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PROPOSTA DE APLICAÇÃO DE TÉCNICAS DE PRODUÇÃO ENXUTA PARA MELHORIA DE LAYOUT EM UMA EMPRESA DE USINAGEM DO SUL DE MINAS Hugo J. Ribeiro Junior (UNESP) [email protected] ISAC THIAGO DE OLIVEIRA RODRIGUES (FEPI) [email protected] Natanael Coelho de Oliveira (FEPI) [email protected] ROSAURA DE MENEZES SELLES RIBEIRO (UNESP) [email protected] O objetivo deste trabalho é analisar um sistema de manufatura em dois momentos distintos, antes e depois da aplicação das técnicas propostas pela teoria da Produção Enxuta. Foram analisados e mensurados os benefícios em termos de mão de obrra, fluxo produtivo, estoque de matéria prima, lead time, layout e padronização em uma empresa de usinagem de conjuntos mecânicos do sul de Minas Gerais. Explicitam- se ainda a diferenças entre os dois momentos citados a cima e a eliminação de potenciais de desperdícios encontrados no meio produtivo por meio de resultados alcançados. Palavras-chaves: Produção Enxuta, Mapeamento do Fluxo de Valor, Layout XXXII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Desenvolvimento Sustentável e Responsabilidade Social: As Contribuições da Engenharia de Produção Bento Gonçalves, RS, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2012.

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PROPOSTA DE APLICAÇÃO DE

TÉCNICAS DE PRODUÇÃO ENXUTA

PARA MELHORIA DE LAYOUT EM

UMA EMPRESA DE USINAGEM DO SUL

DE MINAS

Hugo J. Ribeiro Junior (UNESP)

[email protected]

ISAC THIAGO DE OLIVEIRA RODRIGUES (FEPI)

[email protected]

Natanael Coelho de Oliveira (FEPI)

[email protected]

ROSAURA DE MENEZES SELLES RIBEIRO (UNESP)

[email protected]

O objetivo deste trabalho é analisar um sistema de manufatura em dois

momentos distintos, antes e depois da aplicação das técnicas propostas

pela teoria da Produção Enxuta. Foram analisados e mensurados os

benefícios em termos de mão de obrra, fluxo produtivo, estoque de

matéria prima, lead time, layout e padronização em uma empresa de

usinagem de conjuntos mecânicos do sul de Minas Gerais. Explicitam-

se ainda a diferenças entre os dois momentos citados a cima e a

eliminação de potenciais de desperdícios encontrados no meio

produtivo por meio de resultados alcançados.

Palavras-chaves: Produção Enxuta, Mapeamento do Fluxo de Valor,

Layout

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1. Introdução

A Produção Enxuta (PE) é reconhecidamente uma filosofia aliada a um conjunto de

ferramentas voltadas para a conquista de vantagens competitivas para as organizações, por

meio do enfoque consistente e sistemático de redução e eliminação de desperdícios.

(MADERGAN, 2005; FRANCISCO, HATAKEYAMA, 2009).

Dessa forma, os sistemas de PE proporcionam economias no capital humano, estruturas das

instalações, investimento em equipamentos, lead time de produção, redução nos níveis de

estoque e defeitos. Contudo, a implantação da PE é complexa e requer certo tempo e recursos

por parte de empresas. (WEISS & ALTMANN, 2006; LIAN; VAN LANDEGHEM, 2007).

Assim, podem-se identificar três diferentes ênfases na aplicação desses sistemas:

- Surveys acerca dos fatores de impacto da utilização das práticas de PE (WHITE et al.,

1999; CUA et al., 2001);

- Estudos de caso acerca do processo de implantação e observação dos resultados obtidos

(MOTWANI, 2003; SIM, ROGERS, 2009);

- Propostas de implantação de novos métodos ou replicações de métodos já existentes

(MATHAISEL, 2005; BLACK, 2007).

Neste contexto o objetivo do trabalho é propor um estudo de layout suportado por técnicas de

PE, a fim de aperfeiçoar o processo produtivo eliminando os desperdícios em potenciais

encontrados na organização objeto de estudo. O método utilizado foi o de estudo de caso,

adotando as formas de avaliação quantitativas e comparativa, apresentando o mesmo de forma

descritiva e exploratória, com reuniões periódicas na organização objeto de estudo para

verificar a evolução do processo (SELLTIZ, 1987; CRESWELL; CLARK, 2007; VOSS,

TSIKRIKTSIS, FROHLICH, 2002; YIN 2005).

No intuito de oferecer um desenvolvimento ordenado à cerca da proposta da pesquisa, será

apresentada primeiramente, uma revisão da literatura sobre os princípios da Produção Enxuta

e Layout para assim, oferecer um corpo conceitual para o desenvolvimento da pesquisa. Em

seguida, serão apresentadas suas principais etapas, a escolha do objeto de estudo, a aplicação

das ferramentas, e análise dos resultados. Finalmente a proposta de aplicação de técnicas de

Produção Enxuta para melhoria de layout, e as considerações finais.

2. Fundamentação Teórica

Neste tópico serão tratadas as bases teóricas que subsidiaram a pesquisa realizada.

2.1. Produção Enxuta

Os fundamentos desenvolvidos pelo Sistema Toyota de Produção deram origem ao que se

denomina atualmente de Sistema de Produção Enxuta. Esse sistema possui como filosofia a

produção cada vez mais produtos e serviços com cada vez menos recursos, por meio do

emprego da identificação e minimização ou eliminação progressiva das fontes de desperdícios

(WOMACK; JONES, 2004).

Ohno (1997), Liker (2005), Correa et al. (2001), Corrêa e Corrêa (2004), Womack e Jones

(2004) e Tubino (1999) definem como premissa para a aplicação da PE a identificação e

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eliminação dos seguintes desperdícios: superprodução; espera, transporte desnecessário,

processamento desnecessário, estoque, movimento desnecessário de pessoas, produção

produtos defeituosos. Liker (2005) acrescenta ainda uma oitava perda, a não utilização da

criatividade por parte dos colaboradores da organização, sendo esta considerada um dos

maiores desperdícios, o qual perdido não se recupera.

Assim, a Mentalidade Enxuta se baseia em cinco princípios básicos para combater tais

desperdícios (WOMACK; JONES, 2004; SATOLO, 2011):

- Valor, o qual deve sempre ser especificado pelo cliente;

- Cadeia de Valor, que são todas as etapas ligadas às tarefas de concepção e lançamento

de um produto, gerenciamento da informação e transformação física;

- Fluxo, que se refere à eliminação total das paralizações em todos os processos de

produção;

- Produção Puxada, onde o cliente é o único responsável pelo andamento do processo

produtivo;

- Perfeição, a qual surge por meio da exposição contínua dos desperdícios, através de

transparência e feedback constantes.

Para alcançar tais princípios e eliminar os desperdícios vale ressaltar algumas técnicas da PE

que contribuem para este fim:

- Troca Rápida de Ferramentas (TRF): é uma técnica usada para criar transições muito

rápidas e configurações que reduzem o tempo de inatividade da máquina e aumentar o

rendimento, segundo (SHINGO, 1996);

- O Balanceamento de Linha: consiste em distribuir e nivelar o tempo total das operações

em relação ao tempo homem/máquina (JOHNSON, 1991; MACCARTHY, FERNANDES,

2000);

- Kanban: uma técnica foi criada na Toyota para minimizar os custos com o material em

processamento e reduzir os estoques entre os processos (SLACK, CHAMBERS,

JOHNSTON, 2002);

- Kaizen: É a melhoria continuada em pequenos passos (SHARMA, 2003);

- Manutenção Produtiva Total: tem como objetivo a melhoria da estrutura da empresa em

termos materiais e em termos humanos (SLACK, CHAMBERS, JOHNSTON, 2002);

- Heijunka: É a produção nivelada de uma variedade e/ou volume de itens produzidos por

um processo em um período de tempo (GALGANO, 2004).

2.2. Mapeamento do Fluxo de Valor

Define-se fluxo de valor da produção como toda ação necessária para fabricar um produto, ou

uma família de produtos, desde a aquisição da matéria prima até a entrega ao consumidor

final (ROTHER & SHOOK, 1999). Assim, o Mapeamento do Fluxo de Valor (MFV) é uma

ferramenta do sistema de produção enxuta permite enxergar como os fluxos de valores,

informação e materiais fluem de porta-a-porta, e quais áreas do fluxo devem ser melhoradas,

dessa forma, sendo possível obter ganhos em termos de redução do lead time de produção em

processos contínuos. (ROTHER, SHOOK, 2003; TEIXEIRA, ELIAS, TUBINO, 2010;

ABDULMALEK, RAJGOPAL, 2007).

Esses mesmo autores ainda definem a importância do MFV em termos:

- Permite visualizar além dos processos individuais e o caminho para a unidade produtiva

operar em fluxo;

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- Visão geral do fluxo;

- Permite identificar as fontes de desperdício e oportunidades de melhoria no fluxo de

valor;

- Fornece uma linguagem comum;

- Reúne conceitos e técnicas que auxiliam na implementação melhorias de maneira

sistêmica;

- Os mapas do fluxo de valor tornam-se referência para a implantação enxuta.

2.3. Layout

O Layout ou arranjo físico das instalações de uma organização define a relação física entre as

diversas atividades realizadas e segundo Davis (2003) podem ser classificados em quatro

diferentes tipos:

- Layout de processo: conhecido como job shop ou layout funcional, os equipamentos

com funções similares são agrupadas e os produtos caminham ao longo de diversas áreas;

- Layout de produto: também conhecido como layout de fluxo, os processos de trabalho

ou equipamentos são alocados etapas progressivas pelas quais o produto caminha;

- Layout de posição fixa: os equipamentos e processos de trabalho deslocam-se até o

produto em processo;

- Layout celular: também chamado de tecnologia de grupo (TG), nele são alocadas

diferentes máquinas, em células, para que sejam produzidas famílias de produtos similares.

O layout celular surgiu a partir da necessidade do sistema de PE em flexibilizar o processo de

fabricação do ponto de vista do fluxo de materiais como também do ponto de vista

operacional. Este sistema permite que os equipamentos e instalações sejam alocados em

sequência ótima, dessa maneira, encurtam as distâncias entre as operações, suavizam o fluxo

de materiais, reduzem os estoques de materiais em espera e auxiliam no aprimoramento da

qualidade(DAVIS, 2003; MOREIRA, 2010). Suas principais características segundo estes

autores são:

- Flexibilidade de alocação e mão-de-obra direta polivalente;

- Melhor balanceamento da linha;

- Eficácia na solução de problemas devido à rápida comunicação;

- Produção em pequenos lotes;

- Pequenas distâncias de deslocamento de recursos;

- Controle de qualidade na forma de inspeção na fonte.

3. Desenvolvimento da Pesquisa

Neste tópico serão tratados os aspectos referentes à análise do layout atual diagnosticando os

desperdícios existentes e verificando as ferramentas da produção enxuta adequadas para

eliminá-los.

3.1. Objeto de estudo

O estudo de caso foi realizado em uma indústria de usinagem e caldeiraria instalada na cidade

de Itajubá, inaugurada em julho de 2001, com 2.500 m² de área total. Atualmente a empresa

possui sua unidade principal instalada em uma área de 3.000 m² e uma unidade complementar

instalada em uma área de 900 m² próximas a principal. A indústria possui aproximadamente

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produtos ativos, que são fornecidos para diversos clientes, seu produto principal são suportes

e acessórios para transformadores e itens diversos de ferramentaria.

3.2. Coleta de dados

Observando o processo dentro da organização a problemática da pesquisa foi definida da

seguinte forma: A indústria era constituída por grupos de máquinas similares, onde o produto

se deslocava nestes grupos conforme as operações a serem realizadas, seu processo era

baseado na localização das máquinas e não nas operações em que o produto deve passar por

isto seu tempo de locomoção entre máquinas ficava sobrecarregada no seu operador.

Por não trabalhar com pedidos firmes e previsão de demanda, a organização possuía estoque

final e intermediário altos, um lead time fabricação elevado, gargalos de materiais em

processo, além do risco de perda do material por oxidação, deformação e extravio.

É importante observar que a organização não apresentava um layout das máquinas

informando as escalas regulares, a única informação existente era uma planta baixa

desatualizada da empresa com parte das máquinas alocadas.

Assim, faz-se necessário o levantamento dos fluxos de processos para o dimensionamento da

situação inicial. A organização não possuía essas informações de maneira detalhada, logo, foi

realizado um acompanhamento em 18 produtos com o objetivo de identificar as operações

realizadas em cada parte, de cada conjunto mecânico, e as respectivas sequencias de usinagem

e montagem.

As ferramentas utilizadas são compostas por dois grupos de máquinas, as convencionais e as

não convencionais. Dentre do grupo de máquinas convencionais se destacam: Torno

convencional, Torno CNC, Furadeiras (Coluna e Radial), Centro de Usinagem – CNC,

Fresadora convencional (Ferramenteira e universal), Serra de fita (vertical e horizontal),

Prensa (Excêntrica e Metaleira), Guilhotina hidráulica, Dobradeira hidráulica, Calandra,

Soldagem (MIG/MAG, TIG e Oxiacetileno). Dentro do grupo de máquinas não

convencionais, se destaca: Equipamento CNC de corte em plasma.

Para garantia e controles dimensionais dos produtos fabricados a indústria dispõe dos

seguintes equipamentos de medição: Desempeno de precisão de 1 [m2], Traçador de Altura,

Paquímetros em geral – de 600 [mm]/ 300 [mm]/ 200 [mm]/ 150 [mm], Micrômetros externos

e internos, Relógio comparadores/Apalpadores, Medidor digital de espessura de camadas,

Rugosímetro, Torquímetros, Esquadros, Goniômetros / Transferidores, Escalas e trenas.

Com base nas informações obtidas foi elaborado uma matriz tecnológica, que tem objetivo

identificar os produtos e suas respectivas máquinas por onde são realizadas as operações de

cada produto.

Dessa forma, iniciou-se a fase definição das famílias de produtos, que possuem em comum

similaridades de processo. Baseando-se nestes critérios e analisando a matriz tecnológica

foram identificadas duas famílias de produtos fornecidos. Definidas as famílias foi feita uma

revisão no desenho do layout da organização, com o objetivo de traçar o fluxo de

processamento das famílias de produto, para permitir uma melhor visualização da

movimentação destes lotes.

Para tanto foi desenvolvido um mapeamento do fluxo de valor, por meio do levantamento de

informações com os responsáveis pela gestão dos pedidos do cliente, dos fornecedores, dos

gestores de estoque e planejadores de produção da organização. Também foi realizado um

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acompanhamento de alguns lotes de produção onde foram realizadas cronoanálises do

processo.

Foram coletadas informações como volume mensal de pedidos, tempo de estoque,

periodicidade de expedição de produtos e recebimentos de matéria prima, lead time dos

fornecedores. Outras informações tais como, o tempo de execução, o tempo de estoque entre

as operações e o número de operadores envolvidos na execução de cada operação necessária

no fluxo produtivo dos produtos. Como resultado, têm-se os layouts para as famílias (vide

anexos A, B e C) e o MFV explicitado pela figura 1.

Figura 1: MFV da situação inicial

4. Análise dos Resultados

O mapeamento de fluxo de valor mostrou a existência de estoques intermediários em todas as

etapas do processo de fabricação, devido ao método de programação utilizado em todas as

etapas do processo, de modo a manter as máquinas sempre ocupadas, caracterizando um fluxo

de produção empurrado. Outra característica importante é o tempo elevado de setup em

algumas operações.

O lead time médio das famílias é de aproximadamente de 82 dias e o tempo de agregação de

valor (TAV) é de aproximadamente 6,7 min, ou seja, o tempo de transformação efetiva da

matéria prima e consideravelmente menor do que o lead time do produto. Logo, grande parte

do tempo de ciclo corresponde ao desperdício de tempo no processo, gerado especialmente

pelo excesso de estoque intermediário de produto, operações desbalanceadas, tempos de setup

elevado e programação da produção manual, posto a posto.

Foram aplicadas algumas técnicas da PE com o objetivo de reduzir os principais desperdícios

de tempo, reduzindo o lead time das famílias de produtos, reduzindo o estoque intermediário,

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área ocupada, número de colaboradores, movimentação dos lotes de produtos e assim

melhorar os indicadores de produtividade utilizados, por parte da organização, para medição

dos benefícios obtidos com implementação do sistema de manufatura enxuta. As medidas

tomadas foram:

1. Excesso de estoque intermediário de produto: foi realizado um balanceamento na linha

de produção com o objetivo de minimizar a necessidade da manutenção de estoques

intermediários, absorvendo diferenças de ritmo entre as operações, que acarretou na

necessidade de alteração do layout;

2. Operações desbalanceadas: foi criada uma célula de produção onde foram agrupadas as

operações rebarbação, prensa, furadeira e rosqueadeira, de acordo com a sequência de

realização, conforme os fluxos de produção. Isso permitiu que o ritmo de produção

fosse cadenciado, reduzindo a diferença dos tempos de ciclos entre as operações;

3. Tempo de setup elevado: foi proposta a aplicação de uma TRF na operação guilhotina,

que possuía o maior tempo de ciclo entre todas as operações necessárias para obtenção

dos produtos;

4. Programação: para um maior controle das operações e também para otimizar a

programação das entregas da produção e expedição, foi proposta a criação de um

Kamban e um supermercado antes da entrada na célula e antes do controle de camada e

expedição, que foram agrupadas.

Observadas as condições e propostas supracitadas foi realizada uma nova coleta de dados,

com o objetivo de mensurar os impactos das melhorias implementadas, o novo layout foi

construído conforme a figura 2 (Famílias: Guilhotina em azul, Rosqueadeira em vermelho,

Metaleira em rosa).

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Figura 2: Novo layout

O estado futuro do MFV é representado pela figura 3.

Figura 3: MFV da situação futura

Também foi realizada uma comparação dos estados inicial (sistema de produção em massa) e

final (sistema de produção enxuta), utilizando os critérios: lead time, estoque intermediário,

número de pessoas utilizadas no fluxo de processamento, movimentação, área ocupada,

movimentação dos lotes de produto e produtividade.

Figura 4: Lead time e Estoque intermediário

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Pode-se verificar que com o melhor balanceamento das operações produtivas houve um

decréscimo no estoque intermediário, que por consequência acarretou em uma significativa

redução no lead time total do processo.

Figura 5: Movimentação e Área ocupada

Com a mudança nas instalações e alteração no layout da organização, com uma área ocupada

menor, reduziu-se a distância percorrida nas movimentações dos processos, eliminando

consideravelmente este desperdício.

Figura 6: Número de colaboradores e Produtividade

Com a mudança do sistema de produção para puxado e a mudança no layout de produção,

reduziu-se o número de colaboradores, contudo, a produtividade aumentou aproximadamente

60%.

5. Considerações Finais

Com a evolução das máquinas e da mão de obra especializada, o mercado esta

proporcionando uma maior competitividade entre as empresas, mas como se sobressair sobre

as outras. Uma das maneiras mais utilizadas entre as empresas é trocar a produção em massa

pela enxuta, ganhando versatilidade, tempo, organização, qualidade e principalmente redução

de custo tanto na produção quanto no produto final.

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Algumas empresas ainda relutam em incrementar tal processo, principalmente por acharem

que podem ter prejuízos e perder mercado durante a fase de implantação de tal sistemática.

Isto ate poderia ser explicado, por antigamente, não existir tantos profissionais e acadêmicos

especializados em PE, que conseguissem em tão pouco tempo realizar a implantação de forma

segura, sigilosa e 100% eficiente, sem prejudicar a produção e as entregas.

Nesta pesquisa pode-se perceber que a organização objeto de estudo enxerga a Produção

Enxuta, como uma forma de alavancar seus produtos e concorrer mais fortemente,

valorizando-se no mercado e crescer perante seus concorrentes, passou sua produção em

massa para enxuta.

Verificou-se a veracidade de melhoria no processo, produção, qualidade e custo (âmbito

geral), e com dados concretos demonstrados no trabalho, espera-se instigar empresários e

estudiosos quanto à potencialidade de se estudar e em muitos casos implantar a produção

enxuta de forma eficiente e eficaz.

Acredita-se que com tantos dados reais, características, lead time de implantação e ganhos na

produção e qualidade, e para todo processo de fabricação, sempre há melhorias a serem

aplicadas com ganhos no final.

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Anexos

Anexo A – Layout para os fluxos para família Guilhotina.

Anexo B – Layout para os fluxos para família Rosqueadeira.

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Bento Gonçalves, RS, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2012.

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Anexo C – Layout para os fluxos Metaleira

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Bento Gonçalves, RS, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2012.

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