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8/4/2019 troca rapida

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Troca rpida de ferramentas: proposta metodolgica e estudo de caso

Rapid exchange of tools: method steps and case study

Flvio Sanson Fogliatto; Paulo Ricardo Motta Fagundes

Laboratrio de Otimizao de Produtos e Processos da Escola de Engenharia (LOPP),Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Praa Argentina, 9, sala 402, Porto Alegre, RS,CEP 90040-020, e-mail: [email protected]

RESUMO

A troca rpida de ferramentas (TRF) tem por objetivo reduzir o tempo de preparao (ou setup)de equipamentos, minimizando perodos no-produtivos no cho-de-fbrica. Comoconseqncia, possvel a reduo do tamanho dos lotes de produo na manufatura. A TRFfundamenta-se em tcnicas que enfatizam o trabalho cooperativo em equipe e a proposio deformas criativas de melhoria de processos. Este artigo apresenta uma proposta metodolgicapara a TRF, constituda dos seguintes passos: definio do projeto, planejamento das atividades,treinamento da equipe de implantao, implantao propriamente dita, acompanhamento econsolidao. Um estudo de caso desenvolvido na indstria moveleira ilustra a metodologiaproposta.

Palavras-chave: troca rpida de ferramentas, tempo de preparao, setup, metodologia SMED.

ABSTRACT

Single-minute exchange of die (SMED) and alternative methodologies aim at reducing the timeneeded for equipment setup, minimizing non-productive periods in the shop floor. That in turnsenables production of increasingly smaller lot sizes. SMED is based on a number of improvementtechniques that emphasize cooperative teamwork and the proposal of creative ways to improveexisting processes. This paper presents a methodology for rapid exchange of die, comprised ofthe following steps: project definition, planning of activities, personnel training in SMED,implementation per se and follow-up and consolidation. A case study from the furniture industryillustrates the methodology steps.

Key words: rapid exchange of tools, SMED methodology, machine set up time.

1. Introduo

A troca rpida de ferramentas (TRF) pode ser descrita como uma metodologia para reduo dostempos de preparao de equipamentos, possibilitando a produo econmica em pequenoslotes. A utilizao da TRF auxilia na reduo dos tempos de atravessamento (lead times),


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possibilitando empresa resposta rpida diante das mudanas do mercado. Outra vantagem daTRF a produo econmica de pequenos lotes de fabricao, o que geralmente exige baixosinvestimentos no processo produtivo (Shingo, 2000). Alm disso, a TRF reduz a incidncia deerros na regulagem dos equipamentos (Harmon & Peterson, 1991).

O lead time fator diferencial no custeio de um processo de manufatura. Sua reduo resulta emmenores custos de operao e agrega benefcios ao consumidor. Movimentaes de materiaispor meio de operaes mais rpidas resultam em sistema mais enxuto e produtivo (Garcia et al.,2001). A reduo do lead time proporciona aproximao entre requisitos do cliente e resposta daempresa, resultando em fidelidade de clientes e em menor complexidade gerencial. O tempoganho com a reduo do lead time um investimento na satisfao do consumidor e na reduodos custos da manufatura (Slack, 1993).

A reduo do tempo gasto em setup condio necessria para diminuir o custo unitrio depreparao. Tal reduo importante por trs razes (Harmon & Peterson, 1991): 1. quando ocusto de setup alto, os lotes de fabricao tendem a ser grandes, aumentando o investimentoem estoques; 2. as tcnicas mais rpidas e simples de troca de ferramentas diminuem apossibilidade de erros na regulagem dos equipamentos; e 3. a reduo do tempo de setupresultar em aumento do tempo de operao do equipamento.

A TRF essencial para a obteno das qualidades necessrias manuteno da estratgiacompetitiva das empresas em relao aos clientes e mercados e, principalmente, para atingiruma produo just in time, em que tais qualidades dependem da reduo do lead time. Areduo do lead time depende da reduo dos estoques intermedirios, da sincronizao daproduo e do tamanho dos lotes de fabricao. A reduo do tamanho dos lotes funo dareduo dos tempos de setup, isto , possui elevado grau de dependncia na TRF.

Neste trabalho, descrita uma metodologia genrica para implantao da TRF, elaborada apartir de reviso de literatura e consideraes de carter prtico, derivadas de testes em campo.Essa metodologia inova ao propor quatro grandes estgios para implantao da TRF: 1.estratgico; 2. preparatrio; 3. operacional; e 4. de comprovao.

No estgio estratgico, a metodologia enfoca a criao de ambiente favorvel implantao,

enfatizando o envolvimento de funcionrios da empresa em todos os seus nveis hierrquicos eplanejando a formao de times de implantao. O estgio preparatrio o primeiro passo paraas aes voltadas definio das estratgias de implantao da TRF, assim como da anlise eda avaliao do processo atual. O estgio operacional consiste na aplicao prtica dasmetodologias propostas para TRF, buscando um procedimento que possa ser aplicado demaneira genrica, independente do ramo de atuao e das caractersticas de cada empresa. Oltimo estgio, de comprovao, consiste na consolidao das estratgias e das tcnicasutilizadas na implantao da metodologia de TRF. A partir desse estgio, o ambiente deve estarpreparado para aes de continuidade voltadas reduo do tempo de setup, no que se refere anovos projetos de produtos e processos, e definio das polticas que determinaro o futuro daplanta produtiva.

A metodologia proposta ilustrada por meio de um estudo de caso, em que a metodologia de

TRF aplicada para reduzir o tempo de setup em equipamentos de furao em uma linha deproduo de roupeiros, em uma indstria moveleira.

2. Estratgias e tcnicas para aplicao da TRF

O objetivo da TRF a reduo e a simplificao do setup, por meio da reduo ou eliminaodas perdas relacionadas operao de setup. Na prtica, a TRF desdobrada em estratgias etcnicas de implantao, sendo esses os objetos de estudo desta seo. A anlise parte da


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metodologia seminal proposta por Shingo (1996, 2000), designada Single-Minute Exchange ofDie (SMED livremente traduzida por TRF em tempos inferiores a 10 minutos), comparando-as proposies de outros trs autores: Mondem (1983), Harmon & Peterson (1991) e Black(1998). O comparativo complementado por artigos que reportam surveys bibliogrficos eaplicaes da TRF.

Shingo (1996, 2000) define TRF a partir de uma viso primeiramente estratgica, seguida deconceitos para implantao da ferramenta e tcnicas de apoio. Dois grupos de estratgias sosugeridos para minimizar as perdas decorrentes da troca de produtos em uma operao:

1. Estratgias envolvendo habilidades: procedimentos eficientes no setup resultam doconhecimento sobre o equipamento em estudo e da habilidade e experincia do operador nastarefas inerentes ao procedimento de setup. Em mquinas mais complexas, utiliza-se o conceitodo preparador (operador especialista em preparao de mquina), ficando o operador doequipamento com as tarefas auxiliares da preparao.

2. Estratgias envolvendo tamanho de lote: para reduzir as perdas decorrentes de setupslongos sobre o desempenho do sistema, uma soluo aumentar o tamanho do lote paracompensar a parada do equipamento. A fabricao de grandes lotes, entretanto, pode serindesejvel se resultar em produo antecipada ou formao de estoques. A TRF permite a

reduo dos custos de setup dos em lotes, resultando em lotes de fabricao de tamanhoreduzido.

O processo de melhoria no tempo de troca de ferramentas proposto por Shingo (2000) constitudo de quatro estgios. No estgio 1, no se distinguem as condies de setup interno(que ocorrem com a mquina parada) e externo (que ocorrem com a mquina em operao). Oobjetivo analisar a operao atual de setup, com participao dos operadores envolvidos napreparao em estudo. No estgio 2, considerado o mais importante da implantao da TRF,ocorre a distino entre as operaes de setup interno e externo. No estgio 3 ocorre anlise daoperao de setup, com o objetivo de verificar a possibilidade de converter operaes de setupinterno em externo. No estgio 4 realizada anlise de cada ao das operaes de setupinterno e externo, buscando sua racionalizao por meio da eliminao de ajustes e operaesdo setup.

Esses estgios deixam claro que a TRF composta por duas aes principais, anlise eimplementao, salientando a distino entre as operaes de setup interno e externo e aracionalizao dos elementos componentes das aes de setup. Para a aplicao dos estgiosconceituais da TRF, prope-se o emprego de oito tcnicas: 1. separar operaes internas eexternas; 2. converter setup interno em externo; 3. padronizar a funo dos elementos de setup;4. utilizar fixadores funcionais nos equipamentos ou eliminar fixadores; 5. utilizar dispositivosintermedirios para eliminar ajustes durante o setup interno; 6. adotar operaes paralelas; 7.otimizar operaes eliminando a necessidade de ajustes; e 8. mecanizar as operaes.

A TRF proposta por Mondem (1983) consiste em quatro estratgias e seis tcnicas deimplantao. O contedo das estratgias segue o mesmo enfoque de Shingo (1996, 2000). Asprincipais estratgias em Mondem (1983) so: distino das aes de preparao interna e

externa; eliminao de ajustes por meio de estudos na fase de projeto e busca de padronizaodas ferramentas; e eliminao do processo de troca de ferramentas por meio daintercambiabilidade entre peas e produo simultnea de vrias peas. O principal aspecto quediferencia as tcnicas em Mondem (1983) e Shingo (1996, 2000) est na proposta de anliseconjunta da converso do setup interno em externo e da padronizao da funo, salientando aimportncia de padronizar somente peas necessrias reduo do tempo de troca daferramenta, confrontando o custo do investimento com a reduo do setup.

Harmon & Peterson (1991) no formalizam uma proposta metodolgica de TRF. Todavia, algunsaspectos elencados pelos autores merecem destaque. Eles propem classificao das


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operaes de setup em trs tipos: 1. mainline (ou principais) _ operaes que correspondem aosetup interno; 2. offline (ou secundrias) _ operaes que correspondem ao setup externo; e 3.desnecessrias _ operaes que no contribuem para a melhoria do setup e que deveriam sereliminadas. Os autores tambm propem a eliminao do processo de tentativa e erro, utilizandodocumentao de regulagens, revises peridicas e calibragens dos dispositivos de controle emanuteno preventiva do equipamento.

Para Black (1998), a TRF um mtodo cientfico baseado na anlise de tempos e movimentosrelativos s operaes de setup. A adoo da TRF no requer, obrigatoriamente, grandesinvestimentos em equipamentos. Sua estratgia de implantao da TRF dividida em setepassos bsicos, contrapondo-se aos quatro estgios de Shingo (1996, 2000). O primeiro passona metodologia de Black (1998) determinar o mtodo existente, utilizando a anlise dasoperaes com o estudo dos tempos e movimentos relativos operao de setup. Os passos 2,3 e 4 (respectivamente, separar os elementos internos dos externos, converter setup interno emexterno e reduzir ou eliminar os elementos internos) so essencialmente os estgios 2 e 3 deShingo (1996, 2000). O estgio 4 de Shingo est detalhado nos passos 5, 6 e 7 (aplicar anlisede mtodos, padronizao e prtica dos setups, eliminar os ajustes e abolir o prprio setup,respectivamente). No passo 5, utilizam-se tcnicas de anlise de mtodos, com a participaoefetiva dos operadores examinando os mtodos de realizao do setup interno. Treinamento equalificao do operador, objetivando a multifuncionalidade, tambm fazem parte dessa etapa.

Para o passo 7, de eliminao total ou realizao automtica do setup, utiliza-se o conceito daintercambiabilidade entre peas. Para cada uma das sete estratgias para reduo do setup,Black (1998) prope o emprego de tcnicas especficas, similares quelas propostas por Shingo(1996, 2000).

McIntosh et al. (2000) apresentam um survey bibliogrfico e avaliao crtica do SMED. Segundoesses autores, a metodologia pode ser separada em trs partes: 1. conceito; 2. metodologia; e 3.programa de melhoria. A identificao e a aplicao de tcnicas de melhoria esto relacionadasa cada uma das partes. No contexto de programa de melhoria, utilizam-se tcnicas de Kaizen,sob o enfoque do comprometimento da equipe de trabalho em utilizar a capacidade criativa namelhoria dos mtodos existentes. A considerao mais importante em McIntosh et al. (2000) dizrespeito ao perodo de run-up (perodo, aps a realizao do setup, at a estabilizao doprocesso, em que h possibilidade de ocorrncia de ajustes). Esse perodo de run-up, apesar de

significativo, geralmente no est claramente identificado, fazendo com que no seja percebidodurante o tempo em operao do equipamento.

Aplicaes da TRF na indstria so reportadas nos trabalhos de Moxham & Greatbanks (2000) _indstria txtil _ e de Gilmore & Smith (1996) _ indstria farmacutica; outras referncias aaplicaes podem ser encontradas em McIntosh et al. (2000).

3. Proposta metodolgica para troca rpida de ferramentas

A metodologia proposta para a TRF est dividida em quatro estgios: 1. estratgico; 2.preparatrio; 3. operacional; e 4. de comprovao. A descrio dos estgios, detalhada em suas

etapas de composio, apresentada na seqncia.3.1 Estgio estratgico

3.1.1 Convencimento da alta gerncia

A alta gerncia pode ser considerada o nvel hierrquico da empresa que possui maior grau deinfluncia nas decises que envolvam mudanas que necessitem de investimentos ou tenham,como resultado final, alteraes significativas no processo de manufatura da empresa. Oconvencimento da alta gerncia pode ser promovido pela visualizao da necessidade de


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mudana e dos possveis resultados de melhoria. Tais argumentos permitem obter ocomprometimento dessa classe diante da introduo de um novo processo; no caso, umametodologia para a TRF.

No contexto da TRF, para o comprometimento da alta gerncia necessrio o conhecimento dosseguintes aspectos: 1. estratgias e tcnicas para a troca rpida de ferramentas; e 2. noo dosresultados que possam vir a ser alcanados.

A necessidade de mudana, seja imposta pela alterao das caractersticas de mercado sejapela visualizao das melhorias que podem ser alcanadas, favorvel solidificao daposio da empresa em seu mercado alvo. Esses dois argumentos so suficientes para o inciode um projeto de implantao da TRF. Para a obteno de melhorias no tempo de setup, oconhecimento das estratgias e tcnicas de aplicao da TRF e a noo dos resultados quepossam ser alcanados formam uma base de conhecimento inicial indispensvel alta gerncia.

3.1.2 Definio de metas

As metas para a implantao de um projeto de TRFdevem levar em considerao trs fatores: 1.existncia e anlise de indicadores que comprovem a situao inicial dos tempos de setup antesdo incio do projeto; 2. definio do porcentual de reduo de tempo de setup que se deseja

alcanar; e 3. definio de cronograma de implantao que contenha a seqncia das atividadesde implantao, os responsveis por atividade e uma estimativa de tempo para a concluso decada atividade.

3.1.3 Escolha da equipe de implantao

A definio da equipe de implantao um ponto de grande importncia no projeto deimplantao de metodologia para TRF. A equipe de implantao responsvel pela velocidade epelo sucesso das aes no projeto de implantao. Os times de implantao, conforme a Figura1, so formados por funcionrios que trabalham na melhoria das operaes e processos; aequipe de implantao, por sua vez, coordena e acompanha o desenvolvimento da implantaoda TRF em toda a empresa.

De acordo com a estrutura do organograma na Figura 1, a alta gerncia e o coordenadorpossuem a funo de definir e acompanhar estrategicamente o projeto. A equipe de implantao responsvel pela definio e acompanhamento de todas as aes do projeto de implantaoda TRF. Os times de implantao e o nvel operacional (operadores de mquinas e auxiliares)so os responsveis pela implantao das aes definidas pela equipe de implantao.

Algumas caractersticas importantes que a equipe de implantao deve possuir so:conhecimento dos processos, autonomia, capacidade de liderana, posio de respeito epresena de representantes de todas as reas da empresa.

3.1.4 Treinamento da equipe de implantao

O conhecimento da metodologia de TRF a ser repassado equipe de implantao deve serabrangente, analisando todas as estratgias e tcnicas de aplicao, com base em casos bem-sucedidos em relao sua aplicao prtica. Os seguintes aspectos devem ser observadosdurante o treinamento da equipe de implantao: 1. o nmero de participantes da equipe deimplantao deve ser suficiente para que haja pelo menos uma pessoa da equipe em cada timede implantao, para atuarem como multiplicadores; 2. emprego de exemplos prticos, comvisitas a empresas que j tenham adotado uma metodologia de reduo dos tempos de setup


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com sucesso; e 3. o conhecimento adquirido pela equipe de implantao deve ser o suficientepara possibilitar o repasse da metodologia a todos os participantes dos times de implantao.

Quanto aos times de implantao, o treinamento pode ter enfoque voltado aplicao prtica dametodologia. O conhecimento de todas as estratgias e tcnicas importante, mas pode ocorrerde maneira menos abrangente, objetivando o entendimento, a conscientizao da necessidadede reduo, o comprometimento de todos os membros do grupo e a visualizao de umaoportunidade de melhoria em relao reduo dos tempos de setup. O treinamento pode serrealizado pelos componentes da equipe de implantao, enfatizando caractersticas inerentes cultura da empresa.

3.1.5 Definio da estratgia de implantao

A estratgia de implantao corresponde ao planejamento do projeto de TRF. O planejamento a atividade que envolve a identificao das alternativas potenciais de ao que possamsatisfazer um objetivo e a avaliao dos meios necessrios para sua implementao (Ghinato,1996). O primeiro passo para a definio da estratgia de implantao de uma metodologia deTRF a definio de um coordenador para o projeto (ver Figura 1). Como caractersticas deperfil do coordenador, devem ser observados os seguintes aspectos: conhecimento dasestratgicas e tcnicas para aplicao da metodologia de TRF; capacidade de liderana; poder e

autoridade para tomada de decises quanto a investimentos e mudanas; e conhecimento desistemticas para trabalho em grupos.

A funo do coordenador de controle e acompanhamento das aes definidas no cronogramade implantao. Nesse cronograma, todas as aes elaboradas pela equipe de implantaodevem ser descritas em formulrio-padro, disponibilizado a todos os membros da equipe deimplantao.

3.2 Estgio preparatrio

3.2.1 Definio do produto a ser inicialmente abordado

Nesta etapa, os esforos devem estar dirigidos a produtos pertencentes categoria A da curva

ABC dos produtos da empresa (para detalhamento sobre a classificao de itens usando a curvaABC, ver Elsayed & Boucher, 1994, entre outros). Toda a reduo do tempo de setup obtidanesses itens poder ter maior impacto financeiro na empresa. Todos os produtos devem fazerparte da aplicao prtica da metodologia de TRF.

O uso da curva ABC pode determinar uma seqncia de implantao da metodologia nosprodutos da empresa e essa seqncia deve levar a ganhos financeiros mais significativos,incrementando a motivao para maior utilizao da metodologia na empresa. Produtos comciclo de vida curto ou em final de produo no devem ser considerados.

3.2.2 Definio do processo a ser inicialmente abordado

Conforme Shingo (2000), uma metodologia de TRF deve ser aplicada a todas as atividades

produtivas do processo de manufatura que contenham operaes de setup. importanteobservar, todavia, que projetos dessa natureza envolvem mudana de comportamento, devendoser iniciados por meio de experincia piloto. A definio de um processo piloto ou inicial importante para que haja sedimentao dos conceitos da metodologia de TRF e teste prtico dosnovos conhecimentos adquiridos. A definio do processo piloto possibilita reavaliao e revisode aes que porventura no tenham obtido xito na aplicao prtica, antes de sua replicaoem outros processos da empresa.

A definio do processo inicial um complemento da etapa anterior, pois, aps verificado oproduto a ser focalizado na primeira implantao da metodologia, deve-se determinar o processo


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piloto, seguindo a idia de trabalhar no processo gargalo, em que os ganhos possamefetivamente ser maiores. O processo piloto, trabalhado pelos membros da equipe deimplantao, ser um laboratrio com a participao de todos os membros da equipe; seusresultados positivos devem ser elementos promotores da motivao e envolvimento de toda aempresa.

3.2.3 Definio da operao a ser inicialmente abordada

Segundo Kannenberg (1994), sob o enfoque da Teoria das Restries proposta por Goldratt &Cox (1992), aps a utilizao dos conceitos de identificao das restries, pode-se encontrar naaplicao prtica de uma metodologia de TRF possibilidade de soluo para a restrio, o quepode evitar a aquisio de novos equipamentos e, principalmente, estabelecer uma operaopara dar incio aplicao prtica da metodologia de TRF.

3.3 Estgio operacional

3.3.1 Anlise da operao a ser inicialmente abordada

Todas as atividades inerentes ao setup da operao a ser inicialmente abordada sorelacionadas por meio de uma lista de verificao, contendo a descrio das atividades

realizadas no setup quanto a seu tempo mdio de execuo e indivduos responsveis. Aelaborao da lista de verificao permite, alm da documentao das atividades do setup, aidentificao e a anlise de cada atividade. Com a documentao dessas atividades, pode-seconcluir pela no necessidade de realizao de algumas atividades no procedimento normal desetup.

Para racionalizar a anlise das atividades documentadas na lista de verificao, podem serutilizadas tcnicas de anlise e soluo de problemas ou a filmagem da operao de setup paraestudo posterior. A filmagem pode ocorrer, tambm, aps a implantao de cada melhoria,verificando as situaes inicial e final e utilizando o vdeo como elemento de motivao nacontinuidade do processo de implantao.

3.3.2 Identificao das operaes internas e externas do setup

Esta atividade est focalizada na identificao e separao das operaes do setup que podemser realizadas com o equipamento em operao, antes da parada para incio de nova operao.As tcnicas de anlise e soluo de problemas e de filmagem da operao do setup tambm soferramentas auxiliares para discriminar o setup interno do externo.

3.3.3 Converter setup interno em externo

As operaes do setup interno, separadas das operaes do setup externo na etapa anterior,devem ser reexaminadas para verificar a possibilidade de serem realizadas enquanto oequipamento estiver em operao. A converso do setup interno em externo obtida pelaanlise da funo das operaes do setup, buscando reavaliar os procedimentos convencionaise as novas possibilidades de melhoria. A partir dessa etapa, operaes que no contribuem para

a melhoria da operao do setup devem ser identificadas e eliminadas. As tcnicas de anlise esoluo de problemas e de filmagem da operao do setup tambm podem ser aplicadas nessaetapa. Outra tcnica a ser utilizada o projeto estatstico de experimentos, com o objetivo dedeterminar o ajuste timo dos equipamentos e eliminar o tempo perdido no setup em operaesde tentativa e erro.

3.3.4 Praticar a operao de setup e padronizar

A presente etapa tem por objetivo colocar em prtica as aes definidas na observao eanlise, contabilizando os resultados de melhoria alcanados e repetindo as aes do setup at


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a obteno do melhor resultado. A obteno dessa melhoria deve ser documentada, divulgada atodos os participantes do setup e colocada em prtica nas operaes de setup posteriores. Suapadronizao importante para a manuteno dos padres nas futuras operaes de setup.

O trabalho padronizado a combinao tima de operrios, mquinas e materiais (Imai, 1990).Para a prtica e padronizao do setup, algumas tcnicas foram apontadas na seo 2, como:utilizao de dispositivos de fixao rpida; padronizao apenas das partes necessrias dosequipamentos e ferramentas; e utilizao de elementos auxiliares padronizados para eliminarajustes durante o setup interno.

O resultado alcanado na execuo e padronizao do setup diretamente proporcional aoesforo despendido nas aes de planejamento, observao e anlise dos estgios estratgico,preparatrio e operacional. O tempo e esforos gastos nesses trs estgios devem sersuficientes para que as metas estabelecidas sejam plenamente alcanadas.

3.3.5 Eliminar ajustes

Os ajustes consomem de 50% a 70% do tempo de setup interno (Mondem, 1983). O ajuste uma operao desnecessria; sua eliminao pode reduzir o perodo de run-up, possibilitandoum processo estvel logo aps a operao de setup. Durante o run-up, o processo sofre uma

srie de pequenos ajustes at sua estabilizao. A produo costuma ocorrer abaixo dacapacidade efetiva do processo e com maior chance de gerao de itens no-conformes.Tambm nessa etapa, o projeto estatstico de experimentos pode ser uma ferramenta auxiliarimportante na determinao rpida dos melhores ajustes para o processo.

3.3.6 Eliminar o setup

A eliminao do setup, ideal em contexto de manufatura just in time, geralmente no vivel naprtica. Tal eliminao tem maior possibilidade de ocorrer na fase de projeto do produto,buscando a intercambiabilidade de peas; outra soluo seria a automatizao do setup, emcasos em que o custo de implantao no seja proibitivo. A eliminao total do setup pode noser vivel, mas a aplicao dos passos da metodologia, utilizando as estratgias e tcnicas maisadequadas para cada setup, pode resultar em redues nos tempos de setup.

3.4 Estgio de consolidao

3.4.1 Consolidao da TRF em todos os processos da empresa

No projeto de implantao, os esforos de reduo dos tempos de setup devem estar alinhadoss aes realizadas em todos os processos de manufatura da empresa. O alinhamento dosesforos evita desperdcio de tempo e capital em aes que no tenham como resultado amelhoria dos tempos de setup e, conseqentemente, a melhoria global do processo.

Os esforos de melhoria no devem ser direcionados a processos que recebero investimentosem novas tecnologias ou equipamentos, ou processos que venham a ser eliminados. Essaestratgia est diretamente relacionada definio de metas e de uma estratgia de

implantao. Novos processos, associados a novos produtos ou resultantes de mudanastecnolgicas, devem estar inseridos nos conceitos adquiridos com a implantao da metodologiade TRF.

Os indicadores de resultados em uma metodologia de implantao de TRF podem sercomprovados pela medio do tempo de setup antes e depois da implantao ou pelo clculo dolote econmico de fabricao. O tempo de setup um timo indicador para a aplicao de umametodologia de TRF, pois de fcil verificao durante toda a evoluo da implantao. Aconstruo padronizada de dispositivos, ferramentas e equipamentos outro elemento para suaconsolidao. A padronizao deve ocorrer somente nas partes (dispositivos, ferramentas e


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Para aplicao da metodologia de TRF, foram envolvidos os setores de engenharia, manutenoe PCP, assim como os coordenadores e operadores de mquinas que esto ligados gernciaindustrial da empresa. O convencimento da alta gerncia se deu por intermdio do gerenteindustrial, que possua bom conhecimento sobre as estratgias e tcnicas para a implantao dametodologia, bem como noo dos resultados que poderiam ser alcanados.

Para a definio de metas, so consideradas metas para curto prazo (at 90 dias), mdio prazo(at 360 dias) e longo prazo (a partir de 360 dias). So definidas como metas de curto prazo aescolha de uma equipe de implantao e seu treinamento, a elaborao do cronograma deimplantao da metodologia de TRF e sua aplicao no processo inicial. Como metas de mdioprazo, tm-se treinamento e formao dos times de implantao e reduo do tempo mdio desetup das mquinas crticas. Analisando o fluxo da produo e a utilizao da capacidade decada mquina, em conjuno com as informaes na Tabela 1, foram selecionadas as furadeiraspara aplicao piloto da metodologia de TRF. Estabeleceu-se meta de reduo no tempo mdiode setup das furadeiras de 30,8% para 15%; a aplicao da metodologia de TRF contemplariatodas as furadeiras do setor. Finalmente, como meta de longo prazo, definiu-se a aplicao dametodologia em outros setores da empresa.

4.1.3 Escolha da equipe de implantao

Para a escolha da equipe de implantao foram considerados alguns aspectos, como: 1. aequipe deveria conter pelo menos um participante para atuar em cada setor listado na Tabela 1;2. a equipe deveria contar com dois participantes do setor de furadeiras; 3. cada participantedeveria estar pelo menos cursando nvel superior; e 4. a equipe deveria contar com aparticipao de todos os coordenadores da fbrica.

A equipe de implantao foi composta de sete participantes: trs coordenadores de fbrica, umcoordenador da manuteno, um coordenador do PCP, um coordenador da engenharia e umcoordenador do projeto de implantao da TRF.

4.1.4 Treinamento da equipe de implantao

O treinamento da equipe de implantao foi realizado pelo coordenador do projeto, dispensando

a utilizao de consultoria externa. A parte terica do treinamento da primeira etapa, voltada compreenso das estratgias e tcnicas para a implantao da TRF, foi realizada no perodo de20 horas, durante duas semanas. O objetivo principal desse treinamento foi capacitar osparticipantes para atuarem no primeiro processo a ser abordado na metodologia de TRF, paraento capacit-los a serem os multiplicadores nos times de implantao, numa segunda etapade treinamento.

4.1.5 Estratgia de implantao

A estratgia de implantao est definida no cronograma de implantao, apresentado noQuadro 2. Os passos de implantao da metodologia de TRF seguem as diretrizes apresentadasna seo 3, com destaque s etapas de treinamento da equipe de implantao e aplicaoprtica do processo piloto. A obteno de resultados at a fase da implantao formar ambiente

favorvel implantao dos passos seguintes.

4.2 Estgio preparatrio

4.2.1 Definio do produto a ser inicialmente abordado


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O produto a ser inicialmente abordado na implantao da metodologia de TRF corresponde aprodutos que pertenam categoria A da curva ABC dos produtos da empresa. A partir daclassificao ABC de produtos, determinou-se que aproximadamente 8,7% dos produtoscomercializados pela empresa eram responsveis por 58% de seu faturamento. O produto iniciala ser abordado corresponde linha de roupeiros, responsvel por 30,17% do faturamento daempresa no primeiro semestre de 2001.

4.2.2 Definio do processo a ser inicialmente abordado

Para a definio do processo a ser inicialmente abordado, enfatizam-se processos-gargalo, emque os ganhos com a reduo de tempos de setup so maximizados. Os produtos a sereminicialmente abordados (roupeiros) so compostos de peas padronizadas: laterais direita eesquerda, divises, bases, portas, frentes de gaveta, laterais de gaveta, fundos de gaveta,costas, travessas e montantes. O processo de fabricao dessas peas inclui as operaes decorte, colagem das bordas, furao, pintura e embalagem. Tambm para a linha de roupeiros,verifica-se que o processo nas furadeiras aquele em que o tempo de setup mais significativo.

A empresa possui 8 furadeiras mltiplas trabalhando 24 horas e, com exceo das costas efundos de gavetas, todas as peas passam por esse processo. Com base nessas informaes, afurao foi selecionada como o processo a ser abordado.

4.2.3 Definio da operao a ser inicialmente abordada

No processo das furadeiras, as operaes de furao com tempo de setup significativo so asoperaes nas laterais, divises, bases e portas. Dessas, a operao que envolve as divisesapresenta tempo de setup mais elevado, sendo inicialmente abordada na metodologia. Onmero de medies do tempo de setup da operao nas divises foi calculado de forma agarantir um resultado com desvio mximo tolerado de at 5% do valor real, com 97% deconfiana; os resultados so apresentados no Quadro 3.

4.3 Estgio operacional

4.3.1 Anlise da operao a ser inicialmente abordada

A operao de furao da diviso dos roupeiros realizada em furadeiras de mltiploscabeotes (ver Figura 2A), que indica os principais grupos a serem ajustados em operao desetup; a numerao na figura corresponde aos seguintes grupos: (1) encosto lateral fixo, (2)cabeotes mltiplos inferiores, (3) cabeotes mltiplos laterais, (4) cabeotes mltiplossuperiores, (5) controlador lgico programvel (CLP) e (6) encosto fixo (batuta). O ponto deencontro do encosto lateral fixo com o encosto fixo (batuta) o ponto no qual se utiliza areferncia de zeramento do equipamento. A partir dele, os cabeotes mltiplos horizontais everticais so posicionados conforme a localizao dos furos da pea a ser trabalhada.

O encosto fixo (batuta) posicionado automaticamente, conforme valor digitado no CLP dopainel de controle. O encosto lateral fixo no possui regulagem de posicionamento.

Todos os cabeotes mltiplos, tanto superiores quanto inferiores, possuem como ponto zero (emrelao ao eixo x) o encosto lateral fixo. Cada cabeote mltiplo possui um indicador mecnico


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anlise dessa filmagem ajudaram na determinao das operaes a serem transformadas emsetup externo ou eliminadas.

As operaes de posicionamento de cabeotes ocupam 24% do tempo de setup. Elas soresultado da interpretao das cotas de furao da pea. A consulta ao desenho demanda14,5% do tempo de setup, enquanto a soma das operaes de consulta e de posicionamentodemanda 38,3%. Essas operaes so lentas e sujeitas a erro, pois necessrio que o operadorinterprete o desenho, visualize o posicionamento dos cabeotes de furao e a colocao decada broca nesses cabeotes. Alm dessas operaes, as de procurar brocas e gabaritos,mesmo que realizadas em paralelo pelo segundo operador, so operaes que, somadas aotempo ocioso do operador, desperdiam muito tempo, impossibilitando a participao maisefetiva do segundo operador na operao de setup.

Para a obteno de melhorias, aps anlise da fita de vdeo da operao de setup, a equipe deimplantao utilizou tcnicas de anlise e soluo de problemas, buscando transformar o maiornmero possvel de operaes de setup interno em externo, chegando s seguintes solues: 1.elaborao de um mapa de regulagem, com todas as informaes necessrias realizao daoperao de setup (ou seja, nmero e cdigo das brocas, posio em mm do cabeote mvel eda batuta, cdigo numrico dos gabaritos de conferncia, posio em mm dos eixos x e y detodos os cabeotes utilizados na furao da pea, posio e nmero dos agregados utilizados na

furao da pea e posio de todas as mesas de suporte da furao); 2. identificao de todasas brocas e agregados (cabeotes com geometria diferente do padro do equipamento,aplicados em caso de furao fora dos padres originais do equipamento) necessrios operao de setup; 3. preparao e organizao do material necessrio operao de setuprealizada por um terceiro operador, o qual prepara todas as brocas, agregados e gabaritos antesdo trmino da operao anterior; e 4. treinamento para participao mais efetiva do segundooperador durante a operao de setup.

4.3.4 Eliminar ajustes

Segundo Mondem (1983), os ajustes consomem aproximadamente 50% a 70% do tempo desetup interno. No caso da operao de furao, as operaes em que ocorreram ajustes _ ajustedos cabeotes de furao (11'02'') e conferncia das peas (04'36'') _ somaram 14'38'', valor que

corresponde a 44,4% do tempo de setup interno. Esse nmero est prximo do definido porMondem (1983).

Para eliminar o tempo do setup interno no qual ocorrem ajustes, a equipe de implantao,analisando a filmagem e utilizando tcnicas de soluo de problema definiu como solues: 1.padronizar a altura das brocas; 2. padronizar a altura do final do avano dos cabeotes defurao (profundidade do furo determinada pela altura da broca, considerando que todos oscabeotes finalizam o avano na mesma altura); 3. manuteno e calibragem dos indicadores deposio dos cabeotes de furao; e 4. o conjunto de aes de leitura do mapa de regulagem,padronizao das brocas, manuteno e calibragem dos cabeotes deveria resultar em apenasuma conferncia da pea antes do incio da produo da segunda pea boa (no caso em estudo,ocorreram trs conferncias da pea).

4.3.5 Praticar a operao de setup e padronizarAs tcnicas para prtica e padronizao do setup, segundo Shingo (1996, 2000), Mondem(1983), Harmon & Peterson (1991) e Black (1998), as quais a equipe de implantao utilizoupara a definio das aes de melhoria da operao de setup, esto ilustradas na Tabela 2.Todas as aes definidas at ento foram colocadas em prtica, ocorrendo tambm treinamentopara os operadores que participaram da operao de setup.


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A prtica foi executada com a realizao de uma nova operao de setup, em que foramaplicadas todas as melhorias apontadas pela equipe de implantao. Essa nova operao desetup tambm foi filmada e documentada em uma nova lista de verificao.

Nessa nova operao, a preparao do kit de ferramentas e materiais necessrios ao setupocorre em paralelo, com a participao de um terceiro operador. A partir da preparao do kit,inicia a operao de setup com o equipamento parado. Outro ponto relevante na nova operaode setup foi a utilizao de duas cpias do mapa de regulagem, uma para cada operador. Emuma das cpias havia o desenho da pea na outra face, para a operao de conferncia dapea.

Essa ao proporcionou a um operador executar a colocao das brocas e agregados, enquantoo outro executava em paralelo o posicionamento dos cabeotes.

O tempo da nova operao de setup foi de 06'17'', isto , uma reduo de 28'20'' em relao antiga operao de setup. Quanto aos operadores, na operao original de setup ocorriaociosidade do segundo operador de 10'42'' (30,8% do total); na nova operao, a ociosidade dooperador reduziu para 11" (2,9% do total). As redues mais significativas ocorreram nas

operaes de: 1. posicionamento de cabeotes e colocao de brocas; 2. consulta ao desenho econferncia da pea; e 3. operaes de ajuste de cabeote de furao. As aes voltadas melhoria, definidas pela equipe de implantao, que causaram mais impacto na reduo dotempo na segunda operao de setup foram: 1. participao de um terceiro operador napreparao do kit de ferramentas utilizadas no setup; 2. elaborao do mapa de regulagem; 3.treinamento dos operadores e adoo de operaes paralelas; 4. padronizao e identificaodas brocas, agregados e gabaritos de furao; e 5. padronizao da altura de fim de curso doscabeotes de furao. A melhoria alcanada foi significativa. Os resultados da reduo do tempode setup (de 34'47'' para 6'17'') enquadram-se na TRF em tempos inferiores a 10 minutos,proposta por Shingo (1996, 2000).

4.3.6 Eliminar o setup

A eliminao da operao de setup da diviso dos roupeiros no possvel, mas a aplicao dospassos da metodologia proposta para a reduo de seu tempo, utilizando as estratgias etcnicas que, segundo a equipe de implantao, foram as mais adequadas para o caso emestudo, resultou em reduo do tempo de setup. Algumas aes voltadas eliminao ousimplificao do setup, a partir dessa aplicao prtica, acontecero na fase de projeto doroupeiro, visando padronizao do maior nmero possvel de furos e obteno de maiorintercambiabilidade entre peas.

4.4 Estgio de consolidao

4.4.1 Consolidao da TRF em todos os processos da empresa

A partir dessa aplicao prtica, utilizando a filmagem das situaes inicial e final da operao

de setup e obedecendo as datas do cronograma de implantao, planejou-se a realizao daconsolidao da metodologia de TRF na empresa.

A primeira ao, conforme cronograma no Quadro 2, a definio dos times de implantao,observando a participao dos membros da equipe de implantao, que atuam comomultiplicadores.

A segunda ao _ o treinamento dos times de implantao _ utilizar a filmagem das situaesinicial e final da operao de setup, com nfase no resultado alcanado no processo piloto.


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A terceira ao _ aplicao da metodologia em todos os setores da empresa _ obedecer umaseqncia de implantao, fundamentada no porcentual de parada para setup de cadaequipamento: 1. todas as outras sete furadeiras, iniciando pela furadeira 13 (maior tempo deparada para setup); 2. setor de corte; 3. setor de pintura; e 4. setor de coladeiras. Pode-severificar tambm a influncia da reduo no tempo de setup na operao de furao da divisodos roupeiros sobre o lote econmico de fabricao (EOQ_ economic order quantity), aplicando-se a equao:

A Tabela 3 traz uma comparao das variveis na equao do EOQ, antes e depois daaplicao prtica da metodologia de TRF e o resultado final, considerando o perodo de um ms.Conforme Tabela 3, o tamanho do EOQ antes da aplicao da metodologia era 138% maior doque aquele obtido aps a aplicao da metodologia, considerando perodo de 30 dias e sabendoque a metodologia foi aplicada em apenas uma das quatro operaes pelas quais passa adiviso do roupeiro. Com a reduo no tamanho do lote de fabricao, a empresa ter vantagenscom a maior flexibilidade na fbrica, podendo atender a pedidos de tamanho reduzido semperdas financeiras decorrentes do setup, bem como reduo nos estoques de produtos emprocessamento e de produtos acabados.

Cabe ressaltar que o padro de demanda do produto em estudo no constante no tempo;ainda, a taxa de reposio do produto na etapa seguinte do processo no ocorre de formainstantnea. Assim, as suposies bsicas do modelo EOQ no foram satisfeitas na aplicaoaqui reportada, e a utilizao da equao (1) gera resultados que demandam ajuste, de forma arefletir o padro real de demanda e reposio do produto ao longo do ms. Tais ajustes noforam realizados, j que, no contexto dessa aplicao, o EOQ utilizado somente para ilustrar aeficincia da implantao da metodologia de TRF.

Considerando-se que o nmero mdio de operaes de setups da diviso dos roupeiros de 19por ms, na situao inicial haveria tempo de setup de 660'53''; aps a aplicao dametodologia, esse tempo foi reduzido para 119'23''. A reduo de 541'30'' proporciona produo

de 8.664 unidades adicionais. Considerando, para fins ilustrativos, o custo unitrio de produode R$ 0,419 como igual margem unitria do produto, a reduo no tempo de setup, analisandoa operao de furao individualmente, representaria vantagem econmica de R$ 3.630,21 porms para a empresa. Evidentemente, tal vantagem econmica estaria ligada existncia dedemanda para as 8.664 unidades adicionais produzidas.

5. Concluso

Neste artigo, prope-se uma metodologia para troca rpida de ferramentas. Nela h claradistino entre etapas de planejamento, preparao e implantao. Tal metodologia pode seraplicada de maneira genrica, em diferentes setores industriais.

A proposta procura enfatizar a criao de um ambiente favorvel implantao e formao detimes de implantao. A metodologia proposta aplicada na anlise do setup de uma operaoem uma indstria de mveis. Como resultados principais, destacam-se a reduo no tempo desetup da operao estudada de 83% e conseqente reduo no tamanho do lote de fabricaodo produto analisado.

6. Agradecimentos


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Aos referees por seu cuidadoso trabalho de reviso e pelas sugestes de modificao, as quaiscontriburam de forma significativa para a melhoria da qualidade final do artigo. Ao ConselhoNacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico (CNPq), pelo apoio ao prof. Fogliatto porintermdio do projeto 540710/01-6 (FIX).

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