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PROJETO DE MENSURAÇÃO DE
DESPERDÍCIOS EM UMA INDÚSTRIA
DO SETOR AERONÁUTICO SEGUNDO A
FILOSOFIA LEAN
Dalton Garcia Borges de Souza (UNIFEI )
Luiz Carvalho Neto (UNIFEI )
Carlos Eduardo Sanches da Silva (UNIFEI )
Nas últimas duas décadas, a filosofia Lean vem ganhando espaço em
setores industriais diferentes do automotivo. Apesar de apresentarem
características particulares, grandes fabricantes de aeronaves
começaram a utilizar de conceitos Lean parra otimizar o projeto de
manufatura de seus produtos. Este trabalho tem por intuito discutir
sobre a aplicação da filosofia Lean no setor aeroespacial, assim como
mensurar os principais desperdícios que ocorrem em uma empresa
real do setor, através de um estudo de caso. O trabalho ainda introduz
um novo tipo de desperdício, a Porosidade, que figura como o
desperdício com maior taxa de ocorrência na linha de montagem
analisada.
Palavras-chave: Lean Manufacturing, Setor aeroespacial,
desperdícios, porosidade
XXXVI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCÃO Contribuições da Engenharia de Produção para Melhores Práticas de Gestão e Modernização do Brasil
João Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016.
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1. Introdução
A premissa “alta qualidade e produtividade associadas a um baixo custo”, que até há pouco
tempo soava como um exemplo de ambiguidade, é hoje a chave de sucesso para as grandes
empresas do setor aeronáutico (CRUTE et al., 2003).
Consideradas empresas onde o montante investido em um único produto é elevado, com
longos tempos de ciclo e consequentemente com o valor individual de uma operação baixo, a
detecção das atividades que agregam e não agregam valor, assim como a eliminação de
desperdícios, até o último século, nunca foram considerados fontes de melhorias significativas
no setor aeronáutico.
Com a publicação do livro “A máquina que mudou o mundo” em 1990 (WOMACK, JONES,
ROOS, 2004), a Filosofia Lean vem aumentando seus braços em setores da indústria
diferentes do automotivo e a manufatura se transformando profundamente. A eliminação de
desperdícios, que leva à redução do lead time, aumento de qualidade dos produtos e redução
de custos (WOMACK, JONES, ROOS, 2004), agora está sendo cada vez mais almejada pelo
setor aeroespacial.
Atualmente, a produção em massa vem cedendo espaço para requisitos de mercado diferentes.
Segundo Crute et al. (2003) os termos abaixo representam a nova era industrial, os quais
também se enquadram no setor aeroespacial:
Customização em Massa, onde o volume está atrelado às necessidades individuais dos
clientes;
Especialização Flexível, relacionada à participação da empresa em apenas parte da
cadeia de valor do produto, fato que vai de encontro à verticalização da produção
proposta por Ford (GRANDIN, 2010);
Agilidade, já que a empresa deve mudar seus objetivos rapidamente conforme a
demanda do mercado;
Estratégia, visando sempre a busca por melhores práticas produtivas.
Manufatura enxuta, desenvolvida a partir do Sistema Toyota de Produção e que serve
como meio para alcançar respostas alinhadas aos termos acima.
Por décadas, devido à baixa concorrência e aos grandes tempos de ciclo, o setor aeroespacial
não deu ênfase à eliminação de desperdícios e aos estudos das atividades que agregam ou não
valor à montagem de um determinado produto. No entanto, o cenário está se modificando.
Grandes empresas do setor, como Boeing e Lockheed Martin, estão usando a Filosofia Lean e
alcançando resultados satisfatórios.
Segundo Joyce e Schechter (2014), os resultados da aplicação da Filosofia Lean na produção
dos aviões F-16, F-22 e C-130 da americana Lockhhed Martin foram tão satisfatórios que
áreas de suporte de toda companhia, como Finanças e Recursos Humanos, estão sendo alvo da
mesma filosofia.
Já a Boeing, através da produção enxuta, busca por objetivos desafiadores, como o aumento
da qualidade em 90% de todas suas linhas produtivas e redução drástica dos custos (AW&ST,
2010 apud CRUTE et al., 2003).
O objetivo deste trabalho é a mensuração dos principais desperdícios que ocorrem em uma
determinada linha produtiva do setor aeronáutico e seguinte classificação de acordo com seu
impacto.
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A seguir neste trabalho serão apresentados a fundamentação teórica acerca da Filosofia Lean,
metodologia de pesquisa, análise dos resultados, conclusões, referências e anexos.
2. A produção enxuta
Dificilmente alguém relacionado ao setor industrial não escutou expressões como: manufatura
enxuta, lean ou lean thinking. Tais conceitos, apesar de novos, remontam ao Sistema Toyota
de Produção (TPS – Toyota Production System), o qual foi trazido à tona nos anos 40 no
Japão por Taiichi Ohno. Este sistema era ancorado no desejo de se estabelecer um fluxo
contínuo de produção, sem desperdícios e com alta eficiência. O TPS também se baseava na
premissa de que uma única operação ou atividade influencia na agregação de valor para o
cliente final (BEINTINGER, 2012). Tal metodologia era o oposto daquela utilizada no
Ocidente, onde a produção em massa e o planejamento baseado em materiais (MRP) focavam
na produtividade elevada e o leque de opções de compra reduzido (GRANDIN, 2010).
No entanto, é a partir dos anos 90, com a publicação da primeira obra de Womack, que a
então denominada filosofia lean ganha espaço definitivo fora do Japão e começa a se
desenvolver em diferentes áreas e setores industriais.
Em 1996, Womack e Jones (1996) publicam a obra Lean Thinking: Banish Waste and Create
Wealth in your Corporation, que também é um marco na consolidação da filosofia, já que traz
um guia de ação para sua implementação, o que também evidencia que esta não é uma
filosofia ou conjunto de ferramentas aplicável apenas ao setor automotivo.
2.1. Foco da produção enxuta
O Lean Manufaturing consiste em um conjunto de práticas sócio técnicas voltadas à
eliminação dos desperdícios que ocorrem na cadeia produtiva de um determinado bem,
trazendo benefícios à corporação e ao cliente final (FURLAN, VINELLI, DAL PONT, 2011).
Segundo Manfredini e Suski (2008) os benefícios alcançados são: homogeneização da cultura
dos operadores, redução dos estoques, melhoria na qualidade dos produtos, redução dos lead
times e consequente diminuição nos custos e aumento da satisfação do cliente final.
Para Rother e Shook (1999), produção enxuta é o conjunto das melhores práticas que cruzam
as fronteiras departamentais com o objetivo de eliminar desperdício e criar valor. As
atividades produtivas podem ser divididas em três grandes grupos:
Atividades que efetivamente criam valor aos clientes;
Atividades que não criam valor, mas que ainda são necessárias;
Atividades que não criam valor, e que também não são mais necessárias.
A figura 1 apresenta a participação de cada grande grupo de atividade no montante. Observe
que as atividades que não criam valor representam 95% do montante total, sendo 35% de
atividades do grupo 2 e 60% de atividades do grupo 3.
Rother e Shook (1999) afirmam que o foco da produção enxuta são as atividades tipos 2 e 3.
As atividades do tipo 3 não são mais necessárias e devem ser eliminadas imediatamente,
enquanto que as atividades do tipo 2 devem ser eliminadas tão logo seja possível às empresas.
A figura 2 apresenta a diferença de foco entre as produções em massa e enxuta. Figura 1 - Composição das atividades
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Fonte: Hines e Taylor (2000)
Figura 2 - Foco das produções em massa e enxuta
Fonte: Hines e Taylor (2000)
2.2. Classificação dos desperdícios
O desperdício é todo e qualquer ação, ou falta desta, que não fornece valor ao produto final.
Segundo Ohno (1988), existem sete tipos principais de desperdícios, os quais foram
originalmente designados como mudas, e que podem representar de 80 a 95% do tempo e
custo do processo produtivo. Arantes (2008) e Ghinato (2000) classificam de maneira clara e
simplificada os sete desperdícios como:
O primeiro grupo de desperdício é o das perdas por superprodução, que são as mais danosas,
uma vez que têm a propriedade de esconder as outras, e podem ser divididas em dois
subgrupos. O primeiro subgrupo é o das perdas por superprodução por quantidade, as quais
ocorrem quando a produção é realizada além da quantidade programada e, deste modo, os
produtos ficarão estocados aguardando a ocasião de serem processados ou consumidos pelas
etapas posteriores. O segundo subgrupo é o das perdas por superprodução por antecipação, as
quais ocorrem quando a produção é realizada antes do momento necessário e, novamente, os
produtos ficarão estocados aguardando a ocasião de serem processados ou consumidos pelas
etapas posteriores.
O segundo grupo de desperdício é o das perdas por espera, as quais ocorrem sob a forma de
esperas desnecessárias, e podem ser divididas em três subgrupos. O primeiro subgrupo é o das
perdas por espera do processo, as quais ocorrem quando o lote posterior aguarda o término do
processamento que está sendo executado no lote anterior. O segundo subgrupo é o das perdas
por espera do lote, as quais ocorrem quando um produto aguarda o término do processamento
que está sendo executado nos demais produtos de seu lote. O terceiro subgrupo é o das perdas
por espera do operador, as quais ocorrem quando o operador permanece junto à máquina para
acompanhar o processamento do início ao fim.
O terceiro grupo de desperdício é o das perdas por transporte, as quais ocorrem sob a forma
de transportes desnecessários sofridos pelas matérias-primas, materiais em processo e
produtos acabados. As melhorias mais significativas em termos de redução das perdas por
transporte são aquelas obtidas por meio da eliminação das necessidades de transporte. Sendo
assim, as melhorias dos equipamentos de transporte devem ser introduzidas somente depois
de esgotadas todas as possibilidades de eliminação das necessidades de transporte.
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O quarto grupo de desperdício é o das perdas por processamento, as quais ocorrem sob a
forma de processamentos desnecessários que não criam valor para o cliente. As melhorias
mais significativas em termos de redução das perdas por processamento são aquelas obtidas
por meio da eliminação das atividades que não criam valor. Sendo assim, as melhorias das
atividades que criam valor devem ser introduzidas somente depois de esgotadas todas as
possibilidades de eliminação das atividades que não criam valor.
O quinto grupo de desperdício é o das perdas por estoque, as quais ocorrem sob a forma de
estoques desnecessários de matérias-primas, materiais em processo e produtos acabados. As
empresas em massa utilizam a elevação gradativa dos estoques para esconder os problemas,
enquanto as empresas enxutas, no sentido contrário, utilizam a redução gradativa dos estoques
para expor os problemas.
O sexto grupo de desperdício é o das perdas por movimentação, as quais ocorrem sob a forma
de movimentações desnecessárias realizadas pelos operadores. As melhorias mais
significativas em termos de redução das perdas por movimentação são aquelas obtidas por
meio da racionalização dos movimentos. Sendo assim, as melhorias de automação devem ser
introduzidas somente depois de terem sido esgotadas todas as possibilidades de racionalização
dos movimentos.
O sétimo grupo de desperdício é o das perdas por produção de produtos defeituosos, as quais
ocorrem sob a forma de produções de produtos defeituosos que não atendem às especificações
dos clientes. As melhorias mais significativas em termos de redução das perdas por produção
de produtos defeituosos são aquelas obtidas por meio da aplicação sistemática de métodos de
controle junto à causa raiz das anormalidades.
O quadro comparativo abaixo, proposto por Salgado et al. (2009), cita quais as principais
causas de cada um dos sete desperdícios citados acima.
Quadro 1 – Principais causas dos sete desperdícios lean
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Fonte: Salgado et al. (2009)
3. Metodologia de Pesquisa
Este trabalho é classificado como exploratório, descritivo e quantitativo. Com o intuito de se
atingir os objetivos do trabalho, o método de estudo de caso único foi escolhido. O estudo de
caso aprofunda a investigação acerca de um ou mais objetos com a finalidade de compreender
um fenômeno e suas fronteiras, sugerir hipóteses, questões ou desenvolver a teoria (MIGUEL,
2007 apud MURAD, LIMA, NETO, 2015). Yin (1994) afirma que o estudo de caso pode ser
conduzido quando o pesquisador aborda fenômenos dos quais não possui influência e
controle, o que se aplica à linha de produção do objeto de estudo, neste caso uma indústria do
setor aeronáutico pertencente a um grupo listado entre os dez maiores do mundo no segmento.
3.1. Definição dos processos e métodos
Nesta etapa definiu-se os processos que seriam analisados e os procedimentos a serem
utilizados. Foi escolhida uma parte da linha de produção de um determinado produto. Tal
linha é responsável pela maioria das montagens realizadas.
Ainda nesta etapa definiu-se que para a medição dos desperdícios iria-se analisar as jornadas
diárias dos montadores. Dessa forma, com a ajuda de um cronômetro liberado ao iniciar a
jornada de trabalho, todas as atividades desenvolvidas por um determinado montador tinham
seu tempo de início e termino anotadas em uma tabela. Para simplificar e padronizar a análise,
as atividades passíveis de serem realizadas foram identificadas e classificadas em um dos
tipos de desperdício conforme filosofia Lean. Essa listagem está representada no anexo 1.
Para cada atividade identificada há, portanto, uma classificação possível: agrega valor, não
agrega mas é necessário, ou algum tipo de desperdício.
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Vale ressaltar que as atividades foram classificadas inicialmente em dois tipos: as atividades
que agregam valor e as que não agregam. Estas últimas foram subdividas em dois grupos: as
atividades necessárias e as desnecessárias. O nome desperdício foi adotado para as operações
que não agregam valor e são desnecessárias.
Para a construção da lista do anexo 1, utilizou-se dados da própria empresa, enviaram-se
questionários aos funcionários com posição estratégica na linha, foram feitas entrevistas face-
face com operadores e observou-se também a rotina de dez operadores.
Nota-se que a criação de um desperdício “Porosidade” foi necessária, já que a linha
apresentava um alto índice de ociosidade. Percebe-se também que devido à medição ser
centrada na rotina do operador e em seus tempos, os desperdícios “estoque” e
“superprodução” não foram mensurados. Vale ressaltar que desenvolver atividades de
ociosidade representa uma escolha livre de cada montador, ou seja, não diz respeito ao
processo de montagem ou ao contexto do trabalho analisado. O desperdício de defeitos foi
medido como o tempo desenvolvido com atividades de retrabalho.
Os campos AV e NAN foram necessários, já que nem todas as atividades caracterizam
desperdícios e muitas são essenciais para a jornada de trabalho.
As atividades de agregação de valor foram consideradas como montagem, desmontagem
prevista e ensaios previstos, pois parte-se do pressuposto que o cliente final aceita pagar por
tais atividades desenvolvidas. Porém, é possível que dentro das atividades classificadas como
agregação de valor haja atividades desnecessárias, redundantes ou não otimizadas. Porém,
como são atividades previstas em documentação conforme análise de setores técnicos
responsáveis pelas montagens, seguir o procedimento foi considerado agregar valor. Dessa
forma, supõe-se que o real valor de agregação é uma porcentagem do valor medido.
3.2. Medição dos desperdícios
Nesta etapa as medições dos desperdícios presentes na linha foram realizadas. Para tanto,
além da medição de 10 jornadas para a construção da tabela do anexo 1, realizou-se
inicialmente a medição piloto da rotina diária de 12 operadores. Com o piloto pode-se treinar
os medidores e testar o método utilizado. Os medidores não tinham conhecimento prévio que
essas medições eram um piloto.
Após as doze medições, os medidores foram reunidos para análise crítica e compartilhar
experiências da medição. Na sequência realizaram-se as medições propriamente ditas. Nesta
etapa cronometraram-se os tempos de 24 operadores aleatoriamente, o que contabilizou cerca
de 240 horas de medição.
Outro fator importante é que 6 pessoas assumiram o papel de medidores, o que também ajuda
na variabilidade do processo, mitigando-se assim possíveis erros de tendência nas medidas.
O procedimento de medição foi a cronoanálise, ou seja, com a utilização de um cronômetro
marcava-se o tempo de cada nova atividade. Para tanto utilizou-se uma tabela, similar a tabela
no anexo 2.
4. Análise dos resultados
4.1. Análise conforme a agregação de valor
Para se chegar a um valor percentual, foi considerada uma jornada de 8,7 horas, que exclui
pausas programas para almoço (1h) e lanche (duas pausas de 15 minutos cada).
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A tabela do anexo 3 mostra todos os valores percentuais encontrados em todas as 24
observações. Os valores se referem à classificação das atividades segundo a filosofia Lean. Os
tempos de almoço e pausas para café foram desconsiderados. O alto valor de desvio padrão
mostra quão diferente as jornadas são. Isso se deve a vários fatores. Um deles é o fato de que
como as operações de montagem apresentam alto lead time, as operações não se repetem com
frequência e são diferentes umas das outras, cada operador executa atividades diferentes
durante uma mesma jornada e um mesmo operador executa atividades diferentes durante suas
jornadas.
A figura 3 resume os tempos encontrados em três categorias. Nota-se que cerca de 58,2% das
atividades realizadas na linha são caracterizadas como desperdícios, 12,3% são atividades
necessárias para o funcionamento da linha, e apenas 29,5% são atividades que de fato
agregam valor.
Figura 3 – Agregação de valor
Fonte: elaborado pelos autores
Para todas as afirmações que se seguem nesse artigo, foram feitos testes two sample t e
ANOVA para comparar média de grupos. Todos os testes foram feitos com 99% de confiança.
É possível afirmar que a média dos valores de agregação de valor, não agregação mas
necessário e desperdício são diferentes. De fato, a média dos valores de desperdício são
maiores que a média dos desperdícios de valor agregado e atividades necessárias que não
agregam.
4.2. Classificação dos desperdícios
Os cálculos de hierarquização, foram feitos a partir dos dados estocásticos cronometrados
com 24 amostras (ver anexo 3). Foram desconsiderados da análise o tempo de AV, o almoço e
os cafés para as próximas análises.
Figura 4 – Pareto do desperdício médio por dia por operador (em minutos)
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Fonte: elaborado pelos autores
A Figura 4 mostra os principais desperdícios evidenciados na linha através de um gráfico de
Pareto. É possível perceber que as médias dos valores de cada desperdício não são iguais. Ou
seja, o tempo gasto com desperdícios não está distribuído igualmente entre os tipos de
desperdícios analisados.
Os maiores desperdícios estão com a porosidade e o processamento desnecessário. Não é
possível afirmar estatisticamente com alto grau de confiança qual deles é o maior.
O segundo maior grupo de desperdício está com a movimentação e o retrabalho. Também não
é possível afirmar estatisticamente com alto grau de confiança qual deles é o maior.
O próximo maior desperdício é a espera. O menor desperdício é o transporte.
A tabela do anexo 4 mostra todos os valores percentuais encontrados em todas as 24
observações. Os valores se referem à classificação das atividades segundo as atividades
analisadas que o montador poderia realizar. Os tempos de almoço e pausas para café foram
desconsiderados.
Figura 5 – Atividades que mais contribuem para a geração de desperdícios
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Fonte: elaborado pelos autores
Na figura 5, tem-se as atividades que mais impactam na geração de desperdícios. Percebe-se
que as médias dos valores de cada grupo de atividade não são iguais. Ou seja, o tempo gasto
em cada grupo de atividade não está distribuído igualmente entre si.
O grupo I (Paradas desnecessárias) apresenta o maior valor, uma média 109,2 minutos por dia
por operador. Ou seja, o operador gasta quase 2 horas por dia desenvolvendo atividades I, que
compreendem atividades como conversar, mexer no celular, não retornar ao trabalho na hora
prevista, etc.
Os outros grupos que apresentam maiores tempos são: J (interrupções necessárias), E
(entender processo), G (montagens malsucedidas), B (Buscar material) e C (Buscar
ferramentas). É possível afirmar que o grupo J é maior que o grupo C., porém, demais
afirmações sobre quem possui maior média entre si não são possíveis de serem feitas com alto
grau de confiança.
Os grupos D (Preparar documentos), K (Atividades não frequentes) e L (Atividades de apoio)
apresentam os menores tempos. Não é possível afirmar qual deles é o maior.
Já a figura 4 abaixo mostra como o tempo está repartido dentro da atividade I (paradas
desnecessárias). Figura 6 – Causas de paradas desncessárias
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Fonte: elaborado pelos autores
É possível perceber que as médias dos valores de cada subgrupo da atividade I não são iguais.
Ou seja, o tempo gasto em cada subgrupo da atividade I não está distribuído igualmente entre
si.
O subgrupo I3 (iniciar jornada) apresenta menor valor de tempo. Em relação aos demais
subgrupos, é possível afirmar que o subgrupo I1 (parar ou conversar) possui médias maiores
que I5 (retornar às atividades) e que I2 (complemento de tempo) possui médias maiores que
I4 (terminar jornada). Porém, demais afirmações sobre quem possui maior média entre si não
são possíveis de serem feitas com alto grau de confiança.
5. Conclusões
Pelo transcorrido na introdução percebe-se que existe campo a ser explorado, principalmente
no Brasil, quando da aplicação do lean manufacturing, principalmente em setores industriais
diferentes do automotivo. No entanto, já é nítido o interesse pela produção enxuta por parte de
grandes fabricantes de aviões e helicópteros, como a Boeing e a Lockheed Martin.
Quanto às medições, percebe-se que dentre todos os tipos de desperdícios o que mais se
destacou foi aquele criado pelo grupo, a porosidade. A porosidade correspondeu a 1h44min
por dia por operador em média. Porém, esse tipo de desperdício costuma ser ignorado na
maioria das análises de tipo de desperdício. Este artigo sugere, portanto, que a porosidade
deve ser levada em consideração ao se analisar os desperdícios Lean.
Por último, conclui-se que os objetivos desse trabalho foram alcançados, desde a sua
aplicabilidade prática na empresa até a contribuição para a literatura. Os resultados, antes de
publicados, foram apresentados aos gestores responsáveis, à alta gerência da empresa e ao
CEO do grupo.
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ANEXOS
Anexo 1 (a) – Atividades e desperdícios relacionados
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Fonte: elaborado pelos autores
Anexo 1 (b) – Atividades e desperdícios relacionados
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Fonte: elaborado pelos autores
Anexo 2 – Modelo de tabela utilizada na cronoanálise
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Fonte: elaborado pelos autores
Anexo 3 – Valores percentuais encontrados distribuídos em desperdícios
Fonte: elaborado pelos autores
Anexo 4 - Valores percentuais encontrados distribuídos conforme grupos de atividades
Fonte: elaborado pelos autores