves ao progresso de “conversão”

ao Lean Manufacturing (Jasti and Sharma, 2014).

Para elaborar um mapeamento de uma cadeia mais complexa, Braglia propõe uma nova abordagem –

Improved Value Stream Mapping (IVSM). Esta abordagem prevê situações em que o sistema produtivo

analisado contenha múltiplas famílias de produtos com percursos interlaçados (que passam pelas

mesmas estações/equipamentos) (Braglia et al., 2006).

A sua metodologia sugere identificar e focar na família de produtos predominante do sistema

produtivo – aquela com maior cadência. De entre as possíveis ramificações existentes na criação dos

produtos (dessa família de produtos), encontrar o critical path e focar em melhorá-lo (Braglia et al.,

2006).

Single-Minute Exchange of Die (SMED) Partindo do que tem vindo a ser apresentado, para ter um sistema produtivo Lean, uma organização

procura incessantemente reduzir os desperdícios, de entre os quais se podem incluir as paragens do

equipamento. Isto porque um dos fundamentos do Lean, é precisamente estabelecer uma produção

com fluxo contínuo (Womack et al., 1990) (Liker, 2004).

Esta metodologia surge assim com a necessidade de reduzir os tempos de troca de ferramenta, que

constituindo paragens de equipamento, são puro desperdício (Shingo, 1985). Por outro lado, longas

trocas de ferramenta implicam largos lotes de produção e incorrência em lead-times mais elevados,

que são também apontados pelo Lean como desperdícios a ser eliminados (Womack et al., 1990).

Shingo, então engenheiro na Toyota, desenvolve uma metodologia para analisar e procurar soluções

para reduzir os tempos de troca de ferramenta até uma ordem de grandeza de poucos minutos. Para

o efeito, esta metodologia, denominada Single Minute Exchange of Die (SMED), recorre a uma

abordagem sistemática, em que o primeiro passo é definir e cronometrar cada acção do processo de

troca. No seguimento deste procedimento, categorizam-se as diferentes operações como internas ou

externas. Shingo define operação externa como um procedimento que pode ser efetuado antes ou

depois do Changeover, enquanto o equipamento estiver a produzir. Finalmente, procuram-se soluções

para converter as operações internas em externas, bem como reduzir os tempos de todas as operações

(Shingo, 1985).

14

Figura 4 - Ilustração da metodologia de aplicação do método SMED (Shingo, 2000)

Sistema Kanban Este sistema, desenvolvido nos anos 40 e implementado na Toyota nos anos 50 por Taiichi Ohno, vem

no seguimento da implementação da metodologia JIT. Num fluxo produtivo contínuo, cada estação

tem a responsabilidade de fornecer a estação seguinte antes que esta acabe o seu buffer, sob pena de

criar uma paragem no fluxo. Segundo os ideais do Lean, estes buffers devem ser o mais pequenos

possível, pois aumentam o Lead-Time e consequentemente os custos, sendo por isso um desperdício

a eliminar (Hall, 1993) (Huang et al., 1983).

O sistema Kanban propõe resolver a dificuldade de assegurar esta continuidade de fluxo, criando um

meio de comunicação entre cliente e fornecedor. Recorrendo a um sistema de sinalização por meio de

cartões, o cliente comunica com o seu fornecedor para o alertar atempadamente da necessidade de

repor o stock. Desta maneira, o fornecedor só produz quando recebe indicação do cliente para o fazer,

e assim Ohno assegurava a correta implementação do JIT sendo que de facto só se produzia o que era

necessário, quando era necessário e na quantidade necessária (Huang and Kusiak, 1996) (Ohno, 1988).

Atualmente esta comunicação cliente-fornecedor é frequentemente efetuada eletronicamente e

gerida por bases de dados complexas capazes de mapear toda a cadeia. Tipicamente o cliente sinaliza

a necessidade de uma reposição de stock “picando” um código de barras correspondente à referência

que necessita. O programa procede então a notificar o fornecedor dessa referência e uma vez que a

reposição esteja finalizada, o fornecedor “pica” novamente o código de barras para indicar que o stock

está reposto. Esta versão eletrónica deste sistema chama-se e-Kanban. Com esta inovação, é possível

integrar uma cadeia de valor por inteiro, de modo a aumentar a eficiência e eficácia da comunicação

e do abastecimento fornecedor-cliente (Harrison and van Hoek, 2011) (Christopher, 2011) (MacKerron

et al., 2014).

15

3. Apresentação do Caso de Estudo Este capítulo visa apresentar a empresa e o seu sistema produtivo, que é o objeto de estudo nesta

tese. Para o efeito, na primeira parte identificam-se as diferentes unidades produtivas situadas nas

instalações da empresa, e o modo como interagem (fornecem suporte umas às outras).

Na segunda parte, apresenta-se detalhadamente a Unidade Ford: enquadramento da unidade na

cadeia de valor, recursos (equipa, instalações e equipamentos), processos de fabrico e procedimentos

que decorrem nas suas estações produtivas.

3.1. A empresa – Schnellecke Logistics A Schnellecke Logistics AG (S-Group) é um grupo empresarial alemão que fornece serviços de logística

de valor acrescentado à indústria automóvel. O ramo da logística de valor acrescentado, engloba

serviços que vão desde a gestão de toda a cadeia logística de uma linha de montagem automóvel, até

prestação de serviços de mão-de-obra como montagem e soldadura de subconjuntos ou embalamento

(Schnellecke Logistics, 2011).

O S-Group está atualmente representado em 50 países, empregando mais de 18 mil trabalhadores e

tem como objetivo ser líder de mercado como prestador deste serviço, até 2020 (Schnellecke Logistics,

2011).

Em Portugal, o grupo é representado pela Schnellecke Portugal (S-PT), com instalações principais sitas

no Parque industrial de Palmela. Nestas instalações existem atualmente três unidades produtivas:

Logística, Volkswagen e Ford.

Figura 5 - Instalações Schnellecke Portugal, Palmela (cortesia Schnellecke)

A Unidade Logística, como o nome sugere, fornece serviços de logística e gestão da Cadeia de Valor,

sendo o seu cliente atual a Vanpro - Assentos, Lda. Esta unidade dá ainda suporte logístico às restantes

unidades, efetuando transporte e arrumação de racks (matéria-prima, produto intermédio e produto

acabado), carregamento/descarregamento de camiões dos fornecedores e dos clientes e

reabastecimento dos supermercados de matéria-prima.

A Unidade Volkswagen serve a VW Autoeuropa, dedicando-se principalmente à soldadura de

subconjuntos: recebe os componentes do seu cliente, executa os processos de ligação e devolve-lhe

os subconjuntos.

A Unidade Ford cria perfis por perfilagem (Roll Forming) e executa outros processos mecânicos aos

mesmos perfis antes de os entregar ao seu cliente: corte por arrombamento, soldadura por resistência

e dobragem. Esta última, a Unidade Ford, é o objeto de estudo desta tese.

16

Figura 6 - Cima esquerda: Unidade Logística; Cima direita: Unidade Volkswagen; Baixo: Unidade Ford

Até 2012, ano em que a empresa decidiu diversificar o seu portfolio de clientes, a S-PT tinha como

único cliente a Volkswagen Autoeuropa. Neste novo rumo, a empresa assumiu novos contratos e

inclusive abriu novas instalações no norte do país para servir novos clientes bem como expandir o seu

alcance a novas oportunidades. Entre os novos clientes encontra-se a Ford Motor Company, que

produz a carrinha Ford Transit Connect na sua linha de montagem de Valência, Espanha. Este projeto

levou à criação da unidade produtiva Ford, acima mencionada, nas instalações de Palmela. Já no

decorrer deste projeto, a S-PT assumiu outro cliente, a fábrica da Mercedes-Benz em Pamplona,

Espanha, a produzir as carrinhas Vito e Viano. Para este novo cliente, a S-PT produz duas referências

também na unidade produtiva Ford.

Atualmente a empresa continua em expansão, ganhando novos contratos a um ritmo elevado, criando

novos projetos bastante motivadores para os seus colaboradores.

A S-PT tem um departamento Lean, pelo que o conceito não é uma novidade para a empresa. Este

departamento já havia implementado os princípios Lean, nomeadamente a aplicação de 5’S em todas

as unidades produtivas, implementação de JIT com Kanban na unidade Logística e sensibilização de

todos os colaboradores para a melhoria contínua. Atualmente, tem como principal objetivo assegurar

a implementação de um certo número anual de “Kaizens”6 estabelecido pela S-Group. Para o efeito, o

departamento Lean atribui objetivos aos demais departamentos, monitorizando e prestando

assistência no preenchimento da documentação A3 e na implementação das mudanças propostas.

6 Designação que a empresa utiliza para se referir a ações de melhoria contínua

17

3.2. A Unidade Ford Nesta secção apresenta-se a Unidade Ford, que é objeto de análise nesta tese, começando por se fazer

o enquadramento na cadeia de valor (Supply-Chain) e em seguida por se descrever o Sistema

Produtivo.

Enquadramento na Cadeia de Valor O enquadramento na cadeia de valor é apresentado com referência aos clientes e produtos a eles

fornecidos bem como aos fornecedores e matérias-primas a eles adquiridas.

Produtos

O cliente Ford (instalações de Valência, Espanha) produz atualmente cinco modelos automóvel, todos

de marca Ford: Ford Kuga, Ford Mondeo, Ford S-Max, Ford Galaxy e Ford Transit Connect. A S-PT detém

um contrato para produzir 12 peças que integram a montagem dos três submodelos da carrinha Ford

Transit Connect.

O cliente Mercedes (instalações de Pamplona, Espanha) produz as carrinhas Vito e Viano. A S-PT

fornece apenas duas referências a este cliente, um perfil esquerdo (ME) e um perfil direito (MD).

As 14 referências produzidas na S-PT Palmela para estes clientes (Ford e Mercedes) são produzidas em

formato Esquerdo e Direito (Tabela 4).

Tabela 4 - Tabela de referências produzidas na Unidade Ford. E: Esquerda; D: Direita

Produto (referências E/D) Cliente

Glass Frontal Ford

Glass Traseiro Longo Ford

Glass Traseiro Curto Ford

Divider Frontal Ford

Divider Traseira Ford

Divider Extensão Ford

Perfil Mercedes Mercedes

Figura 7 - Esquema Distribuição de peças pelos 3 sub-modelos Ford Transit Connect: Comercial, Passageiros (Curto) e Passageiros (Longo)

18

Figura 8 - Posicionamento das peças nos respetivos modelos. a) Glass Frontal; b) Divider Frontal; c) Glass Traseiro Curto; d) Divider Traseira; e) Glass Traseiro Longo; f) Divider Extensão

Matérias-primas e serviços em outsourcing

Para produzir estas peças, a S-PT Palmela necessita de adquirir matérias-primas recorrendo

correntemente a quatro fornecedores.

Tabela 5 - Matérias-primas e respetivos Fornecedores

Matéria-Prima Fornecedor

Coils (bobinas de aço usadas para fazer os perfis) Gonvarri Portugal

Brackets (para soldar nas peças finais) Prenso Metal

Porcas Fastenrath

Parafusos Bulten

a) b)

c) d)

e) f)

19

Existe ainda uma entidade na cadeia envolvente da Unidade Ford, prestadora de um serviço em

outsourcing:

Tabela 6 - Prestadores de Serviços

Serviço Prestador de serviço

Serviço de Pintura para 4 referências: Divider Frontal E/D Divider Traseira E/D

Salvador Caetano Coatings

Figura 9 - Cadeia de Valor Envolvente

Organização do Sistema Produtivo O sistema produtivo analisado neste capítulo abrange o fabrico das 14 peças descritas no ponto

anterior.

Instalações

A produção decorre nas instalações da Unidade Ford (Anexo B1), que incluem:

5 estações

zonas de armazenamento de produto intermédio (WIP)

caminhos de circulação para as empilhadoras e para os colaboradores

bancada de apoio com leitores SAP e impressora

área de receção com quadros indicadores de performance (KPI’s)

As instalações da Volkswagen, anexas à Unidade Ford, incluem áreas de suporte ao sistema produtivo

da Unidade Ford. Estas compreendem:

uma área de armazenamento de produto acabado

um supermercado com brackets, junto a uma zona de arrumação de coils

armazém de “spares” (peças suplentes para o equipamento), partilhado com a Unidade

Volkswagen

oficina principal de manutenção, partilhada com a Unidade Volkswagen

20

Recursos

A equipa de pessoal envolvido na produção das peças (Figura 10), é composta por:

1 chefe de equipa

1 operador de manutenção

1 operador de logística (empilhadora)

7 operadores divididos em duas equipas (3+4), uma equipa por turno (manhã e tarde)

Figura 10 - Distribuição horária das equipas da Unidade Ford. Na realidade existem 2 operadores de logística, mas estão dedicados a meio tempo à Unidade Ford, pelo que se contabiliza como um único operador

O equipamento operacional, utilizado na produção é composto por diferentes máquinas distribuídas

por 4 estações (Tabela 7).

Tabela 7 - Equipamento operacional em cada Estação. Por simplificação, considerou-se as Estações Glass Frontal Esquerda e Glass Frontal Direita como uma única Estação uma vez que estas são iguais e se encontram-se lado-a-lado.

Equipamento Estação

00R Perfiladora (1) Estação Perfiladora

10B Máquina de dobrar (2) Estação Glass Traseiro

11K Máquina de corte por arrombamento

12W Máquina de soldar por resistência

20B Máquina de dobrar (3) Estação Glass Frontal Direita


21B Máquina de dobrar Esquerda


30W Máquina de soldar por resistência (4) Estação Divider / Estática

50P Aparafusadora direita (pneumática)

Empilhadora (equipamento transporte) Utilizado entre Estações

21

Informação Documentada

A S-PT recorre a diversos tipos de registos para documentar a sua atividade produtiva (Tabela 8).

Tabela 8 - Registos: Informação registada e metodologias de documentação

Tipo de Registo Equipamento de Apoio Método

Registos de Paragens Papel e caneta. Os registos são transferidos diariamente para um ficheiro Excel, pelo chefe de equipa ou pelo assistente da Direção de Produção

Os operadores apontam em papel uma descrição da paragem (para troca de rack, por avaria de um componente, para medição de peças, etc), indicando ainda a estação, máquina e hora da ocorrência

Registos de Medições Ver Tabela 9 Sempre que um operador inicia uma rack nova de produto acabado ou muda o lote de matéria-prima (coil), este realiza uma medição completa na galga de medição e regista os valores no PC. Este procedimento é também realizado no início de cada turno. Estes registos são disponibilizados para consulta do cliente

Registos de Produção Computador portátil do chefe de equipa

No final de cada turno, os operadores registam no PC do chefe de equipa, a produção que efetuaram

Registos de Produto Enviado

Computador: Comunicação com os clientes (via SAP)

O departamento Supply-Chain, que faz a gestão da cadeia de valor da empresa, mantém registos (diários) dos produtos enviados ao cliente. Recebe também, do cliente, forecasts com previsões das encomendas futuras

Como foi indicado, as medições dos produtos são realizadas pelos próprios operadores. Para o efeito

dispõem de equipamentos de apoio (Tabela 9).

Figura 11 - Extensómetro digital a medir uma peça Divider Frontal e PC sobre mesa móvel, para registar medições

22

Tabela 9 - Equipamentos de apoio às medições dos produtos

Equipamento de apoio à medição Observações

Computador portátil Este PC encontra-se sobre uma mesa móvel e é partilhado por todos os operadores (são os próprios que o deslocam de estação em estação)

Galgas de Medição (5x) • Glass Frontal • Glass Traseiro (medição de todas as peças do tipo Glass Traseiro: Longas/Curtas e E/D) • Divider Frontal • Divider Traseira • Divider Extensão As galgas servem para medir as peças que lhes dão nome, em versão Esquerda e Direita. Estas encontram-se sobre rodas e os operadores estacionam-nas junto às estações, quando estão a produzir as respetivas peças.

Extensómetros Digitais As galgas estão equipadas com estas ferramentas, bem como matrizes para as calibrar, para que os operadores possam efetuar as medições

Processos de Fabrico Nesta secção descreve-se o conjunto de atividades que, em cada equipamento, transformam as

matérias-primas em materiais processados (o resultado é produto intermédio ou produto acabado).

Esta exposição visa rever a tecnologia mecânica associada aos processos de fabrico presentes na

Unidade Ford.

Perfilagem (Roll-Forming) – 00R

Este processo consiste em forçar a passagem da chapa pelos rolos da máquina, sendo que cada rolo

contribui parcialmente para a deformação da chapa e esta ganha progressivamente a forma perfilar

(secção) pretendida. São os próprios rolos, acionados por um sistema hidráulico, que puxam a chapa

por compressão, reduzindo ligeiramente a espessura do perfil face à chapa inicial (Rodrigues and

Martins, 2010) (Laperriere and Reinhart, 2014).

Figura 12 - Perfiladora (Roll-Forming) ST-00R

23

Dobragem a frio de Perfis – 10B, 20B, 21B

O processo de dobragem é aparentemente simples, mas dobrar um perfil mantendo a sua secção

inalterada torna-o mais complicado. É necessário que o perfil esteja “acamado”, ou seja, é necessário

que tenha um encostador na secção interior do perfil e outro na secção exterior, de modo a não

permitir que o perfil ganhe uma “forma de saia” durante a dobragem (Rodrigues and Martins, 2010).

Figura 13 - Máquina de dobragem (Bending) ST-20B

Esta dobragem é efetuada com tracção, ou seja, a máquina contém um sistema de amarras que prende

o perfil nas suas extremidades e força-o a rodar em torno do ponto de dobragem, para lhe dar a forma

pretendida. É fulcral que o atrito seja mínimo entre os encostadores e o perfil, pois este está a ser

tracionado com escorregamento sobre o encostador. Ocasionalmente verifica-se uma redução de

espessura demasiado acentuada nas regiões de dobra, por vezes observando-se mesmo ruptura do

material. Esta ocorrência, apesar de ser rara, leva a perdas de tempo consideráveis em diagnóstico e

resolução do problema.

Corte por Arrombamento – 11K, 22K, 23K

Os cortes por arrombamento não são feitos pelo método convencional, não há prensas na Unidade

Ford. Neste processo os cortes são feitos por uma série de pequenos cilindros hidráulicos posicionados

em redor do perfil dobrado. O corte é feito sem encostador, sobre o bordo do perfil, mas uma vez que

a espessura do perfil é muito baixa (≤ 0,7 mm), as rebarbas são mínimas.

Figura 14 - Máquina de corte por arrombamento ST-22K

24

Soldadura por Resistência – 12W, 30W

A soldadura por resistência tem por objetivo unir duas chapas e consiste em pressionar dois elétrodos,

um de cada lado da região a unir, e fazer passar uma corrente. Com esta passagem de corrente nas

chapas sob pressão, a temperatura das mesmas aumenta e devido às propriedades do material, a sua

resistência elétrica aumenta proporcionando ainda maior aumento da temperatura. Isto origina que

as chapas se fundam na região entre elétrodos, uma vez solidificadas estarão unidas. Esta última fase,

de solidificação, é crucial para garantir uma boa ligação pelo que o tempo é outro fator preponderante

(Cary, 1994).

Esta combinação de pressão, intensidade de corrente e tempo de soldadura, devem ser afinadas de

modo a que a união obedeça aos critérios de qualidade. Os elétrodos acumulam resíduos provenientes

do tratamento superficial dos perfis (Zinco), pelo que devem regularmente ser lixados, fresados e

trocados. Uma má configuração dos parâmetros ou falta de manutenção do equipamento pode levar

a diversos erros e desperdícios, nomeadamente soldaduras incompletas ou frágeis e pode ainda

ocorrer soldadura entre os elétrodos e as chapas, incorrendo-se numa paragem mais prolongada para

manutenção (Cary, 1994).

Figura 15 - Esquematização do processo de soldadura por resistência (Cary, 1994)

Procedimentos de Fabrico (Estações) Nesta secção descreve-se o conjunto de atividades associadas a cada estação: o ciclo produtivo, as

trocas de ferramenta, as paragens previstas pelo processo (trocas de rack/coil, elétrodos, etc.).

Estação Perfiladora - ST00R

Nesta estação, os coils sofrem o processo de perfilagem (Roll-Forming). A máquina funciona

automaticamente, pelo que o operador se limita a observar os perfis à saída devendo assegurar que

estes não contêm defeitos visíveis. Deve ainda efetuar as trocas de coil e de rack, bem como registar

no sistema (SAP) o material consumido e o material produzido.

Nesta estação, quando o operador leva um perfil à galga de medição para efetuar uma medição

aleatória, a máquina não precisa de ser interrompida.

Existem três ferramentas principais para esta estação, cada uma correspondendo a uma categoria de

perfis – Glass, Divider e Mercedes. Os changeovers entre estas ferramentas principais são bastante

mais demorados que as “trocas internas” – define-se aqui troca interna como uma troca de ferramenta

dentro da mesma ferramenta principal (Figura 16).

Os perfis Mercedes (ME e MD) são produto acabado, ou seja, estão prontos para ser entregues ao

cliente após a passagem pela Perfiladora. Os restantes perfis requerem mais processamento e

passarão pelas estações respetivas para o receberem antes de serem entregues ao cliente.

25

Figura 16 - Esquema das trocas de ferramenta na estação Perfiladora

Glass Frontal - ST20B/22K & ST21B/23K

Estas duas estações são iguais e simétricas, sendo cada uma composta por duas máquinas que não

contemplam trocas de ferramenta. A primeira máquina efetua dobragem sobre o perfil para lhe

atribuir a forma final da peça, a segunda faz cortes por arrombamento ao longo do bordo do perfil

dobrado.

Figura 17 - Estações Glass Frontal (Direita e Esquerda). Operadores a fazer verificações de início de turno

O processo produtivo é efetuado por um operador por estação, este assegura o transporte e

posicionamento dos perfis entre máquinas (Figura 18).

26

Figura 18 - Ciclo produtivo estação Glass Frontal (Esquerda e Direita)

Quando a rack de PA está completa ou a rack com perfis (PI) está vazia, o operador comunica ao seu

colega da estação Perfiladora, para que este chame via rádio (walkie-talkie) a empilhadora que fará a

troca de rack. No caso de a troca ser de rack de PA, o operador desloca-se até à bancada de apoio,

onde se encontra o leitor SAP, para dar entrada no sistema das peças produzidas e, nesse entretanto,

a empilhadora efetua a troca (Figura 19). Numa troca de rack de PI, é o colega da empilhadora, munido

de um leitor SAP, que efetua a leitura da label pendurada na rack e dá assim sinal ao sistema de que

aquela rack de perfis está a ser consumida.

Figura 19 - Bancada de apoio com leitores SAP e impressora. Exemplo de uma etiqueta (impressa) numa rack de perfis

Glass Traseiro - ST10B/11K/12W

Nesta estação produzem-se as quatro referências do tipo Glass Traseiro. Esta contém três máquinas:

a primeira efetua dobragem, a segunda cortes por arrombamento e a terceira realiza soldadura por

resistência.

A soldadura efetuada na terceira máquina visa soldar uma porca e uma bracket ao perfil, já dobrado e

cortado nas máquinas anteriores, finalizando o processo produtivo.

27

Figura 20 - Máquina de soldadura por resistência ST-12W. Solda uma bracket e uma porca às peças Glass Traseiro

O processo produtivo é efetuado por um operador, este assegura o transporte e posicionamento dos

perfis entre máquinas. Além das verificações aleatórias na galga de medição, nesta estação o operador

verifica também ocasionalmente a integridade da soldadura efetuando um ensaio destrutivo (no

torno), devendo igualmente ajustar os parâmetros de soldadura quando esta não corresponde aos

critérios de aceitação.

Figura 21 - Ciclo produtivo estação Glass Traseiro

A troca de rack de PA é igual à descrita na estação anterior, ou seja, é efetuada pela empilhadora

enquanto o operador vai à bancada de apoio para dar entrada, das peças produzidas, no sistema SAP.

Cabe também à Logística assegurar que o buffer está abastecido com uma rack de perfis (PI), para que

o operador possa efetuar a troca de forma autónoma. Esta troca de racks de PI por parte do operador

é possível uma vez que a rack de PI e o buffer estão ambos posicionados sobre “camas” com rodas.

28

Figura 22 – À esquerda: Racks em utilização, sobre "camas com rodas" para facilitar transporte. À direita: Racks empilhadas para aproveitamento de área de armazenamento

Uma vez que são produzidas quatro referências nesta estação, é necessário recorrer a trocas de

ferramenta. O tempo de Changeover difere consoante as combinações possíveis. A troca de lado

(Esquerdo <-> Direito) é mais longa que a troca de Longo <-> Curto.

Divider/Estática - ST30W/50P

Nesta estação produzem-se as seis referências do tipo Divider. A estação é composta por uma máquina

de soldadura por resistência, cujo processo é idêntico à terceira máquina da última estação

apresentada (Glass Traseiro). Contém ainda uma bancada, só utilizada na produção de Dividers

Extensão (DEE e DED), onde se colocam parafusos na peça com o auxílio de uma aparafusadora

pneumática.

O processo produtivo é efetuado por um operador e passa por colocar o perfil na máquina, posicionar

as brackets sobre o perfil e retirar a peça anterior da máquina. Assim que o operador se afasta da

máquina, deixando de interromper a barreira de segurança, esta inicia automaticamente o ciclo de

soldadura.

Figura 23 - Ciclo produtivo estação Divider/Estática

Tal como nas outras estações, o operador é encorajado a verificar regularmente as dimensões e

soldadura da peça final.

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Nesta estação, todas as trocas de rack, sejam de PA ou de PI, são efetuadas pelo operador e para o

efeito este utiliza porta-paletes manuais. Cabe ainda ao operador ir ao supermercado, duas a três vezes

por turno, com um carrinho de KLT’s para reabastecer com brackets.

Existem três ferramentas principais para esta estação: Frontal, Traseira e Extensão. Tal como na

estação Perfiladora, as trocas internas – neste caso, de Esquerda para Direita – são mais rápidas que

as trocas entre ferramentas principais (Figura 24).

Figura 24 - Esquema das trocas de ferramenta na estação Divider/Estática

30

4. Motivação da tese e Metodologia de Análise

4.1. Motivação da Tese Esta tese foi desenvolvida no âmbito de um estágio com duração de 6 meses na empresa Schnellecke

(Palmela). O objetivo principal deste trabalho, é analisar e procurar soluções para aumentar a

eficiência do sistema produtivo da Unidade Ford. Para o efeito, recorreu-se aos princípios e

metodologias de Lean e de 6-Sigma.

Para atingir este aumento de eficiência, tomaram-se duas abordagens:

Procurou-se reconhecer e eliminar desperdícios (Muda) e identificar situações ou processos

que apresentassem variância excessiva para tentar corrigi-los e normalizá-los (reduzir a

variância)

Verificou-se se haveria possibilidade de reduzir os lotes de produção, no sentido de convergir

para uma produção em JIT

Esta tese não contempla análises de custos, no entanto procurou-se manter sensibilidade a esta causa.

Deste modo, para justificar qualquer investimento em alterações, apurou-se o tempo produtivo do

estado atual, para posteriormente comparar com o tempo produtivo do estado futuro (com a

implementação das propostas de alteração).

Uma redução do tempo produtivo (proveniente destas alterações) pode permitir um aumento das

frequências de Setup, levando a uma consequente diminuição dos lotes de produção que por sua vez

permitem reduzir stocks (Figura 25).

Figura 25 - Evolução da distribuição de tempo ao longo do processo de melhoria contínua

Com a eliminação sistemática dos desperdícios identificados, tanto no tempo produtivo como nos

Setups, este sistema produtivo passa a dispor de mais tempo. Caberá então à direção da empresa

decidir o que fazer com este tempo extra: reduzir lotes e convergir para um sistema em JIT, procurar

assumir novos contratos (com novos clientes), ou outra opção que vá de encontro aos objetivos da

empresa.

31

4.2. Metodologia Delineou-se então um caminho para recolher, interpretar e apresentar dados representativos do

sistema produtivo no seu estado atual. Visava-se identificar as situações mais críticas, de modo a obter

maior impacto de melhoria ao solucioná-las. Optou-se por recorrer à metodologia Value Stream

Mapping (VSM) para gerar e apresentar indicadores capazes de ilustrar a performance das estações e

os Lead-Times dos inventários.

A metodologia de diagnóstico adotada pode ser esquematicamente equiparada a uma pirâmide

(Figura 26). Numa fase preliminar de aprendizagem, efetuou-se o reconhecimento do sistema

produtivo e identificaram-se os indicadores relevantes para mapear a cadeia de valor. Na fase seguinte

procedeu-se à reunião dos dados, correspondendo a uma crescente abstração: iniciou-se no “detalhe”

com medição dos tempos de ciclo e finalizou-se com uma análise global às cadências impostas pelos

clientes. Seguiu-se uma análise aos tempos produtivos das estações para identificar os

pacemakers/bottlenecks. Com o mapeamento completo, procedeu-se à sua análise onde se

identificaram os constrangimentos críticos, passando-se de seguida a uma fase iterativa de diagnóstico

das causas-raiz (e suas ramificações). Finalmente, recorrendo às ferramentas Lean e 6-Sigma,

procurou-se resolver os problemas encontrados e mitigar os desperdícios mais críticos.

Figura 26 - Representação esquemática da metodologia de análise e melhoria do sistema produtivo (método VSM)

Fase Preliminar Esta fase inicial consistiu na familiarização com a unidade produtiva. Procurou-se conhecer os

elementos que compunham a equipa, as suas funções e práticas quotidianas. Identificaram-se as

estações, os fluxos existentes entre estas e efetuou-se um levantamento dos processos de fabrico que

nelas decorriam.

32

Após algum tempo na presença dos processos e interagindo com os operadores de modo a

complementar esta fase de aprendizagem, prosseguiu-se uma abordagem mais global. Procurou-se

enquadrar a Unidade Ford na cadeia de valor envolvente, identificando-se os interlocutores

diretamente envolvidos – Clientes e Fornecedores. A informação adquirida nesta fase preliminar,

encontra-se resumida no Capítulo 3.2 desta tese.

Ainda no final desta pré-análise, elaborou-se um esboço do mapeamento da cadeia de valor e

identificaram-se os indicadores que seriam úteis para reconhecer os pontos críticos da unidade

produtiva:

Taxas de Ocupação das estações (TO),

Tempos de valor acrescentado em percentagem da ocupação das estações (TVA%),

Tempos de Setup em percentagem dos lotes de produção e

Lead-Times

Nesta altura, identificou-se uma dificuldade em representar o mapeamento da cadeia de valor, devido

ao número elevado de produtos, e procuraram-se métodos alternativos para fazer esta representação.

1ª Fase – Recolha de dados Uma vez conhecido o sistema produtivo e os indicadores-chave necessários para preencher o mapa da

cadeia de valor, restava recolher e calcular os dados para gerar estes indicadores. Apresentam-se as

metodologias utilizadas na obtenção destes indicadores:

Tabela 10 - Quadro síntese das metodologias adotadas na recolha de dados

Tempos de Ciclo Cronometragens in situ

Taxas de Ocupação Análise dos registos de paragens

TVA%

Calculado recorrendo a:

tempos de ciclo,

registos de produção e

registos de paragens

Setups e Lotes de Produção

Dados obtidos a partir de:

registos de paragens

registos de produção

registos de inventários

observação in situ de trocas de ferramenta

Lead-Times

Calculados recorrendo a:

registos produto enviado ao cliente

registos de inventários

Medição Tempos de Ciclo

Os tempos de ciclo foram obtidos por cronometragem. Começou-se por observar e identificar os

procedimentos que o operador realizava no decorrer de um ciclo, procurando encontrar um evento

pontual e distinguível, que pudesse delimitar cada procedimento. Sempre que possível, escolheu-se

um evento com múltiplos triggers simultâneos, por exemplo, uma luz e um som, de modo a ser

facilmente reconhecido no decorrer das cronometragens.

Para cada produto, efetuaram-se 30 medições contínuas (seguidas) para apanhar um espectro

alargado de ciclos sem interrupções. Posteriormente, cronometrou-se aleatoriamente, vários TC para

garantir a validade dos resultados.

33

Cálculo Taxas de Ocupação

Para definir as taxas de ocupação (TO) recorreu-se aos registos de paragens, disponibilizados pela

empresa. No decorrer de 2015, as equipas de operadores foram reduzidas sucessivamente. Tendo isto

em consideração, recorreu-se aos registos entre outubro e dezembro, uma vez que o número de

operadores se manteve constante durante este período.

Dia Turno Operador Estação Motivo de Paragem

Hora de início

Hora de fim

Figura 27 - Cabeçalho da folha de registos de paragens. Cada entrada desta tabela corresponde a uma ocorrência e contém estas informações

Assumiu-se que sempre que houvesse um registo de paragem relativo a uma estação, esta estaria a

ser utilizada nesse turno. Em alguns casos, encontraram-se registos indicando que o operador tinha

estado em duas estações no mesmo turno. Nestas situações, fez-se um levantamento das horas dos

registos de cada estação, de modo a saber quanto tempo o operador dedicou a cada estação nesse

turno. Deste modo tornou-se possível contabilizar o número de turnos (𝑛𝑇) que cada estação esteve

ocupada e calculou-se a respetiva taxa de ocupação (𝑇𝑂𝑖).

𝑇𝑂𝑖 = 𝑛𝑇𝑖

𝑇

Onde 𝑇 é o número total de turnos decorridos no período considerado.

Verificou-se que em alguns turnos faltavam registos de um operador da equipa. Estas faltas de registo

devem-se a ausências ou ações de formação – situação em que dois operadores trabalham na mesma

estação, sendo que um está a dar formação ao colega. Nesta circunstância, independentemente de

constituir uma mais valia para a empresa, contabiliza-se um operador como “desocupado” na medida

em que existe uma estação que não está a produzir em consequência deste investimento na formação.

Para representar esta parcela de turnos de “Ausência/Acção de Formação”, contabilizou-se o número

total de turnos que recaíam nesta categoria e calculou-se em percentagem do total de “turnos de

trabalho”. Recorre-se ao exemplo (ilustrativo) seguinte para demonstrar o cálculo:

Exemplo: Unidade produtiva a funcionar a 2 turnos, com 5 operadores por turno. Contabilizaram-se 2

faltas em 20 turnos. Considerou-se que estes 20 turnos, correspondem a 100 “turnos de trabalho” (20

turnos x 5 operadores/turno).

Neste exemplo ilustrativo, a taxa de absentismo, será 2%, apesar de se verificar que houve, em média,

uma falta a cada 10 turnos.

Cálculo TVA%

O tempo de valor acrescentado num turno (TVA), em segundos, de uma estação, é dado por:

𝑇𝑉𝐴𝑖 = ∑ 𝑇𝐶𝑝,𝑖 ∙ 𝑃𝐸𝑝

𝑝

Onde:

𝑖: índice da estação,

𝑝: índice da peça,

𝑇𝐶: tempo de ciclo em segundos, da peça 𝑝, na estação 𝑖,

𝑃𝐸: número de peças (𝑝) enviadas. Considerou-se que apenas as peças pedidas pelo cliente

constituíam valor acrescentado.

(1)

(2)

34

Para melhor ilustrar a produtividade das estações, optou-se por calcular o TVA em percentagem do

tempo que estas estavam efetivamente ocupadas, ou seja, relativamente às TO e ao tempo disponível

(TD) por turno. Deste modo, o TVA% é dado por:

𝑇𝑉𝐴%𝑖 = 𝑇𝑉𝐴𝑖

𝑇𝑂𝑖 ∙ 𝑇𝐷

Onde:


𝑇𝑂𝑖: taxa de ocupação da estação 𝑖,

𝑇𝐷: tempo disponível de um operador, num turno (26700 segundos).

Calculou-se ainda o TVA em percentagem da capacidade máxima de ocupação das estações

(TVA%TOTAL). Este cálculo é efetuado recorrendo à equação (3) impondo uma taxa de ocupação de 100%

e assumindo um TD equivalente à totalidade de um turno, 8 horas (28800 segundos).

Setups e Lotes de Produção

Para analisar os Changeovers, recorreu-se novamente aos registos de paragens. Para saber os tempos

de Setup, fez-se a média aritmética dos valores registados para cada ferramenta. Constatou-se que os

tempos de troca apresentavam uma variância considerável pelo que se optou por utilizar esta média

com o número máximo de registos.

Elaborou-se ainda uma sequência temporal dos Setups ao longo do ano 2015.

Semana 1 2

… Setup Ferramenta

A1 Ferramenta

A2 Ferramenta

B1 Ferramenta

C1 Ferramenta

C2 Ferramenta

A1

Figura 28 - Exemplo de sequência de Setups. Tabelas reais e completas em anexo (Anexo C1)

Com este calendário de trocas de ferramenta, torna-se possível:

Observar a ordem das trocas de ferramenta

Contar o número total de Setups de cada ferramenta (𝑆𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑓)

Calcular de quanto em quanto tempo se instalou cada ferramenta (Setup Every… days7):

𝑆𝐸𝑓 =𝐷2015

𝑆𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑓

Onde:

𝑆𝐸𝑓: tempo decorrido entre instalações de cada ferramenta 𝑓,

𝐷2015: número de dias produtivos em 2015.

Para obter os tamanhos médios dos lotes de produção foi necessário conhecer a produção total

(𝑃𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙) relativa ao ano 2015. Deste modo, optou-se por fazer um balanço aos Inventários de final de

ano. A Unidade Ford produziu todos os produtos que foram entregues ao cliente (𝑃𝐸) durante o ano

2015, mais o excedente (ou menos o deficit) da diferença de inventários entre o final do ano 2015 e o

final do ano 2014. O valor efetivo da produção de cada produto é, então, dado pelo seguinte balanço:

𝑃𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃𝐸 + 𝑆𝑡𝑜𝑐𝑘𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 2015 – 𝑆𝑡𝑜𝑐𝑘𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 2014

7 Instalado a cada… dias. Não se usou o conceito Every Part Every Interval (EPEI) uma vez que os ciclos das trocas eram aleatórios.

(3)

(4)

(5)

35

Assim, o Lote de Produção médio (𝐿𝑃𝑝 ) para cada produto (𝑝), é dado por:

𝐿𝑃𝑝 =

𝑃𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑝

𝑆𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑓

[𝑝𝑒ç𝑎𝑠/𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝]

Cadências e Lead-Time

Para calcular a cadência média imposta pelo cliente estudou-se o registo de produto enviado ao

cliente. Nos cálculos das TO e dos TVA% apenas se considerou a situação da Unidade Ford entre

outubro e dezembro, pelo que se decidiu considerar apenas a cadência neste período. Considerou-se

assim, que a cadência média semanal de cada peça, é dada pela média aritmética da quantidade

enviada semanalmente.

Verificou-se que nestes três meses, a Unidade esteve ativa durante 11,4 semanas e efetuaram-se

envios em 12,4 semanas (0,4 corresponde aos 2 primeiros dias do mês de outubro serem 5ª e 6ª da

semana 40). Deste modo, a média foi “corrigida” para se obter a cadência efetivamente imposta ao

sistema produtivo – espera-se que este efetue em 11,4 semanas, a produção correspondente às 12,4

semanas que se realizam envios ao cliente.

Seguidamente, analisaram-se os registos de inventários que apresentavam, para todas as referências,

o número de peças armazenadas na forma de produto intermédio (PI) e de produto acabado (PA), ao

longo do ano 2015. Calculou-se o valor médio de inventário para cada referência e relacionou-se com

a respetiva cadência imposta pelo cliente, de maneira a obter os Lead-Times para todas as referências,

tanto em PI como em PA. Deste modo, o Lead-Time, em semanas, é dado por:

𝐿𝑒𝑎𝑑 𝑇𝑖𝑚𝑒𝑝,𝑒 =𝑆𝑡𝑜𝑐𝑘𝑝,𝑒

𝐶𝑆𝑝

Onde:

𝑝: índice peça,

𝑒: índice estado da peça (PI, PA),

𝐶𝑆𝑝: cadência semanal imposta pelo cliente, para a peça 𝑝.

O inventário de matéria-prima (MP) nem sempre era registado. No entanto, obteve-se a informação

do responsável do departamento Supply-Chain que a empresa guardava, em média, 4 dias de stock de

coils, pelo que se usou esta aproximação para todas as peças.

2ª Fase – Identificação de bottleneck e Tempo Disponível para Setups (TDS) Para identificar o(s) bottleneck(s) do sistema produtivo, estabeleceu-se a cadência imposta pelo cliente

(TT) com base no forecast8 e, para cada produto, identificaram-se os tempos de ciclo reais (TCreal). Com

o produto destes dois valores, obtêm-se os tempos produtivos (TP) para cada produto. Somando os

tempos produtivos dos produtos que passam numa dada estação pode-se aferir quais as estações que

requerem mais tempo para efetuar a produção exigida, sendo assim identificadas como os bottlenecks

do sistema produtivo.

8 Apesar de se estar a examinar o estado atual do sistema produtivo com base em ocorrências passadas, para esta análise usou-se a cadência de previsão futura. Visa-se melhorar o sistema produtivo, sem comprometer a sua resiliência a possíveis aumentos de procura do cliente.

(6)

(7)

36

𝑇𝑃𝑖 = ∑(𝑇𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖∙ 𝑇𝑇)𝑝

𝑝

Onde:

𝑇𝑃𝑖: tempo produtivo (semanal) da estação 𝑖,

𝑇𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖,𝑝: tempo de ciclo real da peça 𝑝 na estação 𝑖,

𝑇𝑇𝑝: cadência semanal da peça 𝑝.

Tempos de Ciclo Reais (TCreais)

Sabia-se que os tempos de ciclo (TC) já medidos não correspondiam aos TCreais pois tinha-se observado

que os processos continham paragens associadas, que nesta fase ainda não se queria analisar em

detalhe. Assim, numa primeira simplificação, optou-se por considerar a produção média que uma

estação realizava durante período de tempo (sem contabilizar trocas de ferramenta).

Exemplo: Estação Divider/Estática esteve um turno a produzir Dividers Frontais (Esquerdas) passando

depois a produzir Dividers Traseiras (Direitas). Assistiu-se a que horas se trocou a ferramenta (neste

caso foi a ¾ do turno) e subtraiu-se o tempo desta troca ao tempo disponível (TD). Verificou-se no final

do turno o total de peças produzidas de cada tipo e dividiu-se pela proporção do turno para obter o

TCreal de cada uma.

𝑇𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑒ç𝑎𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑧𝑖𝑑𝑎𝑠

𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑑𝑜 𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑧𝑖𝑟

Cadência imposta pelo cliente (forecast)

Com base no forecast dos primeiros meses de 2016, estabeleceu-se a cadência média imposta pelo

cliente. Constatando que a previsão continha alguma variância, optou-se por acrescentar 1 σ (desvio

padrão) à média aritmética nas estações com troca de ferramenta, para majorar a resiliência do

sistema produtivo. Nas demais estações considerou-se apenas 0,5 σ.

Tempo Disponível para Setups (TDS)

Ainda nesta fase de análise global, calculou-se o tempo de que o sistema produtivo dispunha para

realizar Setups.

𝑇𝐷𝑆 = 𝑇𝐷𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 − ∑ 𝑇𝑃𝑖

𝑖

Onde TDtotal é o tempo total que o sistema produtivo está ativo e corresponde ao somatório dos

tempos disponíveis de cada operador, em uma semana.

𝑇𝐷𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ∑ 𝑇𝐷 ∙ #𝑡𝑜,𝑠𝑒𝑚𝑎𝑛𝑎

𝑜

Onde:

𝑜: índice operador,

𝑇𝐷: Tempo que o operador tem disponível, por turno, para trabalhar,

#𝑡𝑜: número de turnos que um operador trabalha por semana (valor fixo = 5).

(8)

(9)

(10)

(11)

37

3ª Fase – Análise VSM (MP-VSM) Neste caso de estudo, os diferentes produtos percorriam caminhos de criação de valor diferentes,

tornando a tarefa de condensar a informação de todo o sistema produtivo num só VSM extremamente

dificultada. Mesmo a agregação em famílias de produtos requeria simplificações (e por vezes

complicações) que tornavam a informação contida no VSM menos precisa e menos clara.

Construção VSM

Para simplificar a demonstração que se segue, recorre-se à seguinte nomenclatura:

a Perfiladora é uma estação de nível 1, pois recebe matéria prima e faz perfis;

as demais estações são nível 2, pois pegam nesses perfis e executam os respetivos processos.

Inicialmente visava-se apresentar três famílias de produtos (Tabela 11), correspondendo às três

estações de nível 2 da unidade produtiva: Glass Frontal, Glass Traseiro e Divider. No entanto

observaram-se situações de exceção em todas estas.

Tabela 11 - Famílias de Produtos

Família de Produtos Nível 1 Nível 2

Glass Frontal (GFE, GFD)

- São produzidos em estações iguais e simétricas, mas com

TC diferentes

Glass Traseiro (GTLE, GTLD, GTCE, GTCD)

TC dos perfis longos (GTLE, GTLD) é maior do que o TC dos

perfis curtos (GTCE, GTCD) -

Divider (DFE,DFD,DTE,DTD,DEE,DED)

TC dos perfis frontais (DFE, DFD) e traseiros (DTE, DTD) são iguais; TC dos perfis extensão

(DEE, DED) é maior

Dividers Frontais e Traseiras incorrem num processo de

pintura (em outsourcing), mas têm o mesmo TC. As Divider Extensão não são pintadas,

mas têm um TC maior

Com base nesta informação, construíram-se VSMs com as seguintes agregações de produtos e

simplificações:

Glass Frontal – apresentam-se os dois TC descriminados, no nível 2.

Glass Traseiro – apresentam-se os dois TC descriminados, no nível 1.

Divider Frontal e Traseira – têm tudo em comum, exceto a capacidade das racks, que é pouco

relevante.

Divider Extensão – foi necessário representar estes produtos isoladamente. A alternativa de

condensar todas as Dividers no mesmo mapeamento, iria complicar

desnecessariamente a interpretação do VSM.

Perante esta multitude de VSMs que representavam isoladamente os caminhos de criação de valor

para as diferentes famílias de produtos, encontrou-se dificuldade em avaliar o Sistema Produtivo.

Numa tentativa de manter os conceitos fundamentais e nomenclaturas do VSM, criou-se um método

alternativo de representação da cadeia de valor para representar multiprodutos o Multiproduct Value

Stream Map (MP-VSM) (Anexo C2).

Assim, apresenta-se apenas o VSM da família de produtos predominante do sistema produtivo: Divider

Frontal e Traseira. O MP-VSM, condensa toda a informação, relativa à cadeia de criação de valor de

todos os produtos.

38

Identificação Pontos Críticos

Por observação do MP-VSM, identificaram-se:

as estações com menores TO e TVA%

os inventários com maiores Lead-Times

os Setups com maior valor absoluto e aqueles com maior impacto no respetivo lote de

produção

4ª Fase – Diagnóstico Procurou-se, nesta fase, apurar as causas-raiz que estavam na origem dos pontos críticos identificados.

Para o efeito, efetuaram-se análises mais detalhadas aos indicadores (TO e TSVA%9) das estações e aos

Lotes de Produção.

Tabela 12 - Quadro síntese das metodologias adotadas para diagnosticar os pontos críticos

Taxas de Ocupação Comparação cadência imposta com capacidade produtiva

TSVA%

Análise dos registos de paragem e observação dos procedimentos:

identificação dos tipos de paragem e respetivos procedimentos

distribuição dos tempos

Lotes de Produção Análise à variabilidade da cadência imposta e cálculo do número de turnos necessários para produzir em JIT

Análise dos indicadores das Estações

Esta análise visa apurar os motivos para as baixas TO e TVA% das estações identificadas no MP-VSM.

Taxas de Ocupação

Para compreender os valores das TO, procurou-se conhecer a capacidade máxima de produção para a

qual a Unidade foi projetada. Obteve-se esta informação junto do departamento de Engenharia de

Processo. Comparou-se, então, este valor com a cadência média do período analisado (outubro a

dezembro 2015).

Tempos Sem Valor Acrescentado (TSVA)

Identificadas as estações com menores TVA%, optou-se por averiguar as suas distribuições de tempo.

Para o efeito, realizaram-se observações in situ para identificar os diferentes tipos de paragens e

agrupá-los em categorias.

Recorreu-se aos registos de paragens de outubro a dezembro, para obter os tempos de paragem

associados a cada categoria. Nesse sentido, classificou-se cada entrada do registo de acordo com o seu

tipo de paragem (Tabela 13).

9 Complementar do TVA%

39

Tabela 13 - Categorias de Paragens: Definição e exemplos

Categoria Definição Exemplos de Tipos de Paragem

Downtime Paragens por avaria ou falha de equipamento

Avarias

Fuga de Óleo

Fuga de Água

Changeover

Trocas de Ferramenta. Inclui os procedimentos associados à troca: afinações de primeira peça, troca de rack, registo no SAP, registo de sucatas, entre outros

Troca de Ferramenta

Ajustes

Paragens para medição de peças e ajuste dos parâmetros da máquina para assegurar que as peças estão conforme os critérios de aceitação

Medições de Peças

Ajustes Dimensionais

Ajustes de Soldadura

Paragens de Processo

Paragens previstas no processo produtivo

Troca de Coil

Troca de Rack

Fresagem de Elétrodos

Para cada categoria, efetuou-se um levantamento de todas as paragens e respetivos tempos. Deste

modo, foi possível obter o tempo total de paragem em cada categoria, bem como o número de

ocorrências de cada tipo de paragem. Em seguida, calculou-se o tempo total de cada categoria de

paragem, em percentagem da TO e do TD (𝐶𝑃%), para cada estação, ou seja:

𝐶𝑃%𝑐,𝑖 = 𝐶𝑃𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑐,𝑖

𝑇∙

1

𝑇𝑂𝑖 ∙ 𝑇𝐷

Onde:

𝑖: índice estação,

𝑐: índice categoria de paragem,

𝐶𝑃𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙: tempo total de paragem da categoria 𝑐 na estação 𝑖 (entre outubro e dezembro),

𝑇: número total de turnos decorridos entre outubro e dezembro de 2015,

𝑇𝑂𝑖: taxa de ocupação da estação 𝑖,

𝑇𝐷: tempo disponível de um operador, num turno (26700 segundos).

Reuniram-se os valores obtidos numa tabela, para comparar e interpretar os resultados. O objetivo

desta análise era verificar se as estações da unidade partilhavam as mesmas distribuições de tempos

de paragem.

Construíram-se ainda diagramas de Pareto, também relativos a cada estação, que apresentam

simultaneamente, o impacto de cada tipo de paragem no tempo disponível bem como as suas

frequências de ocorrência (por turno).

Habitualmente, os diagramas de Pareto ilustram o impacto que cada acção tem como uma

percentagem do total de acções consideradas, ou seja, tipicamente o somatório de todas as acções

iguala 100%. No entanto, optou-se por representar as acções (Tipos de Paragem), em percentagem do

tempo disponível em cada estação – corresponde a subdividir as categorias dentro dos pie-charts. Com

esta representação, as parcelas mantêm a proporcionalidade, apenas se altera a escala.

(12)

40

Análise aos Inventários (Lead-Times)

Com esta análise pretende-se aferir o motivo dos elevados inventários e consequentes longos Lead-

Times, identificados no mapeamento da cadeia de valor.

Regra geral, sabe-se que estes são consequência dos largos lotes de produção, que por sua vez são

consequência dos longos tempos de Setup. Neste sentido, efetuou-se uma análise aos lotes de

produção para descobrir o(s) motivo(s) para este planeamento.

41

5. Resultados: Interpretação e Diagnóstico Neste capítulo apresentam-se os resultados obtidos da análise realizada à Unidade Ford. A

interpretação e subsequente diagnóstico foram efetuadas seguindo as 2ª, 3ª e 4ª Fases da metodologia

(Figura 26).

5.1. Análise Global: Identificação dos bottlenecks Com a cadência imposta pelo cliente (Anexo D1) e os tempos de ciclo reais (Anexo D2) dos diferentes

produtos, apuraram-se os tempos produtivos (Tabela 14) necessários para cada estação realizar a

respetiva produção – excluindo os tempos de troca de ferramenta.

Tabela 14 - Tempo produtivo semanal, por estação (estado inicial)

Estação Tempo Produtivo

[h/semana]

Perfiladora 59,1

Glass Traseiro 33,8

Glass Frontal Esquerdo 41,3

Glass Frontal Direito 37,3

Divider/Estática 63,2

Deste modo identificaram-se as estações “críticas” do sistema produtivo:

Perfiladora

Divider/Estática

Com este tempo destinado a produção (234h e 45min), restam 25h e 7min disponíveis para Setups

(TDS).

5.2. Interpretação VSM: Pontos Críticos Pela análise aos VSM’s, podem-se identificar os seguintes constrangimentos ao fluxo produtivo:

As estações Glass Traseiro e Glass Frontal (Esquerda e Direita) têm taxas de ocupação baixas

Todas as estações têm TVA% relativamente reduzidos

Praticamente todos os buffers (intermédios e de produto acabado) têm longos lead times, na

ordem das semanas

A Perfiladora, estação comum a todas as referências, é a estação com maiores tempos de

Setup

Para apurar as causas das baixas TO e TVA%, efetuou-se uma análise à performance das estações e às

suas distribuições de tempo (Capítulo 5.3).

Para avaliar o motivo para os inventários elevados, estudou-se o planeamento de produção e a

influência dos tempos de Setup (Capítulo 5.4).

42

Figura 29 - VSM Divider Frontal e Divider Traseira (estado inicial)

43

5.3. Performance das Estações Aglomeraram-se os indicadores das estações numa tabela para facilitar a comparação e análise dos

mesmos (Tabela 15).

Tabela 15 - Resumo Performance Estações

Estação Taxa de Ocupação

[%] TVA% TVA% TOTAL

Perfiladora 85 60,2 47,5

Glass Traseiro 44 60,3 24,5

Glass Frontal Esq. e Dir. 53 72,7 36,1

Divider/Estática 85 56,1 44,3

Global 63,3 37,7

Taxas de Ocupação Constata-se por observação da tabela anterior (Tabela 15) que as taxas de ocupação são relativamente

baixas. Este fenómeno já era previsível, uma vez que a Unidade dispunha de 5 estações e de apenas

3,5 operadores por turno10: resultando numa média de 1,5 estações abandonadas por turno.

Relembra-se que a equipa da Unidade Ford sofreu reduções no decorrer de 2015.

Procurou-se identificar a razão para esta redução na força de trabalho e consequente desocupação

das estações. Para o efeito, recorreu-se às cadências impostas pelo cliente neste período para apurar

a cadência de cada estação. Considerou-se “cadência de uma estação” como o número médio de peças

que passam pela estação (todas as referências nela produzidas).

Tabela 16 - Cadência semanal por estação

Estação Cadência Média Semanal

[total peças por estação/semana] Capacidade Semanal Projetada [total peças por estação/semana]

Perfiladora 20 322 29 000

Glass Traseiro 1 404 3 000

Glass Frontal Esq. e Dir. 5 113 11 000

Divider/Estática 7 405 15 000

Junto do departamento de Engenharia e Processo, apurou-se que as linhas produtivas haviam sido

projetadas (Tabela 16) para uma capacidade máxima de 1100 carrinhas por dia (até 1400, recorrendo

a um turno nocturno). No entanto, a cadência atual correspondia a uma média de cerca de 550

carrinhas por dia, justificando-se assim a desocupação das estações. Esta circunstância conduziu a

empresa a procurar novos clientes, resultando na aquisição do cliente Mercedes.

10 Duas equipas, uma de 3 e uma de 4 operadores, corresponde a uma média de 3,5 operadores por turno.

44

Tempos não-produtivos – TSVA% Os baixos TVA% generalizados indiciam elevados tempos não produtivos (TSVA%). Neste sentido

procurou-se identificar as distribuições de tempo das estações para apurar os motivos de paragem que

provocavam esta baixa eficiência.

Tabela 17 – Distribuição do tempo sem valor acrescentado (TSVA)

Estação Downtime [%]

(Avarias) Setups [%] Ajustes [%]

Paragens de Processo [%]

Outros [%]

Perfiladora 7,2 13,3 8,3 8,6 2,4

Glass Traseiro 7,3 7,8 13,4 2,2 9,1

Glass Frontal Esq. e Dir.

4,9 - 9,3 2,0 11,0

Divider/Estática 1,2 4,1 12,1 8,8 17,7

Global 4,8 5,7 10,4 5,6 10,2

Formação/Ausências 10,4%

Desta tabela destacam-se 3 situações mais críticas:

as paragens do tipo “Ajustes” são o problema predominante do sistema produtivo e comum a

todas as estações,

as trocas de ferramenta da Perfiladora são significativas, como já havia sido identificado na

interpretação do MP-VSM,

a Divider/Estática tem um valor invulgarmente alto na categoria “Outros”.

As ausências/operador em formação apresentadas, correspondem ao valor efetivo (Capítulo 4.2,

Secção “Cálculo Taxas de Ocupação”).

Paragens para Ajustes

Observou-se que durante a produção, os operadores efetuavam verificações aleatórias dos produtos

nas respetivas galgas de medição, sem registar no computador. Sempre que um operador observasse

uma cota demasiado próxima ou mesmo fora das tolerâncias, procedia a ajustes.

Este processo requer que o operador visualize “mentalmente” a deformação para procurar identificar

a causa para o desvio. Procede então ao ajuste dos parâmetros da máquina para o corrigir. Trata-se de

um processo iterativo (tentativa-e-erro), o qual o operador repete até as cotas da peça estarem dentro

dos critérios de aceitação.

45

Figura 30 - Esquema do processo iterativo de medição e ajuste de produtos (realizado pelo operador)

Relembra-se que a categoria de paragens para “Ajustes” contempla, maioritariamente, paragens para

medição de peças e ajustes dimensionais.

Para diagnosticar e solucionar esta situação recorreu-se às ferramentas dos sistemas de gestão da

qualidade. Aferiu-se que as medições eram efetuadas frequentemente por indicação do chefe de

equipa, uma vez que a consequência de receber uma reclamação do cliente tinha um custo de

penalização, equivalente a uma semana de trabalho de toda a Unidade Ford. A razão-de-ser para esta

falta de confiança no processo, que requeria constante monitorização, prende-se com a variância das

cotas do produto. Não sendo possível efetuar uma monitorização à saída dos processos – do tipo SPC

(Statistical Process Control) – procurou-se identificar a causa raiz para esta variância, que embora não

estivesse quantificada – precisamente pela falta de SPC – se sabia que existia, pela ocorrência

frequente de ajustes dimensionais.

Seguindo a lógica do Diagrama de Ishikawa, listaram-se as possíveis causas para esta variância das

características dos produtos à saída dos processos:

a) Operador,

b) Equipamento,

c) Equipamento de Medição e

d) Matéria-Prima.

a) Uma vez que a ocorrência era generalizada e ocorria em todas as estações, inclusivamente na

Perfiladora que é um equipamento automático, descartou-se a possibilidade de a causa provir dos

operadores.

46

b) Procedeu-se então a uma análise ao equipamento e verificou-se que, segundo as especificações dos

encoders e cilindros, estes teriam precisão superior às tolerâncias impostas. Desta forma, sem se

excluir a possibilidade de o problema advir do equipamento em si, optou-se numa primeira

abordagem, por avançar para a causa-possível seguinte.

c) Efetuaram-se testes aos esquipamentos de medição: realizaram-se medições repetidamente à

mesma peça para aferir a repetibilidade e diferentes operadores efetuaram as mesmas medições para

verificar a reprodutibilidade. Verificou-se que estes eram precisos, na medida em que muito raramente

registavam valores diferentes para a mesma medição e nestas raras ocorrências, a ordem de grandeza

do erro era de uma décima de milímetro. As tolerâncias impostas às cotas dos produtos eram

tipicamente ±0,50 mm, pelo que esta pequena variância pode ser considerada como “ruído”11

aceitável. Posto isto, espera-se que se o modelo for bem projetado, a variância induzida pelos

equipamentos de medição, será à partida negligenciável.

d) Restava analisar a matéria prima. Para o efeito, analisou-se as especificações do material recebido

do fornecedor. Constatou-se que o documento não continha nenhuma especificação para a rigidez do

material – Módulo de Young – apenas especificava os limites para a composição química e para a

resistência mecânica – Tensão Limite de Elasticidade e Tensão de Ruptura (Anexo D3). As

especificações acordadas com o fornecedor aceitavam um largo espetro de tensões de cedência, facto

que pode estar na origem deste problema, uma vez que este valor tem influência na recuperação

elástica do material, como se pode depreender pela ilustração seguinte.

Figura 31 - Curva de Tensão-Extensão. Demonstração da diferença de recuperação elástica associada a diferentes tensões de cedência

Esta demonstração pode justificar o comportamento relatado pelo chefe de equipa, relativamente ao

processo de dobragem (bending) dos perfis: “media uma peça e tinha determinadas cotas, media a

peça seguinte e parecia que ela abria”, ou seja, tinha uma recuperação elástica maior que a anterior.

11 Num modelo de regressão, considera-se ruído, as variáveis não quantificáveis nem manipuláveis que induzem variância no resultado

47

Paragens Complementares

A categoria “Outros” surge com a necessidade de “preencher” a distribuição de tempo das estações.

Para cada estação, sabe-se o TVA% e as restantes paragens consideradas, no entanto constata-se que

a soma destas parcelas não completa a totalidade do tempo disponível no turno, surgindo assim esta

categoria.

Nesta, estão incluídos tempos de paragem que não se inserem em nenhuma das categorias

inicialmente consideradas, tais como: sobreprodução, paragens não registadas, idas ao WC, idas ao

Posto Médico ou aos Recursos Humanos e outras interrupções imprevistas.

De todas as estações, a Perfiladora é a única automática, ou seja, está menos suscetível a interrupções

imprevistas. Como tal, nesta categoria, apresenta um valor bastante menor que as restantes estações.

Observou-se que a Divider/Estática supera largamente as outras estações, nesta categoria. Durante as

medições e estudos efetuados, constatou-se que nesta estação, o operador demorava entre 20 e 30

minutos a iniciar a produção. Neste período, tinha de esperar pelos colegas das outras estações

enquanto estes produziam a primeira peça, efetuavam as medições (e ajustes, se necessário) e

introduziam as cotas no único computador da Unidade. Só após os colegas finalizarem estas tarefas, é

que o operador da Divider podia realizar estes mesmos procedimentos de início de turno. Após este

registo no computador, o operador ainda tinha de levar essa mesma primeira peça produzida até ao

quadro de receção da Unidade Ford – onde estão expostas as primeiras peças de cada lote de

produção.

Figura 32 - Quadro peças na área de receção da Unidade Ford

Este atraso, de certo modo, representa uma diminuição do Tempo Disponível para esta estação. Se

esta demora inicial não existisse, a estação estaria dentro da média das outras.

Tempos de Paragem por Estação

Procedeu-se a uma análise individual das estações, para avaliar os respetivos tempos de paragem.

Neste sentido, construíram-se diagramas de Pareto (Anexo D4) para cada estação, para identificar os

tipos de paragem com maior consumo de tempo. Para facilitar a identificação visual dos tipos de

paragem atribuiu-se uma cor a cada categoria:

Paragens de Setup: Azul

Paragens para Ajustes: Vermelho

Paragens de Processo: Verde

48

Figura 33 - Diagrama de Pareto para as paragens da Estação Divider/Estática

Destes diagramas identificaram-se os procedimentos mais críticos:

as medições de peças e ajustes dimensionais são atividades que consomem bastante tempo

em todas as estações. Inserem-se na categoria “Ajustes”, que já foi analisada e diagnosticada

as trocas de rack e de coil, nas estações Perfiladora e Divider/Estática são as paragens mais

significativas destas estações (categoria “Paragens de Processo”)

as trocas de ferramenta na estação Glass Traseiro, representam maior impacto no tempo útil

da estação (categoria “Setups”)

de todas as trocas de ferramenta efetuadas na Perfiladora, o Setup da ferramenta Divider é o

que tem maior impacto no tempo útil da estação (categoria “Setups”)

Observa-se que o procedimento de maior impacto é a troca de coil na Perfiladora, pelo que se

apresenta no Capítulo 6.3, uma aplicação da metodologia SMED visando reduzir a ineficiência deste

processo.

Na estação Divider/Estática, as trocas de racks de produto intermédio (PI) e de produto acabado (PA)

são realizadas pelo próprio operador. Para realizar estas trocas, o operador recorre a um porta-paletes

manual para transportar as racks. Verificou-se também que o operador ia ao supermercado, situado

fora da unidade, para reabastecer as brackets (necessárias ao processo) duas a três vezes por turno.

Efetua-se uma análise mais detalhada a estes procedimentos, juntamente com propostas de melhoria,

no Capítulo 6.4.

Constatou-se ainda que a fresagem de elétrodos, apesar de não representar um impacto considerável

no sistema produtivo, era um desperdício desnecessário e facilmente eliminável. No caso da estação

Divider/Estática, os elétrodos necessitam de ser fresados a cada 1500 pontos de soldadura. Esta acção

é realizada pelo técnico de manutenção, tem uma duração aproximada de 25 minutos, e durante este

período tanto a estação como o operador que a ocupa, estão parados.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

Freq

uên

cia

(Oco

rrên

cias

/tu

rno

)

Per

cen

tage

m d

o T

emp

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isp

on

ível

na

Esta

ção

(p

or

turn

o)

Tipos de Paragem: Divider/Estática

49

5.4. Inventários e Lead-Time Tendo já identificado os motivos “típicos” que levam a inventários desmesurados, no Capítulo 4.2

(Secção “Análise aos Inventários (Lead-Times)”), procurou-se identificar se haveria algum motivo

particular para os lotes de produção serem tão elevados. Em seguida, verificou-se se seria possível, no

estado atual, realizar ciclos completos de troca de ferramenta, com o tempo disponível para Setups

(TDS) de que o sistema produtivo dispõe.

Análise aos lotes de produção Para facilitar a análise que se segue, sumarizou-se num gráfico (Figura 34) os Lead-Times de todas as

referências nas diferentes fases de transformação – matéria prima, produto intermédio e produto

acabado – indicando as cadências semanais para cada referência.

Figura 34 - Lead-Times e Cadências semanais de cada produto. MP: Matéria-prima; PI: Produto intermédio; PI-Caetano: Produto Intermédio no Fornecedor de serviço de pintura em outsourcing; PA - Produto acabado

Observa-se que as referências com menor cadência têm maiores Lead-Times. Daqui pode-se

depreender que, independentemente dos níveis de stock destas peças, estes são desproporcionais à

cadência imposta pelo cliente.

Verificou-se que, para estas referências (com menores cadências), a capacidade das racks estabelecia

o tamanho do lote de produção. Nestes casos, o lote de produção era largamente superior à cadência

semanal da peça (Tabela 18).

0

2

4

6

8

10

12

14

Sem

anas

de

Lead

Tim

e

MP PI PI - Caetano PA

Cadência [peças/semana]

50

Tabela 18 - Comparação cadência com capacidade das racks

Produto Cadência Semanal [peças/semana]

Capacidade Rack PI [perfis]

Capacidade Rack PA [peças]

Glass Traseiro Longo (E/D) 488 600 128

Glass Traseiro Curto (E/D) 214 600 128

Divider Traseira (E/D) 690 2200 384

Divider Extensão (E/D) 479 2200 525

Pela observação destes valores verifica-se que, só se justifica produzir perfis de Divider-Extensão a

cada 5 semanas e perfis de Glass-Traseiro-Curto ou de Divider-Traseira a cada 3 semanas

(aproximadamente).

Ciclos de troca de Ferramenta Constatou-se que o ciclo de trocas de ferramenta atual era aleatório (levando a um EPEI “infinito”).

Verificou-se ainda que o Tempo Disponível para Setups (TDS) semanal era superior ao tempo

necessário para realizar ciclos completos de trocas de ferramenta em cada estação (Tabela 19).

Tabela 19 - Tempo de ciclo completo de Setup em cada Estação

Estação ∑Tempo de Setup [h]

Perfiladora 15

Glass Traseiro 4

Divider/Estática 2

Total 21

TDS 29,5

Este resultado indica que, mesmo no estado atual e sem alterações ao sistema produtivo, este já tem

capacidade de realizar ciclos completos de trocas de ferramenta semanalmente – sendo assim possível

reduzir lotes de produção e consequentemente reduzir stocks.

Neste sentido, uma das alterações propostas é precisamente a redução dos lotes de produção

(Capítulo 6.6).

51

6. Propostas de Melhoria No decorrer da análise aos resultados, identificaram-se vários desperdícios, que se considerou como

sendo oportunidades para melhorar o sistema produtivo. Neste capítulo, apresentam-se as melhorias

propostas – algumas já implementadas, outras agendadas para implementação posterior.

Apresenta-se um sumário das situações identificadas e metodologia adotada para as

melhorar/resolver (Tabela 20).

Tabela 20 - Tabela Síntese das propostas de melhoria

Estação Objetivo Método

Todas Redução dos tempos de paragem

para Ajustes Alteração da matéria-prima. Execução

de DOE e implementação de SPC

Perfiladora Redução do tempo de troca de

ferramenta SMED

Perfiladora Redução do tempo de troca de coil SMED

Divider/Estática Redução dos tempos: trocas de

rack e ida ao supermercado Alterações de layout

Divider/Estática Aumento da eficiência dos

procedimentos de início de turno Criação de nova estação de apoio

Divider/Estática Eliminação do tempo de espera

associado à fresagem de elétrodos Alteração do processo

Glass Frontal Redução tempo de ciclo na

estação Glass Frontal Alteração do processo

Glass Frontal Redução do tempo de troca de

racks de perfis Criação de buffers

Todas Redução dos Inventários (Lead-

Times) Redução do tamanho dos lotes de

produção

6.1. Redução dos Tempos de Paragens para Ajustes Identificaram-se duas opções para reduzir os tempos associados a estas paragens: tentar solucionar o

problema na sua causa-raiz, ou tentar arranjar solução para “conviver” com o problema de forma a

minimizar o seu impacto.

Como foi diagnosticado (Capítulo 5.3, Secção “Paragens para Ajustes”), a causa-raiz mais provável para

estas paragens é a variância das características da matéria-prima.

Primeira opção

Confirmação da causa-raiz

Para confirmar este diagnóstico propôs-se à empresa pedir ao seu fornecedor para estreitar a

tolerância da resistência mecânica do material. Aferiu-se que obter um material com menor variância

nas suas características, correspondia a uma subida na categoria, levando a um aumento do seu custo.

Foi então sugerido solicitar este aumento da categoria da matéria prima para efetuar um teste.

52

Fornecer à Unidade Ford esta matéria prima de melhor qualidade durante dois meses e analisar os

registos de paragem, relativos a esse período, para verificar se o tempo e frequência dos ajustes

dimensionais havia diminuído. Se se verificar que estes baixam, poder-se-á optar por manter esta

matéria-prima e dar indicação aos operadores para reduzirem a frequência das medições aleatórias

dos produtos. Nestas condições, os tempos desta categoria de paragem diminuiriam.

O passo seguinte: Design Of Experiment (DOE)

Posteriormente, realizando DOE’s em todas as estações (ou recorrendo ao método de Taguchi), poder-

se-ia encontrar os parâmetros ideais para cada equipamento. Recorrendo à extensa experiência dos

operadores, começar-se-ia por identificar as “cotas chave” de cada produto – aquelas que definem se

a peça está com curvatura ou torção a mais ou a menos, ou seja, os Key Performance Output Variables

(KPOV). Em seguida, recorrendo novamente ao know-how dos operadores, identificavam-se os

parâmetros chave da máquina que eles tipicamente manipulam para alterar as “cotas chave” do

produto. Estes parâmetros da máquina seriam os Key Performance Input Variables (KPIV). Mais uma

vez, pela experiência dos operadores, resta aferir quais os valores típicos para os KPIVs identificados

para estabelecer os limites superior e inferior a usar na realização dos DOE’s (Figura 35).

Figura 35 - Representação esquemática das variáveis de um processo (Bagchi, 2011)

Constatou-se que no decorrer dos ajustes (estado atual), na maioria das máquinas, os operadores

manipulavam um único parâmetro, pelo que nestes casos mais simples poder-se-ia simplificar o estudo

para um One-Factor-At-A-Time (OFAT). Com esta simplificação e recorrendo à preparação descrita no

parágrafo anterior – definição dos KPOVs, do único KPIV e dos seus limites superior e inferior – pode-

se fazer variar o KPIV e registar a evolução dos KPOVs de modo a gerar uma regressão. Não esquecer

de medir várias peças para cada ensaio, de modo a contabilizar a variância causada por ruído.

No estado atual não faria muito sentido realizar estes estudos. A elasticidade e resistência mecânica

do material são variáveis com bastante influência nas cotas do produto e como já se constatou,

apresentam bastante variância. No entanto, o que impossibilita mesmo a execução destes estudos, é

o facto de esta variância não poder ser controlada12 e o facto de a empresa não dispor de meios para

a quantificar (nem se equacionou a hipótese de adquirir o equipamento necessário para realizar

ensaios mecânicos pela magnitude do investimento).

Assim sendo, constata-se que uma vez reduzida a variância das características da matéria prima, já

haveria condições para a realização destes estudos, pois poder-se-ia atribuir a dependência das cotas

12 Como se se tratasse de um KPIV.

53

dos produtos aos parâmetros das máquinas. A baixa variância da matéria-prima representaria (em

princípio) um ruído negligenciável.

Segunda Opção No caso de a empresa optar por se conformar com a matéria-prima de menor qualidade (se considerar

que o custo não justifica o benefício), pode realizar um dos estudos mencionados para criar um modelo

de regressão que poderá ajudar a reduzir o número de iterações nos ajustes atuais. No entanto,

adverte-se que o modelo obtido provavelmente não será robusto e requererá mais ensaios, uma vez

que se estará a considerar como ruído, uma variável bastante importante, com bastante variância e

sobre a qual não há controlo da parte de quem executa o estudo – a matéria-prima.

Melhoria subsequente Independentemente da decisão tomada, aconselha-se a implementação de uma monitorização do tipo

Statistical Process Control13 (SPC) à saída dos processos para “servir de Jidoka”. Deste modo o operador

não precisa de parar a produção aleatoriamente para medir peças nem está sujeito aos possíveis erros

de medição (operador, equipamento de medição, galga de medição, …) e ao mesmo tempo assegura-

se que não passam peças defeituosas para o cliente. Este controlo pode ser efetuado, por exemplo,

por meio de Scanning 3D, ou seja, câmaras instaladas à saída de cada máquina efetuam uma

digitalização da peça e esta é comparada com um modelo 3D da peça padrão (já com tolerâncias).

Esta tecnologia vanguardista, atualmente representa um investimento avultado. No entanto, com o

seu desenvolvimento fulminante espera-se que se torne mais acessível brevemente – em 2014 um

sistema de digitalização 3D custava aproximadamente 200 mil euros, atualmente (2016) estão a surgir

apps capazes de tornar um smartphone num scanner-3D.

Outra alternativa seria por meio de sensores (medidores de distâncias) posicionados em pontos-chave,

que verificariam as cotas das peças nesses pontos – mas novamente estima-se que, para a precisão

requerida, representem um investimento demasiado elevado. É possível complementar estes

sensores, com outros idênticos e mais acessíveis, para verificar se os cortes foram efetuados, nas

estações com corte por arrombamento – solução já implementada para monitorizar os cortes dos

perfis à saída da Perfiladora.

Com uma implementação bem-sucedida das alterações propostas, espera-se reduzir esta categoria de

paragens entre 75% e 90%. Esta estimativa, parte do princípio que os operadores deixam de medir

aleatoriamente produtos (pela presença da monitorização SPC) e os ajustes se tornam menos

frequentes e mais rápidos (pelos modelos de regressão sugeridos e parâmetros “ótimos” obtidos do

DOE).

13 Controlo Estatístico de Processos.

54

6.2. Redução do tempo de Setup na Perfiladora (SMED) Constatou-se pelo mapeamento da cadeia de valor e pela tabela de paragens (Tabela 17) que os

tempos de Setup na estação Perfiladora eram bastante significativos. Dos diagramas de Pareto desta

estação (Anexo D4) apurou-se que as trocas internas da ferramenta Divider eram as que mais

contribuíam, no total, para esta categoria de paragens. Deste modo, optou-se por analisar esta troca

em particular.

Constatou-se que neste Setup, a troca de ferramenta era relativamente rápida quando comparada

com o tempo total de paragem, sendo que a maioria do tempo era gasto no ajuste da primeira peça

do lote. Optou-se por verificar os restantes tipos de Changeover para aferir as suas distribuições de

tempo e verificar se esta ocorrência era generalizada.

Assim, observaram-se os diferentes tipos de trocas para apurar se haveria procedimentos comuns a

todos os Changeovers, no sentido de encontrar melhorias que fossem transversais a todos. Constatou-

se que estes continham 3 etapas:

1. Procedimentos Iniciais – procedimentos associados à finalização do lote anterior (trocar rack,

pesar e registar as sucatas, registar no SAP as peças produzidas)

2. Troca de Ferramenta

3. Preparação Final – ajustes e posicionamento de nova rack

Observaram-se diversas trocas e anotaram-se os tempos das etapas 1 e 2. Constatou-se que a terceira

etapa era bastante significativa e apresentava bastante variância. Uma vez que já se abordou no

Capítulo anterior o problema dos tempos de ajuste e o facto de serem procedimentos iterativos,

optou-se por ignorar esta parcela nesta análise. Com esta simplificação, não se pretende menosprezar

a sua contribuição, considerou-se que não fazia sentido realizar um estudo que visa standardizar um

processo, incluindo nele uma parcela (considerável) de tempo com uma variância acentuada.

Com as observações realizadas, apurou-se a seguinte distribuição de tempo:

Tabela 21 - Tempo das trocas de ferramenta na Estação Perfiladora

Ferramenta Principal

Setup [minutos] P.Iniciais + Troca = Total

Troca Interna [minutos] P.Iniciais + Troca = Total

Glass 8 + 75 = 83 5 + 5 = 10

Divider 8 + 130 = 138 8 + 15 = 23

Mercedes 8 + 125 = 133 8 + 60 = 68

Com estes tempos, considerou-se que seria mais eficaz aplicar a metodologia SMED ao Setup da

ferramenta (principal) Divider.

Para o efeito, listaram-se os procedimentos e tempos respetivos (Tabela 22) aglomerando-os em

etapas. Identificou-se ainda nesta tabela, recorrendo a um código de cores, as operações externas e

aquelas que se poderiam converter em externas:

Vermelho: Operação Externa

Amarelo: Operação Interna passível de ser convertida em Externa

55

Tabela 22 - Procedimentos de troca de ferramenta (Mercedes para Divider) na Estação Perfiladora

Etapa Procedimento Tempo

Procedimentos iniciais

Preencher label e colocar na última rack do lote de produção; Puxar rack para via de passagem (para

empilhadora arrumar) 02:00

Ir até à bancada de apoio: Levar sucatas do último lote produzido para pesar, imprimir etiqueta de

identificação (SAP) 05:00

Regressar ao posto de trabalho (e deixar sucatas no contentor)

01:00

Retirar Ferramenta

Cortar chapa na zona de soldadura; Dobrar sucata e levar à mesa de apoio; Selar coil com

braçadeiras/fita-cola 05:00

Pegar na Rebarbadora e cortar o perfil entre as ferramentas e à saída do Cutter

01:00

Desapertar fixações das ferramentas e retirar cabos de alimentação dos sistemas Hidráulico e

Pneumático; Dar a volta à máquina e tirar Cardans 12:00

Deslocar-se para apanhar o elevador e instalar viga de suporte

02:00

Retirar a primeira parte da ferramenta (Roller) e pousar na mesa

06:00

Retirar a segunda parte da ferramenta (Cutter) e pousar na mesa

06:00

Colocar elevador sobre ferramenta Divider (Roller) 01:00

Limpezas Limpar máquina e varrer aparas (sucatas dos cortes) 05:00

Colocar Ferramenta

Posicionar ferramenta Divider (Roller) na máquina 09:00

Arrumar viga de suporte e elevador 01:00

Apertar fixações e colocar cabos dos sistemas Hidráulico e Pneumático; Dar a volta à máquina e

colocar Cardans 18:00

Colocar Coil e Carimbo

Colocar coil no Desenrolador 3:30

Rodar Desenrolador 180° 00:30

Retirar coil (selado) do lote anterior 02:00

Entrar na máquina, abrir coil e fazer soldadura 05:30

Trocar Carimbo 02:00

Colocar óleo no depósito 01:00

Colocar Cutter no Hexapod

Ir buscar ferramenta secundária Divider (Cutter) 01:00

Colocar ferramenta no Hexapod, ajeitar e apertar parafusos de fixação

02:00

Dar a volta ao Hexapod para acabar de apertar os parafusos de fixação e colocar cabos dos sistemas

Hidráulico e Pneumático 02:00

Levar carro vazio e regressar 00:30

Efetuar Ajustes ao alinhamento do Hexapod 20:00

Preparação Final

Preparar rack, ir buscar separadores e preencher registo de paragem

04:00

Total 1:58:00

56

Para esta análise, não se consideraram as interrupções (por exemplo uma ida ao WC, paragem para

horário de almoço, …).

Identificação de Operações Externas Constatou-se que toda a etapa preparatória, que essencialmente correspondia à finalização do lote

anterior, podia ser executada fora do tempo de Changeover. Propõe-se, assim, que os procedimentos

desta etapa, bem como as restantes operações identificadas como externas, sejam executados antes

ou depois da troca:

Antes

Deslocar-se para apanhar o elevador e

instalar viga de suporte

Colocar coil no Desenrolador

Ir buscar ferramenta Divider (Cutter) e

posicionar junto à entrada da máquina

Preparar rack (do próximo lote) e ir

buscar separadores

Depois

Toda a Etapa de “Procedimentos

iniciais”

Arrumar viga de suporte e elevador

Retirar coil (selado) do lote anterior

Arrumar carro vazio da ferramenta

Divider (Cutter)

Preencher registo de Paragem

A ordem de execução destas operações externas não tem obrigatoriamente de ser a apresentada, uma

vez que estas não apresentam dependência sequencial. Estas foram listadas seguindo a ordem de

procedimentos registados (Tabela 22), para facilitar o seguimento desta explicação.

Uma vez que esta estação é automática, o operador tem disponibilidade para efetuar estes

procedimentos enquanto a máquina está a produzir.

Conversão de operações Internas em Externas O carimbo, situado antes da ferramenta de perfilagem, serve para identificar as peças com as

respetivas referências. Deste modo, a sua troca é realizada em todos os Setups, sejam de ferramenta

principal ou internos (Figura 16).

Esta troca de carimbo passa por:

1. Mover a torre de carimbo para a posição da peça a produzir14

2. Retirar a matriz do carimbo

3. Levar matriz à bancada (no interior da máquina) e trocar carimbo

4. Colocar matriz

De todos estes procedimentos, identificou-se que a troca do carimbo (procedimento 3) poderia ser

realizada fora do tempo de Changeover se existisse uma matriz extra. Este passo, leva cerca de 50%

de todo o tempo de troca de carimbo. Apesar de ser um ganho pouco relevante no tempo total de

troca de ferramenta (ganho de 1 minuto, numa troca com quase 120 minutos), o investimento também

é reduzido pois esta peça (matriz) é relativamente barata (Anexo E1).

14 A diferentes peças correspondem diferentes posições do carimbo.

57

Redução do tempo de Setup Nesta fase, fizeram-se duas abordagens:

1. procuraram-se soluções para reduzir os tempos das operações (Internas)

2. verificou-se quais as operações que podiam decorrer em paralelo, ou seja, recorrer a dois

operadores para efetuar o Setup

Alterações para reduzir tempo das operações Internas

Notou-se que uma parcela considerável do tempo era consumida a desapertar e a apertar os parafusos

que fixavam as ferramentas.

Deste modo, propõe-se adquirir uma aparafusadora pneumática para o operador poder realizar estas

tarefas mais rapidamente. Estima-se que a sua instalação seja facilitada, uma vez que a máquina já

dispõe de sistema pneumático. Esta ideia já havia sido sugerida pelo chefe de equipa e está em análise.

O entrave a este investimento, é a versatilidade que a aparafusadora teria de ter. As ferramentas desta

estação possuem diferentes tipos de parafusos e segundo a empresa estes não podem ser alterados.

Ou seja, à partida a primeira sugestão seria precisamente normalizar os parafusos, mas as ferramentas

(de perfilagem) são propriedade do cliente, e a empresa não pretende efetuar alterações a estas.

A aparafusadora necessitaria ainda de ter dimensões reduzidas para ser usada nos locais menos

acessíveis das ferramentas.

Estima-se que esta aquisição possa contribuir para reduzir os tempos de troca de ferramenta

(praticamente todos os desta estação) em aproximadamente 8 minutos.

Realização de operações em paralelo

Constatando-se que grande parte dos procedimentos não eram sequenciais (podiam decorrer em

paralelo), recorreu-se a gráficos de Gantt (Figura 36 e Anexo E2) para simular dois operadores a realizar

a troca.

Figura 36 - Diagrama de Gantt para a troca de ferramenta com 2 operadores. Azul: operador A; Amarelo: operador B; Verde: ambos operadores.

Em anexo encontra-se uma comparação deste procedimento 2 operadores VS. 1 operador (Anexo E2)

Verifica-se que a troca pode ser realizada em pouco mais de uma hora, sendo que apenas é necessário

recorrer ao segundo operador durante 44 minutos.

A última tarefa corresponde a um tipo de ajuste que requer apenas um operador. Nesta simulação,

considerou-se que a alteração do carimbo (conversão de uma operação interna em externa) já havia

sido implementada pela empresa.

58

Resultados Para facilitar a decisão sobre as alterações a adotar/implementar, resumiram-se as propostas e os

ganhos de tempo respetivos (Tabela 23).

Tabela 23 - Tempo ganho com cada proposta de alteração (SMED ferramenta Divider)

Proposta de alteração Ganho

Operações Externas (diversas) 22:00

Adquirir uma matriz de carimbo extra 01:00

Aparafusadora Pneumática 08:00

Recorrer a dois operadores para efetuar a troca 30:00

Caso todas estas melhorias sejam adotadas, prevê-se uma redução total de 1 hora e 1 minuto a este

Setup, ou seja, cerca de 52%.

Tabela 24 - Comparação tempo inicial de Setup com tempo final, após SMED

Tempo de Setup (inicial) 1:58:00

Tempo de Setup (final) 00:57:00

Redução 52%

Estas alterações permitem igualmente reduzir as restantes trocas de ferramenta nesta máquina:

Setups de ferramentas principais – estima-se uma redução aproximadamente igual a esta (61

minutos)

Changeovers internos – estima-se redução de 31 minutos, correspondente à contribuição das

3 primeiras propostas de alteração (Tabela 23). Esta redução não se aplica às trocas internas

da ferramenta Glass.

Considerou-se ainda que a proposta do capítulo anterior para reduzir tempos de ajuste, poderá reduzir

os tempos de ajuste de primeira peça em 50%. Optou-se por ser conservador nesta estimativa, na

realidade, se a matéria-prima apresentar variância negligenciável e com os DOE’s realizados, esta

parcela de tempo reduzir-se-á bastante mais.

6.3. Redução do tempo de troca de Coil na Perfiladora (SMED) De todas as paragens de processo registadas, entre todas as estações, a troca de Coil na Perfiladora

demonstrou ser a mais significativa, apresentando um tempo total de paragem maior que todas as

restantes.

Constatando-se que este procedimento tinha características equiparáveis a um Setup, optou-se por

recorrer à metodologia SMED para encontrar soluções para reduzir o tempo desta paragem. Filmou-

se o procedimento e através da análise do vídeo identificaram-se e cronometraram-se as diferentes

tarefas que compõem o processo. Listaram-se os procedimentos e tempos respetivos (Tabela 25)

aglomerando-os em etapas. Identificou-se ainda na tabela as operações externas e aquelas que se

poderiam converter em externas recorrendo a um código de cores:

Vermelho: Operação Externa

Amarelo: Operação Interna passível de ser convertida em Externa

59

Tabela 25 - Procedimentos de troca de coil na Estação Perfiladora



Esvaziar KLT’s de aparas (sucatas dos cortes) 00:12

Cortar chapa na guilhotina e prender a ponta no Clamp

00:20

Apanhar sucata, dobrar e pousar na mesa (de caminho para rodar o Desenrolador)

00:15

Carregar Desenrolador com novo coil

Retirar encostos do Desenrolador e pousar no chão 00:17

Apanhar manivela e desapertar Desenrolador 00:15

Levantar coil do chão (com o gancho do elevador) 01:03

Com o coil suspenso, verificar orientação da rebarba da chapa. Rodar o coil recorrendo ao apoio e pousar

no Desenrolador15 00:53

Arrumar gancho no apoio 00:18

Colocar encostos no Desenrolador, apanhar manivela e apertar

00:42

Abertura do novo coil

Rodar o Desenrolador 180° 00:19

Deslocar-se ao interior da máquina e cortar braçadeiras do coil

00:35

Dobrar sucatas (braçadeiras) e levar à mesa (fora da máquina)

00:21

Corta fita-cola envolvente ao coil 00:17

Retirar secção exterior do coil e cortar 00:10

Dobrar sucatas (secção exterior do coil e braçadeiras) e levar à mesa (fora da máquina)

00:16

Carregar no botão para “manualmente” fazer girar o Desenrolador e cortar a ponta na guilhotina

00:31

Soldadura

Prender extremidade do coil no Clamp 00:10

Preparação para soldar: apanhar viseira e elétrodo (TIG)

00:28

Soldar e arrumar material 00:25

Abrir Clamps e usar rebarbadora para retificar região da soldadura

00:25

Procedimentos Finais

Fazer passar chapa pelos rolos (tensor) e endireitar chapa

00:27

Dirigir-se à consola para retomar produção 00:15

Total 08:54

Identificação das Operações Externas Constatou-se que a Etapa “Carregar Desenrolador com novo coil” podia ser integralmente realizada

antes de iniciar a troca – observou-se inclusivamente que, por vezes, o operador já fazia esta etapa

antes de iniciar o processo de troca.

15 Aplicou-se metade do tempo medido porque esta acção só é feita metade das vezes.

60

Conversão de operações Internas em Externas

Redução da frequência de vazamento das KLT’s

A operação de esvaziar as KLT’s que contêm as aparas16, apesar de não representar um tempo

significativo neste processo, constatou-se que podia ser efetuada apenas uma vez por turno/dia. Para

o efeito, propõe-se ter apenas uma KLT grande, posicionada no chão, capaz de recolher todas as aparas

com guias tipo “escorrega”, como já existe para a ferramenta Mercedes (Anexo E1).

Remoção parcial das saídas/entradas na máquina

Observou-se que o operador tinha de se deslocar várias

vezes ao exterior da máquina para pousar as sucatas.

Procurou-se uma solução para que o operador pudesse

pousar as sucatas mais próximo do local onde estava a abrir

o novo coil. Sabendo que o operador não poderia reentrar

na máquina uma vez que esta retomasse o trabalho,

encontrou-se como alternativa pousar as sucatas num

carrinho deslizante que passava por baixo da grade

protetora.

Com esta alteração, o operador continua a dobrar as

sucatas, mas não perde tempo a deslocar-se até à mesa de

apoio fora da máquina.

Alterações para reduzir tempo das operações Internas Observou-se que o operador passava muito tempo em

movimento. No sentido de reduzir este desperdício, procuraram-se soluções para que o operador

pudesse realizar toda a troca sem sair do mesmo local.

Remoção total das saídas/entradas na máquina

Para atingir este objetivo, propõe-se uma solução arrojada: rodar a própria base do Desenrolador para

que o pedal estivesse acessível do interior da máquina. Com esta alteração, partindo do princípio que

a etapa de “carregar o Desenrolador com um coil novo” é realizada antes do Setup, o operador pode

realizar toda a troca sem sair da Perfiladora.

Em alternativa, pode-se abrir a base do Desenrolador para arranjar uma solução mecânica para

acrescentar um pedal que seja acessível do interior da máquina. Deste modo, este procedimento

torna-se também mais versátil, uma vez que seria possível girar o Desenrolador dos dois lados (Figura

38).

Redução do tempo de preparação/arrumação associado à soldadura

Mudou-se ainda o local da viseira de soldadura de modo a estar à mão do operador aquando da

preparação para soldar (Figura 38).

16 Pedaços de sucata resultantes dos cortes efetuados nos perfis (na própria Perfiladora).

Figura 37 - Tabuleiro deslizante para recolher sucatas do coil, após troca

61

Figura 38 – À esquerda: Operador a colocar coil no Desenrolador (note-se o pedal acessível apenas do exterior da máquina) À direita: Viseira de proteção reposicionada junto do local de soldadura

Resultados Para facilitar a decisão sobre as melhorias a implementar, resumiram-se na seguinte tabela seguinte

as propostas e os ganhos de tempo respetivos.

Tabela 26 - Tempo ganho com cada proposta de alteração (SMED troca de coil)

Proposta de alteração Ganho

Carregar o Desenrolador com um coil novo, antes de interromper a produção

03:28

Acrescentar escorregas para as aparas 00:07

Introdução de um carrinho deslizante (capaz de passar por baixo da grade de proteção)

00:20

Rodar a base do desenrolador ou acrescentar um pedal ao desenrolador (para que este esteja

acessível do interior da maquina) 00:20

Alteração do local da viseira de soldadura 00:06

Caso todas estas melhorias sejam adotadas, prevê-se uma redução total de 4 minutos e 21 segundos

a este processo, ou seja, cerca de 49% (Tabela 27).

62

Tabela 27 - Procedimento final troca de coil, após SMED



Deslocar-se ao interior da máquina, cortar chapa na guilhotina e prender a ponta no Clamp

00:25

Apanhar sucata, dobrar e pousar no carrinho de apoio

00:05

Rodar o Desenrolador 180° 00:19

Abertura do novo coil

Cortar braçadeiras do coil 00:25

Dobrar sucatas (braçadeiras) e pousar no carrinho de apoio

00:11

Corta fita-cola envolvente ao coil 00:17

Retirar secção exterior do coil e cortar 00:10

Dobrar sucatas e pousar no carrinho de apoio 00:06

Carregar no botão para “manualmente” fazer girar o Desenrolador e cortar a ponta na guilhotina

00:31

Soldadura

Prender extremidade do coil no Clamp 00:10

Preparação para soldar: apanhar viseira e elétrodo (TIG)

00:25

Soldar e arrumar material 00:22

Abrir Clamps e usar rebarbadora para retificar região da soldadura

00:25

Procedimentos finais

Fazer passar chapa pelos rolos (tensor) e endireitar chapa

00:27

Dirigir-se à consola para retomar produção 00:15

Total após alterações 04:33

Redução 49%

Apesar deste valor parecer modesto, considerando que este processo ocorre frequentemente (3 a 5

vezes por turno), esta redução representa um ganho de cerca de 3 horas produtivas por semana nesta

estação.

63

6.4. Aumento da eficiência da estação Divider/Estática Observou-se que o layout atual (Figura 39) desfavorecia a estação Divider/Estática pelos seguintes

motivos:

o operador vê-se obrigado a percorrer longas distâncias para realizar as trocas de rack. Esta

circunstância, aliada ao facto de o procedimento ser pouco ergonómico (recorre a um porta-

paletes manual) leva a paragens mais longas para realizar este processo

as idas à bancada de apoio para dar entrada no SAP da produção realizada (aquando de uma

troca de rack de produto acabado) e para imprimir a etiqueta de identificação, representam

um desperdício de movimento e de espera consideráveis (Tabela 2)

as brackets necessárias ao processo de fabrico desta estação, encontram-se num

supermercado situado fora da Unidade. Sendo o próprio operador a efetuar este

reabastecimento, duas a cinco vezes por turno, não faz sentido a localização atual do

supermercado

como descrito no Capítulo 5.3 (Secção “Paragens Complementares”), o tempo disponível do

operador nesta estação é afetado pelo facto de ter de esperar pelos colegas das demais

estações (situadas no outro canto da Unidade) para usar o PC e iniciar o trabalho

Figura 39 - Percursos do operador da Estação Divider/Estática. 1: Troca de rack produto acabado; 2: Troca de rack produto intermédio; 3: Ida à bancada de apoio (SAP); 4: Ida ao supermercado (reabastecimento de brackets)

Pode-se observar que tudo o que operador necessita para realizar o seu trabalho, encontra-se disperso

chegando a estar fora da Unidade. Seria ideal se o operador tivesse mais perto de si as racks de perfis

e de PA, os contentores de brackets e um leitor de SAP com impressora para imprimir as ordens de

produção. Posto isto, apresentam-se algumas propostas de alteração ao layout nesta área da unidade.

64

Alterações de Layout

Figura 40 - Propostas de alteração layout da região envolvente da Estação Divider/Estática. 1: Bancada ST50P colocada sobre rodas e carris; 2: nova bancada de apoio com leitor SAP, impressora e PC; 3: Estante (já existente): na parte superior

arrumam-se buffers de perfis Divider, na parte inferior colocam-se os contentores de brackets (supermercado)

Prevê-se que as alterações propostas (Figura 40) reduzam os tempos das trocas de rack em 36%. Com

a nova bancada de apoio, o operador consegue registar no SAP e imprimir as novas ordens de

produção, mais rapidamente. O PC, também situado nesta bancada, permite-lhe realizar os

procedimentos de início de turno sem ter de aguardar pelos colegas.

Verifica-se ainda que a nova posição do supermercado (na parte inferior da estante) reduz o tempo de

reabastecimento de brackets. Tratando-se de um procedimento menos frequente, o benefício desta

alteração é menos substancial, não sendo, no entanto, uma hipótese a descartar.

Figura 41 - Esquema da disposição da Estação Divider/Estática, aquando da produção de peças Divider Extensão. Bancada ST50P desliza sobre os carris e a rack de produto acabado fica posicionada atrás do operador

Propõe-se colocar a bancada ST-50P, que só é utilizada na produção de Divider Extensão, sobre “carris”

(Figura 41). Assim, o operador desliza a bancada para a sua posição de trabalho somente quando

necessita, colocando a rack de produto acabado na sua retaguarda (Capítulo 3.2, Secção

“Procedimentos de Fabrico (Divider/Estática)”).

Pode-se constatar que os caminho de troca de racks (PA e PI) se cruzam (Figura 40). Numa primeira

abordagem, à partida seria preferível trocá-las de posição (uma pela outra). No entanto, por motivos

65

logísticos, a manobra da rack de PA é dificultada estando nessa posição17. Este motivo, aliado à

impossibilidade de passar a bancada (ST-50P) para o lado oposto da ST-30W – esta é alta e não passa

por baixo do exaustor – levou a esta opção de layout. Com este layout, conserva-se ainda o sentido do

ciclo (anti-horário) já em vigor, ao qual os operadores já estão acostumados há anos.

Benefícios suplementares do novo Layout Note-se que a rotação do posto de trabalho, favorece também as suas trocas de ferramenta. Isto

porque a estante de ferramentas fica virada para a maquina, reduzindo os tempos de transporte de

ferramentas durante a troca. Esta troca pode ser efetuada ainda mais rapidamente e desocupar mais

a área de trabalho, se se investir em carros individuais para cada ferramenta – situação em que cada

ferramenta fica estacionada sobre o seu carro.

Com a proposta de redução dos lotes de produção, apresentada em detalhe na secção seguinte

(Capítulo 6.6), pode-se acrescentar uma alteração “extra” às racks de perfis Divider. Uma vez que as

cadências semanais dos produtos Divider Traseiro e Divider Extensão são menos de metade da

capacidade de uma rack destes perfis (Tabela 18), quando a Perfiladora efetuar a produção semanal

destes, pode preencher um contentor com metade perfis Esquerdos e outra metade com Direitos

(Figura 42).

Figura 42 - Rack Perfis Divider (Extensão)

Com esta alteração, existirão menos buffers de perfis Divider pelo que em vez dos atuais 6 contentores,

estes reduzir-se-ão a 4 e caberão no local sugerido (Figura 40). Esta alteração contribuirá ainda para

uma redução do tempo de trocas internas de ferramenta (de esquerda para direita e vice-versa), visto

que para estas peças (Divider Traseira e Extensão), o operador não terá de efetuar a troca de rack de

perfis (PI) associada a uma troca interna de ferramenta.

Fresagem de Elétrodos Constatou-se que a fresagem de elétrodos, apesar de não representar um impacto considerável no

sistema produtivo, era um desperdício desnecessário e facilmente eliminável.

17 O operador utiliza a bancada 50P como uma bancada de suporte: esta contém ferramentas e o operador escreve os registos de paragem, sobre esta.

66

No caso desta estação, cada ferramenta (Frontal, Traseira e Extensão) tem o seu próprio set de

elétrodos. Estes, necessitam de ser fresados a cada 1500 pontos de soldadura, o que corresponde,

sensivelmente, a uma ou duas ocorrências por semana.

Esta procedimento é realizado pelo operador de manutenção, tem uma duração aproximada de 25

minutos, e durante este período tanto a estação como o operador que a ocupa estão parados. Para

eliminar este desperdício de tempo de espera, propôs-se à empresa adquirir um set extra de elétrodos

para cada ferramenta, de modo a que o operador e o equipamento não tenham de esperar pelo

processo de fresagem.

Melhorias Tabela 28 - Quadro resumo das reduções de tempo previstas, associadas às alterações de layout na Estação Divider/Estática

Procedimento Frequência Redução prevista

Troca de rack de produto acabado e registo no SAP

2x a 4x por turno 02:40

Troca de rack de perfis 1x por turno 02:00

Reabastecimento de brackets (ida ao supermercado)

2x a 5x por turno 01:00

Procedimentos de início de turno

1x por turno 15:00

Fresagem de Elétrodos 1x por semana 25:00

Troca de Ferramenta (principal)

2x a 3x por semana 05:4018

Troca de Ferramenta (interna)

2x a 3x por semana 03:4019

Em suma, prevê-se um ganho de aproximadamente 4 horas e 45 minutos20 de tempo produtivo por

semana nesta estação.

18 Poupa tempo nas trocas de rack (PA e PI), mais 01:40 de transporte de ferramentas no carrinho. 19 Poupa tempo na troca de rack PA. Em 2/3 das ocorrências, não realiza troca de rack PI (01:30), quando produz Divider Traseira e Divider Extensão. 20 Nos procedimentos com “Frequência” por turno, teve-se em consideração a TO (85%) atual da estação. Ou seja, considerou-se que a estação trabalha 8,5 turnos por semana.

67

6.5. Alterações associadas à estação Glass Frontal Apesar de os indicadores desta estação apontarem para uma boa performance relativamente às

outras, identificaram-se situações passíveis de serem melhoradas.

Redução tempo de ciclo Durante as observações ao processo produtivo desta estação, constatou-se que havia um período de

espera do equipamento que podia ser eliminado (Figura 43). A primeira máquina (Bending) esperava

pela segunda (Corte) e arrancavam em conjunto quando o operador acabava de fazer o

posicionamento do perfil e transporte da peça intermédia.

Figura 43 - Diagrama de Gantt, antes e após alterações ao processo da estação Glass Frontal Direita. Vermelho: procedimento realizado pelo operador; Azul: ciclo da Máquina

Aferiu-se que este constrangimento havia sido implementado propositadamente, como um poka-yoke.

Quando um operador distraidamente encheu uma rack de produto acabado, sem que as peças

tivessem passado pela segunda máquina, estas não levaram os cortes por arrombamento.

Para prevenir uma recorrência desta distração, a equipa de manutenção criou este poka-yoke, que só

deixava a primeira máquina arrancar se a segunda máquina estivesse a efetuar o ciclo – acionava um

relé que dava uma “janela de tempo” para a primeira máquina poder arrancar.

Para melhorar este poka-yoke, propôs-se à equipa de manutenção alterar o temporizador do relé para

superar ligeiramente o tempo de ciclo, permitindo a primeira máquina arrancar já no decorrer do ciclo

seguinte. No entanto, este incremento na “janela de tempo” não podia ser demasiado elevado ou o

propósito do poka-yoke deixava de existir.

A redução obtida, de cerca de 4 segundos por ciclo, corresponde a uma redução de tempo produtivo

nestas estações de 6 horas por semana (assumindo a cadência média semanal do ano 2015,

aproximadamente 2750 peças de cada E/D).

Buffers Observou-se que a Unidade disponibilizava um único buffer para ambas as estações21 Glass Frontal,

somente porque o sistema “obrigava” a designar uma área para um buffer por estação. Constatou-se

que este não era usado, sempre que o operador necessitava efetuar uma troca de rack de perfis,

chamava a logística (empilhadora).

21 Relembra-se que se adotou a simplificação de tratar as estações Glass Frontal Esquerdo e Glass Frontal Direito como uma única estação.

68

Apesar de esta troca não representar uma paragem muito significativa na performance da estação,

não deixava de ser um desperdício. Neste sentido propôs-se dar uso aos buffers, criando um para cada

lado (para cada estação). Esta alteração não representava custos, uma vez que a empresa já dispunha

dos materiais necessários a esta implementação.

Esta alteração representa uma redução de tempo produtivo destas estações de 2 minutos por turno,

ou seja, 20 minutos por semana.

6.6. Implementação JIT Os elevados Lead-Times observados indiciavam elevados inventários, que podiam ser consequência de

diversos fatores: sobreprodução, lotes de produção elevados, falta de balanceamento (Heijunka) na

cadeia de valor, forecasts demasiado otimistas seguidos de encomendas efetivas reduzidas, etc. Uma

implementação correta de JIT resolveria todas estas possíveis causas-raiz do problema.

Como já foi demonstrado, o sistema produtivo no seu estado atual tem tempo disponível para Setups

(TDS) suficiente para efetuar um ciclo completo de trocas de ferramenta por semana, o que lhe permite

produzir lotes com dimensão igual à cadência semanal (Tabela 19). Uma vez que se sobrestimou o

valor da cadência do forecast, prevê-se que o sistema produtivo esteja apto para suportar picos da

procura.

Correção dos tempos de ciclo reais (TC*Real) Os TCreais medidos, tinham sido obtidos com recurso a uma simplificação (Capítulo 4.2, Secção “Tempos

de Ciclo Reais”), pelo que aqui, procede-se à correção dos mesmos. Para o efeito, cronometraram-se

as paragens realizadas durante a produção (paragens previstas), bem como a frequência com que

ocorriam. O novo tempo de ciclo real é dado por:

𝑇𝐶∗𝑟𝑒𝑎𝑙𝑝,𝑖

=𝑇𝐶𝑝,𝑖 + 𝑇𝑆𝑠,𝑖 ∙ 𝑓𝑠,𝑝,𝑖 + 𝑇𝐴𝑖,𝑝(𝑇𝑉𝐴%𝑖)

𝑈𝑝𝑡𝑖𝑚𝑒%𝑖

Onde:

𝑝: índice peça,


𝑠: índice do tipo de paragem,

𝑇𝐶𝑝,𝑖: Tempo de ciclo cronometrado, da peça 𝑝 na estação 𝑖,

𝑇𝑆𝑠,𝑖: Tempo de paragem do tipo 𝑠 na estação 𝑖,

𝑓𝑠,𝑝: frequência de ocorrência da paragem de tipo 𝑠, da peça 𝑝 na estação 𝑖,

𝑇𝐴𝑖,𝑝(𝑇𝑉𝐴%𝑖): Tempo de ajustes na estação 𝑖, função do TVA% da mesma,

𝑈𝑝𝑡𝑖𝑚𝑒%𝑖: o Uptime% da estação 𝑖.

Ou de forma simplificada:

𝑇𝐶∗𝑟𝑒𝑎𝑙 =

𝑇𝐶 + 𝑇𝑆 + 𝑇𝐴

𝑈𝑝𝑡𝑖𝑚𝑒%

Onde TC é o tempo de ciclo medido (sem paragens). TS e TA são, respetivamente, os tempos das

paragens de processo e das paragens para ajustes por peça.

(13)

(14)

69

Apresenta-se um exemplo da correção às paragens de processo (TS): Uma troca de rack de produto

acabado na Estação Divider/Estática demora, no estado atual, cerca de 7,5 minutos (450 segundos).

Sabendo que uma rack de peças Divider Frontal leva 240 peças, constata-se que este procedimento

contribui com 1,88 segundos para o TC*Real (Anexo E3).

Constatou-se que as paragens da categoria “Ajustes” apresentavam demasiada variância, como se

podia à partida depreender pelo modo como eram executadas – por tentativa e erro. Deste modo, não

se consideraram as medições realizadas a estes procedimentos, mas sim os valores já obtidos na

análise aos registos de paragem.

Assim, estabeleceu-se uma proporção entre o TVA% e o tempo de ajustes em cada estação (Anexo E3).

Ou seja, se durante o tempo de produção de uma certa quantidade de peças, houve tempo despendido

em ajustes, é possível estabelecer uma relação de linearidade entre estes valores. Daqui obtém-se o

impacto por peça dos tempos de ajuste, correspondendo à contribuição desta parcela para o TCreal.

𝑇𝐴𝑖,𝑝 = 𝑇𝐶𝑝.𝑖 ∙𝑇𝐴%𝑖

𝑇𝑉𝐴%𝑖

Onde:

𝑇𝐴𝑖,𝑝: tempo de paragem para ajustes por peça 𝑝 (na estação 𝑖),

𝑇𝐶𝑝.𝑖: tempo de ciclo (cronometrado), da peça 𝑝 na estação 𝑖,

𝑇𝐴%𝑖: percentagem de tempo de paragem para ajustes (TA%) na estação 𝑖 (Tabela 17),

𝑇𝑉𝐴%𝑖: TVA% na estação 𝑖.

A correção dos tempos de ciclo gera novos tempos produtivos por estação (estado atual, sem as

alterações propostas) (Tabela 29).

Tabela 29 - Tempo produtivo semanal por estação, com tempos de ciclo reais corrigidos (estado atual)

Estação Tempo Produtivo

[h/semana]

Perfiladora 57,2

Glass Traseiro 33,6

Glass Frontal Esquerdo 41,9

Glass Frontal Direito 38,0


(15)

70

Cálculo do Tempo Disponível para Setups (TDS) Efetuaram-se os cálculos para três cenários (Tabela 30).

Tabela 30 - Definição dos cenários para comparação do estado atual com estados futuros

Cenário Inclui as propostas de melhoria desta tese

Inclui redução dos lotes de produção

1. Situação Atual Não Não

2. Situação Atual “em JIT” Não Sim

3. Situação Final Sim Sim

O primeiro cenário contempla a situação atual, sem implementação de qualquer proposta de melhoria.

Usou-se a frequência com que cada ferramenta era instalada, recorrendo ao MP-VSM que condensa

toda esta informação (Anexo C2). Usou-se também a cadência média efetivamente pedida pelo cliente,

em vez da versão corrigida (com desvio padrão), para apurar o tempo efetivo.

No segundo cenário simula-se a implementação da proposta de redução dos lotes de produção, sem

considerar nenhuma das outras propostas de melhoria. Nestes dois primeiros cenários, para a estação

Divider/Estática, chama-se a atenção para o facto de o operador ter um tempo disponível encurtado

em aproximadamente 20 minutos, pelas atividades de início de turno (Capitulo 7.3, Secção “Paragens

Complementares”).

O último cenário engloba a implementação de todas as alterações propostas nesta tese, recorrendo

aos valores estimados de melhoria obtidos ao longo deste capítulo. Neste cenário, espera-se reduzir

os tempos produtivos de cada estação (Tabela 31):

Tabela 31 - Distribuição de tempo semanal, por estação. (As estações Glass Frontal não contemplam trocas de ferramenta)

Estação Redução

[h/semana] Tempo Produtivo

[h/semana] TDS

[h/semana]

Perfiladora 7,7 51,4 22,6

Glass Traseiro 4,1 29,7 7,3

Glass Frontal Esquerdo 6,3 35,0 (2,0)

Glass Frontal Direito 6,3 31,0 (6,0)

Divider/Estática 11,6 51,6 22,4

Global 36,0 198,7 60,3

71

Em suma, a Unidade Ford, dependendo do cenário adotado, terá as seguintes distribuições de tempo:

Tabela 32 - Comparação dos cenários considerados

Cenário 1

Situação Atual

Cenário 2 Situação Atual

“em JIT”

Cenário 3 Situação Final

Tempo Produtivo 234h 35min 234h 35min 198h 42min

Tempo de Setup22 14h 09min 20h 48min 14h 03min

Tempo Extra 11h 08min 4h 29min 47h 07min

Relembra-se que se majorou a cadência imposta pelo cliente, por ser baseada no forecast, pelo que os

Tempos Produtivos apresentados estão “inflacionados”.

Pode-se observar que a Unidade não está a ocupar todo o seu tempo disponível e que poderia

inclusivamente aumentar a frequência de Setups, no estado atual, sem sofrer consequências negativas

– comparação cenário 1 e 2.

Espera-se que a transição do cenário 2 para o 3 seja gradual. À medida que sejam implementadas as

propostas enunciadas neste capítulo, visa-se atingir estes valores.

Nos cenários 2 e 3, espera-se reduzir os Lead-Times (todos) a 1 semana – uma vez que o ciclo de

produção é semanal. Após a implementação desta alteração no tamanho dos lotes de produção, a

empresa tem a possibilidade de continuar a reduzir os lotes conforme o tempo extra que tem

disponível para Setups. Espera-se que implemente estas reduções gradualmente, para que os

operadores se adaptem aos novos planeamentos de produção.

22 Corresponde a um ciclo de trocas em todas as estações.

72

7. Síntese Sabia-se de antemão, por indicação da empresa (S-PT), que a Unidade Ford estava sobredimensionada

face à cadência que os clientes efetivamente requeriam. A S-PT criou então, uma vaga (de estágio)

com o objetivo de quantificar a capacidade do sistema produtivo no seu estado atual e encontrar

soluções para reduzir os seus custos operacionais – ou seja, aumentar a eficiência do sistema

produtivo.

Num primeiro impacto, observou-se que de facto todas as estações incorriam em bastantes paragens

(TSVA) e verificou-se ainda que os stocks, tanto de WIP como de produto acabado, eram elevados –

ocupando áreas consideráveis dentro da Unidade Ford e na unidade anexa (Volkswagen).

Deste modo, iniciou-se a análise do sistema com um balanço: comparou-se o tempo disponível da

unidade com o tempo produtivo e o tempo usado em Setups. Deste primeiro estudo, identificaram-se

as estações com maior tempo produtivo como sendo os bottlenecks, do sistema produtivo.

Em seguida, mapeou-se a cadeia de valor (VSM) com o objetivo de identificar constrangimentos nos

fluxos de criação de valor dos diversos produtos. Confirmou-se que as estações estavam com baixas

taxas de ocupação (TO) e baixos tempos de valor acrescentado face ao tempo que estavam ocupadas

(TVA%). Verificou-se ainda que aos elevados inventários correspondiam longos Lead-Times,

confirmando-se assim que estavam desproporcionais às cadências impostas pelos clientes.

Efetuaram-se, então, duas análises separadas:

1. Examinaram-se as performances de cada estação, particularmente os tempos de paragem,

visando encontrar soluções para eliminar ou mitigar os mais críticos

2. Estudou-se o planeamento atual de produção: tamanho dos lotes de produção e frequência

com que cada referência era produzida

Da primeira análise, encontraram-se soluções para reduzir o tempo produtivo de toda a unidade em

15% (ou 36h) por semana. Entre as propostas de alteração contam-se: alteração das especificações de

matéria-prima, alterações de Layout, alterações de processo, entre outras.

Da segunda análise, concluiu-se que o tempo disponível para Setups era suficiente para reduzir os lotes

de produção (no estado atual). Não obstante, verificando que os tempos de Setup eram elevados,

realizou-se um estudo (SMED) de onde se encontraram soluções para reduzir os tempos de Setup na

estação Perfiladora (bottleneck do sistema) em 32% (ou 6h 45min) por semana (Tabela 32).

Com as alterações propostas, os Lead-Times de todas as referências, reduzir-se-ão a uma semana.

Tendo em conta que a empresa contará ainda com bastante “tempo extra”, pode optar por reduzir

ainda mais os lotes de produção.

73

8. Conclusões

Mapeamento da cadeia de valor A metodologia associada ao VSM foi bastante útil na identificação de constrangimentos ao fluxo

produtivo. Foi possível identificar os Lead-Times mais significativos e as estações com piores

performances.

No entanto, apesar da sua versatilidade, esta ferramenta não prevê mapeamentos de multiprodutos.

Constatou-se que múltiplos VSMs (um para cada família de produtos), complicavam a verificação de

correlações entre famílias de produtos, principalmente porque passavam todas numa estação

(Strategos, 2004).

O IVSM (Capítulo 2.5, Secção “Value Stream Mapping”), apesar de incrementar substancialmente a

versatilidade da metodologia VSM, não se considerou apropriado o suficiente para este caso de

estudo. Este aprimoramento ao VSM, sugeria selecionar uma família de produtos e focar em melhorá-

la, pela abordagem convencional do VSM – mas precisamente porque todos os produtos passavam

numa estação, verificou-se que era inviável propor reduzir os lotes de produção de uma família de

produtos sem essa decisão afetar todo o planeamento de produção (Braglia et al., 2006).

Desta necessidade surgiu a alternativa de mapeamento, MP-VSM, apresentada em anexo (Anexo C2),

que não é mais que um VSM mais extenso que o convencional e com mais detalhes. Pode-se

inclusivamente argumentar que esta representação peca por ser demasiado detalhada, pois apresenta

dados processados, ao contrário do VSM tradicional que apresenta apenas dados

observados/medidos.

Salienta-se ainda, que não se aglomerou nenhuma família de produtos nesta representação,

simplesmente porque neste caso de estudo observaram-se discrepâncias substanciais entre os lotes

de produção e frequência com que cada referência era produzida, entre peças das mesmas famílias de

produtos. Ou seja, verificou-se que duas peças iguais e simétricas de uma referência (por exemplo:

perfis Glass Traseiro Curto, versão esquerda e versão direita) tinham lotes de produção

inexplicavelmente (bastante) diferentes.

Implementação de Alterações A ajuda dos departamentos intervenientes foi indispensável para o mapeamento da cadeia de valor,

pelo que se subscreve com os relatos de inclusão de todas as partes intervenientes na elaboração do

VSM (Lasa et al., 2008). Observou-se também dificuldade em “vencer a inércia” à mudança

demonstrada pelas partes afetadas, uma situação vastamente relatada em grande parte da

bibliografia.

Possivelmente a falta de inclusão da direção neste processo, esteja na raiz da dificuldade acrescida de

implementar algumas mudanças – situação também identificada por Jasti e Sharma (Jasti and Sharma,

2014). Observou-se principalmente uma “falta de vontade” de efetuar investimentos com retorno a

médio-longo prazo, dando-se prioridade apenas a mudanças sem investimento ou de retorno rápido,

postura contrastante com o primeiro princípio do TPS (Tabela 1). No entanto, esta opção é de certo

modo compreensível, uma vez que a Unidade havia sido projetada para produzir o dobro do que

efetivamente estava a ser pedido pelo cliente.

JIT e Kanban A comunicação com o cliente é realizada via SAP e os operadores registam a produção que efetuam

neste mesmo sistema, ou seja, há infraestruturas para trabalhar com Kanban. No entanto, observou-

se “indisponibilidade”, da parte da empresa, de reduzir os lotes de produção e visar operar em JIT. De

74

facto, registou-se precisamente o oposto – “o objetivo é criar lotes de produção o maior possível, para

fazer render os tempos de Setup”.

Sem uma análise de custos (não realizada por falta de dados) é difícil quantificar, ou afirmar que a

decisão seja completamente errada. No entanto, um dos pilares do Lean é precisamente visar

trabalhar em JIT, porque, no final de contas, stocks representam “dinheiro parado”.

Este objetivo é particularmente difícil de implementar em sistemas produtivos com grande variedade

de produtos e longos tempos de Setup. Não obstante, é uma postura transversal a qualquer sistema

Lean, procurar reduzir os tempos de Setup e aumentar a versatilidade do sistema produtivo, para

reduzir os lotes e o WIP.

Trabalho Futuro

Lean O departamento Lean da empresa é jovem, mas tem demonstrado grandes resultados, na medida em

que todos os colaboradores da empresa participam ativamente na proposta e implementação de ações

de melhoria contínua.

Este departamento promove ações de formação visando sensibilizar os colaboradores da empresa

para a importância das práticas Lean.

Verificou-se que o ambiente competitivo em que a empresa está inserida, leva a uma procura

incessante de ganhar margem competitiva com o mínimo de investimento possível. Constatou-se

assim, que os objetivos estabelecidos pelo grupo alemão estão cada vez mais difíceis de cumprir, pois

focam-se nos objetivos de curto-prazo. Espera-se que brevemente, com o crescimento gradual e visível

do grupo, este tenha capacidade de investir em alterações mais substanciais (de maior investimento)

que visem aumentar a competitividade da empresa a médio-longo prazo e assegurar a sua

sustentabilidade e longevidade.

Manutenção Observou-se que, por vezes, o motivo para a estação Perfiladora não estar ocupada se devia a avarias.

Não se desenvolveu a análise a esta categoria de paragem, porque se observaram boas práticas já em

vigor: checklists e check-ups no início dos turnos, manutenção autónoma e manutenção preventiva.

No entanto constatou-se que não se efetuavam estudos aprofundados sobre a causa-raiz das avarias,

e em consequência, saltavam-se fases de desenvolvimento de manutenção: procurar reduzir a

variância do tempo de vida dos componentes das ferramentas e aumentar o tempo de vida dos

mesmos (McKone-Sweet and Weiss, 1998).

Verificou-se que as causas-raiz estavam no “design” das próprias ferramentas, que eram propriedade

dos clientes. Para as corrigir será necessário efetuar estudos de engenharia (nomeadamente projeto

mecânico para redimensionar os cilindros hidráulicos) e obter aprovação dos clientes para realizar as

alterações necessárias nas ferramentas. Estas alterações representam grande responsabilidade pois

um mau dimensionamento pode levar a avarias mais frequentes ou prolongadas e põe em causa o

fluxo de toda a cadeia de valor.

Apesar de não se tratar de uma situação prioritária, esta constitui indubitavelmente uma oportunidade

de aprendizagem para os colaboradores da empresa. Assim, esta sugestão pode ser encarada como

um investimento de médio-longo prazo no departamento de engenharia e nos técnicos de

manutenção (além de potencialmente reduzir os Downtimes).

75

Bibliografia AIAG, (2016). AIAG.org - Automotive Industry Action Group. [online] Aiag.org. Available at: http://www.aiag.org/ [Accessed 9 Apr. 2016].

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78

Anexos

Anexo A

A1: Princípios de Gestão do TPS

1. Long-Term philosophy: Principle 1 – Base your management decisions on a long-term philosophy, even at the

expense of short-term financial goals. 2. The Right Process Will Produce the Right Results:

Principle 2 – Create a continuous process flow to bring problems to the surface Principle 3 – Use "pull" systems to avoid overproduction Principle 4 – Level out the workload (heijunka) Principle 5 – Build a culture of stopping to fix problems, to get quality right the first time Principle 6 – Standardized tasks and processes are the foundation for continuous

improvement and employee empowerment Principle 7 – Use visual control so no problems are hidden Principle 8 – Use only reliable, thoroughly tested technology that serves your people and

processes 3. Add Value to the Organization by Developing Your People:

Principle 9 – Grow leaders who thoroughly understand the work, live the philosophy, and teach it to others

Principle 10 – Develop exceptional people and teams who follow your company's philosophy Principle 11 – Respect your extended network of partners and suppliers by challenging them

and helping them improve 4. Continuously Solving Root Problems Drives Organizational Learning:

Principle 12 – Go and see for yourself to thoroughly understand the situation (Genchi Genbutsu)

Principle 13 – Make decisions slowly by consensus, thoroughly considering all options; implement decisions rapidly (nemawashi)

Principle 14 – Become a learning organization through relentless reflection (hansei) and continuous improvement (kaizen)

A1. 1 Princípios Toyota Production System (Liker, 2004)

A2: Desperdícios Muda Schnellecke Portugal

A2. 1 A empresa identifica 10 tipos de desperdícios

https://en.wikipedia.org/wiki/The_Toyota_Way#Section_II_.E2.80.94_The_Right_Process_Will_Produce_the_Right_Results

79

Anexo B

B1: Layout Atual (2015)

80

Anexo C

C1: Sequências de Setup Unidade Ford (2015)

C1. 1 Setups Perfiladora 2015

81

C1. 2 Setups Glass Traseiro 2015

C1. 3 Setups Divider/Estática 2015

82

C2: Multiproduct Value Stream Mapping (MP-VSM) No desenvolvimento deste método alternativo de mapeamento, procurou-se manter, as

nomenclaturas e convenções do VSM, na medida do possível. Como tal, o seu preenchimento foi

efetuado segundo as indicações de Rother e Shook, começando-se a partir do cliente e subindo na

cadeia, passando por todos os processos até chegar aos fornecedores. Nesta nova representação,

adaptou-se a metodologia de interpretação, de modo a incluir dados no próprio mapeamento que

podem auxiliar a identificação dos constrangimentos aos fluxos dos diferentes produtos.

C2. 1 Metodologia MP-VSM

Estabeleceram-se 2 passos no processo de mapeamento da cadeia, sendo que o primeiro contém os

valores/dados observados e medidos, enquanto que o segundo passo implica o processamento de

dados presentes no primeiro. Neste segundo passo, incluiu-se uma representação visual destes

indicadores.

A dificuldade de mapear este sistema produtivo surgiu com a diversidade de produtos, pelo que em

primeira abordagem, assumiu-se a opção mais simples e evidente: esboçar um VSM, com uma linha

por produto. Esta abordagem torna inviável o uso da linha de tempo tão característica do VSM, uma

vez que aumentaria desnecessariamente a complexidade e o tamanho do mapa. Deste modo, optou-

se por incluir os valores de Lead-Time na própria representação dos inventários e buffers.

A novidade fundamental desta representação, é a aglomeração dos processos que passam na mesma

estação (workstation). Optou-se por aglomerar toda a informação da própria estação e sumarizá-la

numa lista na parte inferior. No caso das características dos próprios processos variarem entre

produtos (por exemplo, tempos de ciclo diferentes), indicaram-se estas no interior das caixas de

processo.

83

C2. 2 Exemplo Estação Glass Traseiro (retirado do MP-VSM Step-1)

Pode-se verificar ainda, que se gerou um contentor dentro da própria estação com os tempos de Setup

(Changeover). Isto porque se encontraram algumas estações com múltiplas ferramentas, onde cada

ferramenta era utilizada para produzir múltiplas peças requerendo Setups dentro da própria

ferramenta, que se apelidaram Internal Changeovers (ICO).

Na fase de interpretação do MP-VSM, considerou-se relevante adicionar informações que requeriam

cálculos sobre os valores apresentados. Nomeadamente a barra de TVA% no topo do contentor da

estação e a barra de Setup, indicadora do impacto do Setup naquele lote de produção (compara o

tempo de Setup face ao tempo de produção do lote).

O TVA% implica apurar os tempos de ciclo “virgens”, ou seja, sem interrupções ou paragens, sejam

previstas ou imprevistas (ver Capítulo 4.2, Secção “Cálculo TVA%”). Isto porque o tempo de ciclo

apresentado no VSM é o real, é o tempo que o sistema produtivo efetivamente necessita para produzir

uma peça – incluindo tempos de paragens (por exemplo para trocar uma rack, trocar elétrodos, etc.).

De forma simplificada, a barra de Setup é dada por:

𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝%𝐿𝑆 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝

𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑑𝑜 𝐿𝑜𝑡𝑒 + 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝

84

Mais concretamente, é dada por:

𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝%𝐿𝑆 = 𝑆𝑇

𝐿𝑆 ∙ 𝑇𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙 + 𝑆𝑇

Onde:

𝐿𝑆 é o número de peças no lote de produção,

𝑇𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙 é o tempo de ciclo real e

𝑆𝑇 é o tempo de Setup médio para cada produto, dado por:

𝑆𝑇 = 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝 + (𝑛 − 1) ∙ 𝐼𝐶𝑂

𝑛

Onde:

𝑛 é o número de referências (peças diferentes) que uma ferramenta produz,

Setup é o tempo de instalação da ferramenta principal e

ICO é o tempo de troca interna de ferramenta.

C2. 3 Exemplo Estação Glass Traseiro (retirado do MP-VSM Step-2)

Esta representação permite visualizar a performance de cada estação, e identificar os Setups com

maiores impactos nos respetivos lotes.

85

C2. 4 MP-VSM Unidade Ford (Step 1)

86

C2. 5 MP-VSM Unidade Ford (Step 2)

87

Anexo D

D1: Cadência com base no forecast

Produtos Cadência (forecast)

[peças/semana]

Cadência majorada

[peças/semana]

Glass Frontal Esquerdo 2504 2915

Glass Frontal Direito 2504 2925

Glass Traseiro Longo Esquerdo 437 516

Glass Traseiro Longo Direito 444 527

Glass Traseiro Curto Esquerdo 324 373

Glass Traseiro Curto Direito 316 383

Divider Frontal Esquerda 2453 3321

Divider Frontal Direita 2471 3341

Divider Traseira Esquerda 745 968

Divider Traseira Direita 745 989

Divider Extensão Esquerda 422 582

Divider Extensão Direita 422 582

Perfil Mercedes Esquerdo 3200 2915

Perfil Mercedes Direito 3200 2925

D1. 1 Cadências para de cada produto, peças por semana. A cadência majorada, corresponde a um acréscimo de 1 σ nas peças que passam por estações com troca de ferramenta e 0,5 σ nas restantes

88

D2: Tempos de Ciclo, Tempos de Ciclo reais e Tempos Produtivos por Estação

Estação Referência

do Produto

TC [s]

TCreal [s]

Tempo Produtivo

Estação [h]

Perfiladora

GFE 5,5 7,7

59,1

GFD 5,5 7, 7

GTLE 5,6 7,9

GTLD 5,6 7,9

GTCE 5,5 7,7

GTCD 5,5 7,7

DFE 5,2 7,2

DFD 5,2 7,2

DTE 5,2 7,2

DTD 5,2 7,2

DEE 6 8,4

DED 6 8,4

ME 9,1 12,7

MD 9,1 12,7

Glass Frt. Esq. GFE 41,6 50,9 41,3

Glass Frt. Dir. GFD 37,6 46,0 37,3

Glass Traseiro

GTLE 49 67,6

33,8 GTLD 49 67,6

GTCE 49 67,6

GTCD 49 67,6

Divider/Estática

DFE 15,5 21,6

63,2

DFD 15,5 21,6

DTE 15,5 21,6

DTD 15,5 21,6

DEE 25,5 35,6

DED 25,5 35,6 D2. 1 Tempos de ciclo, tempos de ciclo reais e tempos produtivos

D3: Especificações da matéria-prima (Coils)

Categoria Ref. Material:

Classe + Tratamento Superficial

Dimensões Coil [mm]

(espessura/largura)

Limite Elasticidade

[MPa]

Resistência Máxima [MPa]

Glass EN 10130:

DC05 + ZE 75/75 0.75 (+- 0.03) 57.4 (- 0.20)

140 - 200 270 - 330

Divider EN 10130:

DC04 + ZE 50/50 0.70 (+- 0.03) 82.0 (- 0.20)

140 - 240 270 - 350

Mercedes MBN 11250: MSC

GRADE C + GI 50/50 0.70 (+- 0.03) 47.9 (- 0.20)

140 - 210 270 - 350

D3. 1 Especificações acordadas com Fornecedor de matéria-prima (Coils). Adaptada do documento original, obtido do departamento Supply-Chain da Schnellecke Portugal

89

D4: Diagramas de Pareto – Paragens por Estação

D4. 1 Paragens Perfiladora. Impacto no tempo de ocupação da estação (barras - eixo vertical esquerdo); Frequência de ocorrência das paragens (linha - eixo vertical direito)

D4. 2 Paragens Glass Traseiro. Impacto no tempo de ocupação da estação (barras - eixo vertical esquerdo); Frequência de ocorrência das paragens (linha - eixo vertical direito)

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

Freq

uên

cia

(Oco

rrên

cias

/tu

rno

)

Per

cen

tage

m d

o T

emp

o D

isp

on

ível

na

Esta

ção

(p

or

turn

o)

Tipos de Paragens: Perfiladora

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

Freq

uên

cia

(Oco

rrên

cias

/tu

rno

)

Per

cen

tage

m d

o T

emp

o D

isp

on

ível

na

Esta

ção

(p

or

turn

o)

Tipos de Paragem: Glass Traseiro

90

D4. 3 Paragens Glass Frontal (Esquerdo e Direito). Impacto no tempo de ocupação da estação (barras - eixo vertical esquerdo); Frequência de ocorrência das paragens (linha - eixo vertical direito)

D4. 4 Paragens Divider/Estática. Impacto no tempo de ocupação da estação (barras - eixo vertical esquerdo); Frequência de ocorrência das paragens (linha - eixo vertical direito)

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

10,00

Medição de Peças Trocar Rack Ajuste Dimensional MP NOK/Inspeção dePeças

Freq

uên

cia

(Oco

rrên

cias

/tu

rno

)

Per

cen

tage

m d

o T

emp

o D

isp

on

ível

na

Esta

ção

(p

or

turn

o)

Tipos de Paragem: Glass Frontal

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

Freq

uên

cia

(Oco

rrên

cias

/tu

rno

)

Per

cen

tage

m d

o T

emp

o D

isp

on

ível

na

Esta

ção

(p

or

turn

o)

Tipos de Paragem: Divider/Estática

91

Anexo E

E1: Fotos Desenrolador de Coil, Carimbo e Escorrega de aparas

E1. 1 Buffer de Coils. Elevador "estacionado" e Desenrolador (atrás)

92

E1. 2 Torre de carimbo deslizante, com sistema de fixação rápida. Vermelho: zona de inserção da matriz de carimbo (tipo disquete)

E1. 3 Matriz Carimbo

E1. 4 Escorregas já existentes para ferramenta Mercedes

93

E2: Diagramas de Gantt – troca de ferramenta na Estação Perfiladora

E2. 1 Comparação troca de ferramenta com 1 operador VS com 2 operadores. Azul: operador A; Amarelo: operador B; Verde: ambos operadores.

94

E3: Correção Tempos de Ciclo reais

Estação Procedimento Tempo

[segundos] Quantidade

de peças

Perfiladora

Trocar rack perfis glass 286,32 600

Trocar Rack Perfis Divider (FRT) 359,4 1300

Trocar Rack Perfis Divider (TRS/EXT)

359,4 2200

Trocar Rack Perfis Mercedes 286,32 800

Glass Traseiro

Trocar Rack Produto Acabado 260,94 128

Trocar Rack Perfis 45 600

Trocar elétrodos 75 256

Glass Frontal Trocar Rack Produto Acabado 260,94 136

Trocar Rack Perfis 150 600

Divider/Estática

Trocar Rack Produto Acabado (FRT)

450 240

Trocar Rack Produto Acabado (TRS)

450 384

Trocar Rack Produto Acabado (EXT)

450 525

Trocar Rack Perfis (FRT) 222 1300

Trocar Rack Perfis (TRS/EXT) 222 2200

Inserir Separadores na rack de produto Acabado (FRT)

20,4 20

Inserir Separadores na rack de produto Acabado (TRS)

20,4 32

Inserir Separadores na rack de produto Acabado (EXT)

10 12

Retirar cartão (separadores) da Rack de perfis

11,34 64

Ir ao carrinho com KLT's de brackets

17,4 275

E3. 1 Paragens de Processo: tempo e frequência de ocorrência (de...em...peças)

Estação 𝑻𝑨%

𝑻𝑽𝑨%

Perfiladora 0,1377

Glass Traseiro 0,2220

Glass Frontal (Esq. e Dir.) 0,1282


E3. 2 Factor de correção paragens para Ajustes

95

Estação Referência TC

[segundos] TCreal

[segundos] TC*real

[segundos]

Perfiladora

Perfil Glass Frontal E/D 5,5 7,7 7,3

Perfil Glass Traseiro Longo E/D 5,6 7,9 7,4

Perfil Glass Traseiro Curto E/D 5,5 7,7 7,3

Perfil Divider Frontal E/D 5,2 7,2 6,6

Perfil Divider Traseira E/D 5,2 7,2 6,5

Perfil Divider Extensão E/D 6,0 8,4 7,5

Perfil Mercedes E/D 9,1 12,7 11,5

Glass Frontal Esq. Glass Frontal Esquerdo 41,6 50,9 51,6

Glass Frontal Dir. Glass Frontal Direito 37,6 46,0 46,9

Glass Traseiro Glass Traseiro Longo E/D 49 67,6 67,2

Glass Traseiro Curto E/D 49 67,6 67,2

Divider/Estática

Divider Frontal E/D 15,5 21,6 22,4

Divider Traseira E/D 15,5 21,6 21,3

Divider Extensão E/D 25,5 35,6 33,5

E3. 3 Todos tempos de ciclo: Simples, Real (aproximação inicial), Real corrigido

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