Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica
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Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica Rui Pedro Neto da Silva Cunha Dissertação de Mestrado Orientador na FEUP: Prof. Maria Teresa Galvão Dias Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica 2016-07-04
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica iii "Through chances various, through all vicissitudes, we make our way...” Aeneid Aos meus pais, irmã e namorada, por todo o apoio.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica iv Resumo Com o aumento da competitividade a nível nacional e internacional, a redução de custos e aumento de qualidade são passos cruciais para o sucesso de uma empresa. A filosofia Lean é vocacionada para obter esses resultados, fazendo uso das suas múltiplas ferramentas, para a eliminação dos desperdícios e melhoria dos fluxos de produção. Este projeto insere-se no Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica – Opção de Gestão da Produção da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, em contexto empresarial com a XC Consultores, Lda. Através desta empresa de consultoria foram aplicadas algumas das ferramentas da filosofia Lean, em duas empresas: Indústria de Abrasivos - Saint-Gobain Abrasivos e Indústria Metalomecânica - Os Netos do Simão. No final serão avaliados os resultados da sua aplicação. Na Saint-Gobain Abrasivos, aplicou-se as ferramentas dos 5S’s, gestão visual e análise dos diagramas de esparguete às secções de embalamento e expedição, obtendo-se um aumento de produtividade de 23%. Com a implementação de um abastecedor às linhas obteve-se um aumento de produtividade em 12%, uma redução do número de stock outs em 89%, bem como uma redução de stock em 39%. Além disso foi efetuada uma reorganização do armazém de especialidades, com a implementação de um supermercado, obtendo-se uma redução das distancias percorridas em 50%. N’Os Netos do Simão, aplicaram-se as ferramentas principalmente ao setor de curvas, com a criação células de produção e aplicando os princípios SMED e One-Piece Flow. Com isso foi possível obter um aumento de produtividade de 28%, bem como uma redução do lead time e da área ocupada em 80% e do stock intermédio em 98%. Além disso foi efetuada uma reorganização do armazém, reduzindo os espaços ocupados em 35% e eliminando o stock com baixa rotatividade. Assim podemos comparar duas situações distintas, em empresas que se encontram em diferentes etapas do processo de implementação das ferramentas Lean. Em ambas foi possível obter resultados positivos, o que demonstra que a jornada Lean nunca está terminada.
v Implementation of Lean Methodology in the Abrasives and Metalworking Industry Abstract With increased competitiveness at national and international level, the cost reduction and quality enhancement are crucial steps to the success of a company. The Lean philosophy is geared to achieve these results by making use of its many tools to eliminate waste and improve production flows. This project is part of the Master in Mechanical Engineering. - Production Management Option Engineering Faculty of the University of Porto, in a business context with the XC Consultants, Ltd. Through this consulting firm were applied some of the philosophy Lean tools, in two companies: Abrasives Industry - Saint-Gobain Abrasives and Metalworking Industry - Os Netos do Simão. In the end the results of their application will be assessed. In Saint-Gobain Abrasives, the 5S tools, visual management and spaghetti diagrams were applied to the packaging and shipping sections, yielding a 23% increase in productivity. The implementation of a line supplier yields a productivity increase of 12%, a reduction in the number of stock outs by 89% and a stock reduction of 39%. Furthermore, a reorganization of the specialties warehouse was made with the implementation of a supermarket, obtaining a reduction of the distance traveled by 50%. In Os Netos do Simão, the tools were mainly applied to curves sector, by creating production cells and applying the principles SMED and One-Piece Flow. It was then possible to obtain a 28% increase in productivity and a reduction in lead time and occupied area by 80% and the intermediate stock by 98%. Also a reorganization of the warehouse was performed by reducing the space occupied by 35% and eliminating the stock with low turnover. So we can compare two different situations, in companies that are at different stages of the Lean tools implementation process. In both it was possible to obtain positive results, which shows that the Lean journey is never finished.
vi Agradecimentos Em primeiro lugar, agredeço aos meus pais, pelo apoio incansavel durante todo este percurso académico, todos os incentivos a querer sempre mais e melhor, sem nunca tirar os pés da terra. Agradeço todos os desafios que me ajudaram a superar durante esta jornada, bem como todas as ferramentas para um futuro melhor. Agredeço também à minha irmã, a pessoa que me obriga a ser melhor, que me mantêm na linha e que está sempre presente quando é mais preciso. Agradeço aos orientadores que apoiaram a elaboração desta dissertação, ao Engenheiro Luís Gomes, por todo o conhecimento transmitido e todo o apoio e autonomia dada durante estes projeto, e à Prof. Maria Teresa Galvão Dias, pela sua disponibilidade e pelos conselhos dados para o correto decorrer da dissertação. Á XC Consultores, Lda., pela oportunidade de fazer esta dissertação em ambiente empresarial, em especial ao Engenheiro António Cruz, pelos conselhos dados durante os projetos. Quero também agradecer a todos os funcionários de ambas as empresas, em especial ao Sr. Martins e Sr. Machado da empresa Os Netos do Simão, bem como à Doutora Augusta e Doutora Manuela da empresa Saint-Gobain Abrasivos pela oportunidade dada, bem como todo o apoio dado durante este período. Quero agradecer a toda a família e amigos que, direta ou indiretamente, ajudaram a realizar este trajeto. Finalmente quero agradecer à minha namorada, Filipa, por sempre me apoiar, nos melhores e piores momentos, e pelas incansáveis correções a este documento. A todos eles o meu mais profundo agradecimento.
vii Índice de Conteúdos 1 Introdução ........................................................................................................................................... 1 1.1 Enquadramento do projeto e motivação .............................................................................................. 1 1.2 Apresentação da XC Consultores, Lda. ............................................................................................... 1 1.3 Apresentação dos casos de estudo ..................................................................................................... 2 1.3.1 Indústria de Abrasivos - Saint-Gobain Abrasivos - Norton ................................................. 2 1.3.2 Indústria Metalomecânica - Os Netos do Simão ................................................................ 3 1.4 Método seguido no projeto ................................................................................................................... 4 1.5 Estrutura da dissertação ...................................................................................................................... 4 2 Estado Da Arte .................................................................................................................................... 5 2.1 Filosofia Lean ....................................................................................................................................... 5 2.1.1 Toyota Production System ................................................................................................. 6 2.1.2 Princípios Lean .................................................................................................................. 7 2.1.3 Tipos de desperdícios ........................................................................................................ 8 2.2 Ferramentas Lean ................................................................................................................................ 9 2.2.1 Value Stream Mapping (VSM) ........................................................................................... 9 2.2.2 Produção em Células....................................................................................................... 10 2.2.3 Metodologia 5S ................................................................................................................ 11 2.2.4 Gestão Visual .................................................................................................................. 12 2.2.5 Kanban ............................................................................................................................ 12 2.2.6 SMED – Single Minute Exchange of Dies ........................................................................ 12 2.2.7 Diagrama de esparguete ................................................................................................. 13 2.3 Classificação ABC .............................................................................................................................. 13 2.4 Gestão de Stocks ............................................................................................................................... 14 3 Indústria de abrasivos - Saint-Gobain Abrasivos – Norton ............................................................... 15 3.1 Levantamento Inicial .......................................................................................................................... 15 3.1.1 Embalamento ................................................................................................................... 15 3.1.2 Expedição ........................................................................................................................ 18 3.1.3 Armazém de especialidades ............................................................................................ 20 3.2 Implementação de melhorias ............................................................................................................. 21 3.2.1 Embalamento ................................................................................................................... 21 3.2.2 Expedição ........................................................................................................................ 26 3.2.3 Armazém de especialidades ............................................................................................ 28 4 Indústria de metalomecânica - Os Netos do Simão .......................................................................... 30 4.1 Levantamento Inicial .......................................................................................................................... 30 4.1.1 Layout Da Fábrica ........................................................................................................... 30 4.1.2 Corte de Plasma .............................................................................................................. 30 4.1.3 Corte de Rolos ................................................................................................................. 31 4.1.4 Quinadora ........................................................................................................................ 32 4.1.5 Curvas ............................................................................................................................. 32 4.1.6 Uniões Pequenas (Ø <125mm) ....................................................................................... 36 4.1.7 Tubo calandrado .............................................................................................................. 36 4.1.8 Condutas Retangulares ................................................................................................... 37 4.1.9 Acessórios Spiro .............................................................................................................. 37 4.1.10 Pintura ............................................................................................................................. 38 4.1.11 Armazém ......................................................................................................................... 38 4.2 Implementação de melhorias ............................................................................................................. 39 4.2.1 Curvas ............................................................................................................................. 39
viii 4.2.2 Armazém ......................................................................................................................... 42 5 Conclusões e perspetivas de trabalho futuro .................................................................................... 44 5.1 Perspetivas de trabalhos futuros ........................................................................................................ 45 Referências ............................................................................................................................................ 46 ANEXO A: Layout ........................................................................................................................... 49 ANEXO B: Análise de tempos ........................................................................................................ 50 ANEXO C: VSM’s............................................................................................................................ 55 ANEXO D: Fluxograma de produção .............................................................................................. 63 ANEXO E: Simbologia VSM ........................................................................................................... 65 ANEXO F: Diagrama de esparguete .............................................................................................. 66 ANEXO G: Análise de pareto .......................................................................................................... 73 ANEXO H: Kanbans ........................................................................................................................ 75 ANEXO I: Tabelas de comparação de KPI’s (Saint-Gobain Abrasivos) ....................................... 76 ANEXO J: Tabelas de comparação de KPI’s (Os Netos do Simão) .............................................. 77 ANEXO K: Calculo de stock de segurança .................................................................................... 78
ix Siglas Exp. – Expedição JIT – Just-In-Time KPI – Key Performance Indicator (Indicadores de performance) M.A. – Mesa de Apoio OP – Ordem de Produção OPF – One-Piece Flow OPL – One Point Lesson OT – Ordem de Trabalho SGA – Saint-Gobain Abrasivos TC – Tempo de Ciclo TO – Tempo de Operação TPS – Toyota Production System VSM – Value Stream Mapping
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 3 A intervenção no armazém de especialidades teve como objetivo: Controlar os stocks; Eliminar os desperdícios; Definir as posições da matéria-prima (em sistema de supermercado), Criar um sistema de abastecimento desse supermercado. 1.3.2 Indústria Metalomecânica - Os Netos do Simão A empresa Os Netos do Simão teve a sua origem em 1980, inicialmente chamada José Machado & Irmão, Lda., como oficina de pichelaria. Em 1989 adquiriu uma máquina para fabricação de tubo Spiro, uma das primeiras em Portugal. Esta aquisição permitiu a sua mudança da área de pichelaria para a área de metalomecânica, mais concretamente, na área de fabricação de condutas, acessórios e componentes para sistemas de AVAC e despoeiramento, tal como a fabricação de bainhas pré-esforço (Figura 2). Foi responsável por grandes obras quer a nível nacional (Aeroporto de Lisboa e a Auto Europa Palmela), quer a nível internacional (Arena 92, Aeroville e Tour Pacific). Apenas em 1991 o nome Os Netos do Simão entra em vigor e, em 2012 adquire a Certificação do Sistema de Gestão da Qualidade, NP EN ISO 9001:2008. A missão da empresa é “Desenvolver, produzir e comercializar produtos destinados ao AVAC, com tecnologia adequada e qualidade superior, visando a satisfação dos clientes, o respeito pelo indivíduo, pela sociedade e pelo meio ambiente.” Figura 2 – 1– Tubo Spiro; 2 – Curva; 3 – Acessório Spiro; 4 – Bainha Pré-esforço (“Produtos - OS NETOS DO SIMÃO” 2016). A falta de espaço e baixa produtividade nas várias secções foram os principais problemas apontados pela Direção da empresa. Embora fosse evidente a necessidade de intervenção nas várias secções da empresa, seria difícil aplicação da filosofia Lean a todos os processos produtivos, em tão curto espaço de tempo (devido à duração do projeto). Após a análise do estado inicial de todas as secções, foi selecionada área de intervenção, considerada de maior importância, a secção das curvas. Esta secção tinha um stock intermédio alto e maior possibilidade de redução a área ocupada. Foram traçados os seguintes objetivos para secção de curvas: Reduzir os desperdícios;
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 4 Controlar os custos; Reduzir a área ocupada; Reduzir o lead time. 1.4 Método seguido no projeto Inserido num ambiente empresarial, pretende-se com este trabalho aumentar a produtividade e melhorar o nível de serviço das empresas envolvidas. Para isso o projeto foi desenhado em três fases: avaliação inicial; planeamento e implementação. Avaliação inicial Na SGA, foi observado o funcionamento da secção de embalamento e expedição, de forma a perceber os problemas existentes e feito o levantamento da situação inicial. Para tal foram analisados os tempos de embalamento e de picking. N’Os Netos do Simão, tendo em conta que o projeto era de maior amplitude, foi feito o levantamento inicial a todas as secções da empresa, tendo sido selecionada aquela que tinha maior urgência de intervenção. Planeamento Nesta fase foi desenvolvido um plano de ação, com recurso às ferramentas da metodologia Lean, que foi discutido com a direção das empresas. Todas as propostas de melhoria foram discutidas com os funcionários, ajustando-as de acordo com as suas necessidades. Implementação Além das melhorias dos processos tentou-se, acima de tudo, a implementação da mentalidade de melhoria contínua e o envolvimento de todos os operadores nas mudanças, pois só com a adaptação de todos os membros da organização é que podemos realmente ter sucesso (Jiménez et al., 2015). Após serem implementadas os resultados obtidos foram apresentados à direção das respetivas empresas e, discutidas as próximas implementações de melhoria. 1.5 Estrutura da dissertação Esta dissertação está dividida em 3 grandes secções. A primeira é o estudo dos conceitos e metodologias aplicadas ao longo deste projeto, descrito no capítulo 2 como estado da arte. A descrição do estado inicial e final das duas empresas envolvidas no projeto está desenvolvida nos capítulos 3 e 4. Nestes foram definidos os key performance indicator (KPI) para a análise da evolução ao longo do projeto, bem como uma comparação final entre os dois. No capitulo 5 estão apresentadas as conclusões obtidas das duas empresas, bem como algumas perspetivas de trabalhos futuros.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 5 2 Estado Da Arte Este capítulo tem como objetivo descrever o estado da arte da filosofia Lean, através de uma pesquisa e revisão bibliográfica. Ao longo do capítulo são identificados os princípios e origem da filosofia Lean, bem como algumas das ferramentas e técnicas usadas. Com o aumento da competitividade a nível global, as empresas procuram cada vez mais novas soluções para aumentar a sua margem de lucro. Para tal foram desenvolvidas diversas teorias, das quais se destaca a filosofia Lean (Jeffrey K. Liker and Morgan, 2006). Esta abrange um grande número de métodos de produção, tais como, Just-In-Time (JIT), células de produção, gestão dos fornecedores e gestão de qualidade de uma forma integrada (Ward, 2002). 2.1 Filosofia Lean A filosofia Lean teve origem no Japão em 1940, baseando-se no Toyota Production System (TPS) mas, foi no livro “The machine that changed the world” (Womack et al., 1990) que o termo Lean foi primeiramente utilizado. Este sistema teve como finalidade tornar a produção num fluxo contínuo, com lead times baixos (tempo desde a encomenda até à entrega de um produto). Para isso foi necessária uma mudança de paradigma em relação ao método ocidental, que ainda se baseava na produção em massa (Figura 3). Essa mudança surgiu após conclusão de que, apenas parte do tempo total de produção agrega valor ao cliente (Melton, 2005). Figura 3 - Comparação dos sistemas de produção (adaptado de Melton (2005). A definição de produção Lean adquire diferentes definições conforme os autores. Segundo Liker (1997) é uma filosofia que, quando implementada, reduz o tempo entre a chegada da encomenda e a sua satisfação, reduzindo todos os desperdícios ao longo do fluxo de produção. No entanto, segundo Womack et al. (1990), a produção Lean consiste em fazer mais com menos recursos, menos espaço, menos stock e menos esforço humano. Ainda segundo Womack et al. (1990), a produção Lean sugere uma forma distinta de realizar os trabalhos que, simultaneamente, permite produzir mais variedade de produtos, com melhor qualidade e mais baixos custos. Outro dos pontos importantes da filosofia Lean é a responsabilização dos
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 6 operadores na produção, dando-lhes mais liberdade e mais independência para fazerem o seu trabalho. Segundo Liker (1997) a produção Lean é um processo contínuo, sem ter um fim definido, em que o objetivo final é a redução de todo o processo que não acrescenta valor, ou seja, eliminar todos os desperdícios do processo. Este objetivo é dinâmico, está constantemente em alteração, sendo todo este processo de melhoria contínua. Previamente considerava-se que para melhorar dois dos três pontos da produção, qualidade, prazo de entrega e custos, teríamos de aumentar o restante. Assim para aumentarmos a qualidade e reduzirmos o prazo de entrega, teríamos de aumentar os custos. Com a aplicação desta filosofia, conseguimos obter mais qualidade, prazos de entrega mais curtos e menores custos de produção. 2.1.1 Toyota Production System Tal como já foi referido, a produção Lean teve origem no Toyota Production System (TPS) (Ohno, 1988), desenvolvido para a indústria automóvel de onde, devido ao seu impacto, foi adaptado e propagado para outras áreas. Foi nos anos 80 que a Toyota se tornou um exemplo de produção para todos os outros fabricantes de automóveis. Os seus automóveis exigiam menos manutenção e tinham uma duração significativamente maior quando comparando com os restantes veículos. Com o final da Segunda Guerra Mundial, a economia japonesa estava em rotura, quando Toyoda Kiichiro (1894-1952) decidiu transferir Taiichi Ohno (1912-1990) para a Toyota Motor Company, onde lhe foi permitido fazer as alterações necessárias para melhorar a produção das linhas. Para isso, Ohno foi visitar os Estados Unidos da América de forma a compreender as técnicas utilizadas. Segundo Ohno (1988), eram necessários 9 operadores japoneses para efetuar o mesmo trabalho, no mesmo tempo que um operador americano. Assim percebeu que os japoneses tinham um grau de desperdício muito elevado, e que se conseguisse eliminá-lo a produção aumentaria por um fator de 10. Estes foram os primeiros passos na criação do TPS. Numa época onde a produção em massa estava em alta, devido às suas características (eliminação dos tempos de setup, economia de escala, etc.), Ohno percebeu que a procura estava a aumentar no sentido dos produtos personalizados, e assim verificou a necessidade de aumentar a flexibilidade da produção e eliminar todos os desperdícios da cadeia de abastecimento. “Tudo o que estamos a fazer é observar a linha temporal a partir do momento em que o cliente nos faz um pedido até ao momento em que recebemos o dinheiro. E estamos a reduzir esse tempo, removendo todas as tarefas que não agregam valor.” (Ohno, 1988). Esta situação levou a Toyota a rever todos os seus processos e a compreender que, com a redução do lead-time, conseguiria diminuir o tempo de resposta aos clientes, uma melhor produtividade e uma melhor utilização dos equipamentos e espaços (Jeffrey K Liker, 2003). Todos estes fatores fizeram da Toyota uma referência mundial nos métodos de produção. De forma a facilitar a o entendimento da filosofia TPS, Ohno optou por representar uma casa, pois uma casa apenas é forte se todos os seus elementos o forem. Como podemos analisar pela Figura 4, a casa TPS tem como pilares o JIT e o Jidoka (automação), tendo todas as ferramentas Lean como base (Jeffrey K Liker, 2003).
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 7 Figura 4 - Casa TPS – adaptado de (Jeffrey K. Liker and Morgan, 2006). Esta situação permitiu o nascimento das ferramentas e metodologias, que depois de melhoradas e consolidadas, formam agora a filosofia lean. 2.1.2 Princípios Lean Enquanto no livro “The machine that changed the world” (Womack et al., 1990) foram apresentados os princípios da indústria japonesa, foi na sua revisão “Lean thinking: banish waste and create wealth in your corporation” (Womack and Jones, 2010) que foram definidos os cinco princípios base da filosofia Lean, princípios que, se bem implementados, são responsáveis pela redução dos desperdícios. Valor Esta é o primeiro princípio para implementar a filosofia Lean. Consiste em observar o processo do ponto de vista do cliente, para definir o que adiciona ou não valor. Assim podemos definir o que é desperdício, ou seja, tudo aquilo a que o cliente não se dispõe a pagar, e por isso deve ser eliminado. Fluxo de valor Também denominado cadeia de valor, este princípio consiste em identificar todos os processos, desde do fornecimento de matéria-prima, até a chegada do produto ao cliente final. Esses processos devem estar identificados numa das três categorias: Acrescentam valor; Não acrescentam valor, mas são necessários; Não acrescentam valor. Após a categorização dos processos, os que pertencem à última categoria devem ser prontamente eliminados, pois são considerados desperdícios. Fluxo Após a análise do processo e a eliminação dos desperdícios, o princípio seguinte destina-se à organização do processo produtivo, ou seja, a implementar uma ordem de processos contínuos sem esperas, sem interrupções e sem stocks intermédios.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 8 Sistema puxado Também chamada de sistema pull, é um sistema em que as encomendas dos clientes criam as ordens de produção, ou seja, puxam pela produção. Isso é essencial para a redução de stocks e sobreprodução, ao contrário do que acontecia na produção push. Na Figura 5 verificamos algumas das vantagens associadas à produção pull. Figura 5 – Adaptado de «Push vs Pull» (2016) Melhoria contínua Este princípio, também chamado de Kaizen, consiste na busca da perfeição. A filosofia Lean é uma jornada de eliminação de desperdícios sem final, pois é sempre possível melhorar mais o processo, e assim adicionar valor ao produto, na ótica do cliente (Jeffrey K. Liker and Morgan, 2006). Estes passos não devem ser encarados como um percurso rígido a seguir, mas sim um guia para a melhoria contínua. 2.1.3 Tipos de desperdícios Também denominados de muda, palavra de origem japonesa, está associada aos 7 tipos de desperdícios inicialmente definidos por Ohno (1988): Sobreprodução – também designado por excesso de produção. Acontece quando a produção não é gerida corretamente, ou seja, é produzido mais do que é necessário, levando a aumentos de custo de armazenamento, tanto de matéria-prima como de produto acabado. Isso acontece para prevenir potenciais aumentos na procura ou peças defeituosas. Espera – Consiste no tempo em que o operador, materiais ou equipamentos se encontram parados, não acrescentando valor. Este muda ocorre quando a linha não é corretamente balanceada ou com a existência de defeitos ou falta de matéria-prima nos prontos anteriores da cadeia de abastecimento. Transporte – Durante o transporte de peças, em qualquer momento do processo de produção, não está a ser acrescentado valor. O tempo de transporte aparece
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 9 maioritariamente nas empresas onde há grande distância entre postos de trabalho. Logo todos os transportes de peças não essenciais devem ser eliminados, e as distâncias percorridas reduzidas ao máximo. Isso faz com que o consumo de tempo por parte dessas atividades diminua, bem como o risco de danificar uma peça durante a sua movimentação. Stock – Mais concretamente o excesso de stock, resulta do muda anterior da sobreprodução, levando a que os problemas existentes continuem “escondidos” como absentismo, falta de comunicação, problemas de qualidade, entre outros. A existência de stock também desencoraja a comunicação de problemas, pois existe sempre produto a mais, bem como esconde os problemas como falta de qualidade, capacidade do processo, entre outros. Numa filosofia Lean, quando aparece um problema, este tem de ser identificado e corrigidas as causas do mesmo, e não “escondê-lo” criando mais stock. Processos inadequados – Refere-se aos processos onde são efetuadas tarefas desnecessárias, ou que não estavam previstas na definição dos mesmos. Este desperdício pode surgir devido à falta de normalização dos processos, ou, no caso de estes serem normalizados, já se terem tornado obsoletos. Outros exemplos deste tipo de desperdício são os tempos perdidos devido ao uso da ferramenta errada ou à falta de formação do operador. Movimentos – Este tipo de desperdício resulta do excesso de movimentações por parte dos operadores, ou seja, todos os movimentos que não acrescentam valor ao produto. Alguns exemplos são a localização de ferramentas, máquinas muito afastadas umas das outras, entre outros. Estas ocorrem devido a uma falta de organização e limpeza do local de trabalho, bem como a ausência da adaptação do layout para promover a sua redução. Não conformidade – A existência de não conformidades é responsável por muitos custos nem sempre visíveis. Como custos visíveis temos a perda de matéria prima ou o retrabalho, e como “invisíveis” temos o exesso de stock, falta de instruções de trabalho, falhas de peças ou material, procedimentos desnecessários ou mesmo incorretos, entre outros. Estes custos vão acumulando conforme o tempo sem que as causas sejam detetadas aumenta. Para além dos sete tipos de desperdícios acima descritos, alguns autores defendem a existência de um oitavo (Jeffrey K. Liker, 2007): Não aproveitamento de ideias – Cada vez menos recorrente nos dias de hoje, ainda é bastante usual. Este ocorre quando as ideias dos operadores são ignoradas para a melhoria dos processos. A frase “Não te pagamos para pensares!” demonstra perfeitamente essa filosofia. Este tipo de desperdício é de grande importância, pois, são os operadores que lidam diariamente com todos os desperdícios, e sendo uma parte fulcral do processo, também devem ter as suas propostas de melhoria ouvidas, não só para aumentar a produtividade, mas também para facilitar o trabalho. 2.2 Ferramentas Lean De seguida serão apresentadas as das ferramentas Lean usadas durante esta dissertação. 2.2.1 Value Stream Mapping (VSM) VSM é uma representação gráfica de todos os fluxos de material e informação de um processo, de modo a facilitar potenciais melhorias, eliminação de desperdícios e melhorar o fluxo de valor (Keyte and Locher, 2004).
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 10 O VSM é uma ferramenta muito útil para a implementação da filosofia Lean. Segundo Rahani and Al-Ashraf (2012), a sua implementação consiste em 3 passos: análise do fluxo de material e informação inicial, desenho do VSM futuro e finalmente a implementação de melhorias. Outros autores sugerem um quarto passo, prévio aos outros três, consistindo na definição da família de produtos (Rother and Shook, 2003). Este passo é importante para simplificar o VSM, facilitando assim a sua leitura. 1º Fase – Definição de família de produtos Considera-se uma família um conjunto de produtos que passam por processos semelhantes durante a sua produção. 2º Fase – Definição do VSM inicial Consiste na representação do estado inicial de todos os fluxos de material e informação. 3º Fase – Definição do VSM final Consiste na representação do estado inicial de todos os fluxos de material e informação. Este processo é feito em simultâneo com o anterior, pois é durante a análise do processo atual que se encontram potenciais melhorias. 4º Fase – Implementação das melhorias Consiste na implementação de todas as melhorias encontradas durante a fase anterior. Esta não significa o fim do processo, mas o início do ciclo seguinte, iniciando-se na 2º fase e tentando sempre melhorar os processos. Uma das vantagens do VSM é o uso de simbologia universal (Figura 63 do Anexo E), que permite identificar rapidamente, as atividades de valor acrescentado. 2.2.2 Produção em Células A produção em células é um conjunto de máquinas diferentes, próximas uma das outras, dedicadas à produção de uma família de produtos. Essa família tem processos semelhantes de produção (Wemmerlov, 1989). O objetivo de uma célula de produção é a redução de tempos de setups (tempo desde que sai a ultima peça da produção anterior até que sai a primeira peça da seguinte (Trevino et al., 1993)) e o tempo de ciclo, eliminando os desperdícios relacionados com transporte e movimentos. Também permite a fabricação de lotes mais pequenos, diminuindo o stock em curso e assim diminuir o tempo de resposta ao cliente. Estas são normalmente em U ou O (Pavnaskary et al., 2003). Ballakur and Steudel (1987) definem objetivos para a implementação da produção em células: Minimizar os movimentos; Minimizar o número de máquinas; Maximizar a utilização das máquinas; Minimizar a duplicação de máquinas; Maximizar o número de processos feitos na célula para atingir o produto final; Maximizar o número de partes produzidas por células; Minimizar os custos de produção (reduzir inventário e tempos de setup); Minimizar o tempo de processo; Minimizar atrasos.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 11 Tabela 1 - Adaptado de Ghosh and Offodile (2015) e (Wemmerlov, 1989). Melhoria média (%) Melhoria mínima (%) Melhoria máxima (%) Redução de tempos de deslocação 61,3 15 99 Redução de tempos até saída da primeira peça 61,2 12,5 99,5 Redução de lead time 50,1 0 93,2 Redução de stock intermédio 48,2 10 99,7 Redução de tempos de setup 44,2 0 96,6 Redução de stock de produto acabado 39,3 0 100 Melhoria de qualidade 28,4 0 62,5 Redução de custo 16 0 60 2.2.3 Metodologia 5S Esta metodologia pode parecer ser definida por apenas boa arrumação, mas após uma análise mais cuidada, podemos observar que se trata de uma mudança de mentalidade, para trabalhar com ordem sempre, e não apenas após a arrumação. Permite também uma gestão visual das condições de trabalho, bem como a deteção da ausência de qualquer ferramenta necessária. São a base para a melhoria contínua com uma forma sistemática de melhorar o local de trabalho. A aplicação desta metodologia tem vantagens na organização, segurança e eficiência dos processos, através da eliminação de defeitos, erros e acidentes (Chiarini, 2012). Esta metodologia teve o seu nome devido às cinco palavras japonesas que a descrevem: Seiri (Triagem) – Manter apenas as ferramentas do posto de trabalho que são necessárias para as operações de produção, eliminando todas as restantes; Seiton (Arrumação) – Definir a localização de todas as ferramentas restantes do passo anterior, de modo a que sejam facilmente utilizados e arrumados; Seiso (Limpeza) – Consiste na limpeza do posto de trabalho, das máquinas e ferramentas de forma a localizar qualquer anomalia, quer nas máquinas, quer nas ferramentas; Seiketsu (Normalização) – Consiste em definir todos os processos para manter os 3S’s anteriores de forma a facilitar o seu cumprimento; Shitsuke (Disciplina) – Consiste em ter a disciplina de manter todos os passos anteriores, criando auditorias ao posto de trabalho. Todas as etapas têm de seguir a ordem anterior e são essenciais para a implementação desta metodologia. Após a aplicação obtemos ganhos nos tempos de mudança, redução de desperdícios e de deslocações pelos operadores (Melton, 2005).
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 12 2.2.4 Gestão Visual Um dos grandes desafios para a produção cada vez mais eficiente é a transmissão de informação. Torna-se então fundamental criar sistemas de transmissão de informação entre diferentes setores. É para colmatar esse problema que surge a gestão visual. O grande objetivo da gestão visual é o de tornar visível todos os processos e tarefas, de forma a garantir uma troca de informação rápida e eficaz. Para isso pode-se recorrer ao uso de gráficos, listas e indicadores de performance relevantes à produção, de modo a que se consiga detetar qualquer problema do chão da fábrica e assim atuar sobre ele (Greif, 1991). Segundo Greif (1991), a exposição da informação não é suficiente, sendo necessária a sua compreensão. Para isso é necessário formar os operadores de modo a que possam compreender toda a informação exposta, independentemente da posição hierárquica ou habilitações. 2.2.5 Kanban Um sistema de controlo kanban (palavra japonesa que significa cartão de sinalização ou instrução) recorre a uma sinalização para regular os fluxos operacionais (Chase et al., 2001). Pertence ao leque de ferramentas utilizadas na gestão visual, permitindo facilmente coordenar a produção, transporte e recolha de produtos. Ohno (1988) divide a informação fornecida pelo kanban em 3 categorias: Kanban de recolha; Kanban de transporte; Kanban de produção. Tanto o kanban de recolha como o de transporte fornecem informação ao processo seguinte, sobre a quantidade de produto a utilizar (push). No entanto o kanban de produção fornece informação ao processo anterior, indicando a sequência e quantidade de produto a passar para o processo seguinte (pull). As principais vantagens do uso de kanbans são a prevenção de excesso de produção, produtos defeituosos e revelação da existência de eventuais problemas no controlo do stock. As quantidades definidas para os kanban podem ser mal dimensionadas (aumento ou redução súbita da procura, produção desnivelada, entre outros), e assim o não aproveitamento das vantagens. 2.2.6 SMED – Single Minute Exchange of Dies Esta ferramenta consiste num conjunto de teorias e técnicas usadas para a realização de tarefas de setup no menor tempo possível (Shingo, 1985). Segundo Shingo (1985), as operações podem ser classificadas em duas categorias: Tarefas Internas – A sua execução exige a paragem da máquina; Tarefas Externas – A sua execução não exige a paragem da máquina. Ainda segundo Shingo (1985), a metodologia SMED consiste em 4 etapas: Etapa 0 - Identificação das tarefas internas e externas; Etapa 1 - Separação de tarefas internas e externas (reduções de tempo de setup entre os 30 e 50%); Etapa 2 - Consiste na conversão de tarefas internas em tarefas externas;
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 19 Uma das grandes dificuldades apontadas pelos operadores da secção era a falta de espaço para a colocação de paletes prontas a serem expedidas, sendo por isso ocupados os corredores de segurança. Outra dificuldade encontrada era a necessidade de andar por cima das paletes, para os funcionários chegarem ao 2º corredor de picking, o que não é prático nem seguro. Na Figura 65 do Anexo F, foi feito um esquema em CAD de modo a facilitar a visualização do espaço e fluxos de material. Figura 15 - Exemplo de produto final misturado com produtos para picking. Dados iniciais Após análise dos tempos e outros indicadores, foi criada a Tabela 3 com a informação sumariada. Estes tempos foram feitos para pickings idênticos, sendo este um valor médio. Quanto ao desvio-padrão, este é desprezível, sendo menor que 5 segundos. Como os pickings são dependentes das OP, para facilitar a análise, foram agrupados 8 pickings idênticos, como forma a obter um tempo mais uniforme. Tabela 3 – KPI’s iniciais da secção de expedição. Estado inicial Tempo médio por picking (s) 156,12 Nº de paletes 28 Área ocupada (m2) 67,70
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 20 3.1.3 Armazém de especialidades O armazém de especialidades é uma secção afeta a uma família de produtos, fabricados exteriormente à fábrica, cujo único processo é o de reembalamento. Assim, como pedido pela direção, apenas se atuou na zona de armazém, para facilitar as operações de recolha de produtos. Inicialmente foi feito um levantamento do layout da secção (Figura 66 do Anexo F), bem como das posições ocupadas. Desse modo foi possível fazer uma análise das distâncias médias percorridas anualmente, bem como a quantidade de stock atual. Foi feita uma análise de pareto dos produtos (Figura 80 e Figura 81 do Anexo G) de modo a obter informação sobre os produtos com maior e menor saída. Também foi possível verificar a existência de vários produtos com uma rotação muito baixa, menos de 40 de abril de 2015 a abril de 2016, colocados perto dos operadores, enquanto os de maior saída se encontravam mais afastados. Para além disso, as localizações encontravam-se desatualizadas e muitas vezes mal definidas, sendo necessário procurar o produto em todas as posições, quando este não estava no local designado. Isso levou o responsável do armazém a gastar 2h30 minutos, para confirmar a falha de stock. Dados iniciais Na Tabela 4 encontram-se os dados sumariados das análises acima descritas. Para as posições ocupadas foram analisadas as posições fixas de cada produto, bem como a quantidade em cada uma delas. Quanto à distância percorrida, esta foi baseada na distância até cada posição, sendo depois multiplicada pelo número de OP com esse produto. Tabela 4 - KPI’s iniciais do armazém de especialidades. Estado inicial Posições ocupadas 840 Stock Atual 2 132 260 Distância percorrida média anual (m) 72 872
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 21 3.2 Implementação de melhorias 3.2.1 Embalamento Layout Com o objetivo de aproveitar o espaço existente e criar um fluxo de produção mais curto e mais direto (Figura 67 do Anexo F), alterou-se a disposição das máquinas, bem como a sua orientação, como podemos verificar pela Figura 16. Desta forma foi possível aproveitar o espaço central previamente desocupado, bem como reduzir a área total ocupada e distâncias percorridas. Figura 16 - Estado final da zona de embalamento. 5S’s Aplicou-se a filosofia dos 5S’s à zona de embalamento, onde a falta desta era mais evidente, de forma e eliminar os tempos de procura das ferramentas de trabalho, bem como permitir uma gestão visual dos stocks. Desse modo aplicaram-se os quatro primeiros passos, de triagem, arrumação, limpeza e normalização (Figura 17). O último passo ficou da responsabilidade dos operários de modo a manter a prática da filosofia. Figura 17 - Exemplo da definição dos locais de cada material.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 22 Aproveitando esta nova organização, foi criada uma forma de gestão de stocks dos consumíveis de forma visual, usando para isso caixas que, quando vazias, tornam-se um sinal para serem reabastecidas pelo responsável de armazém. Substituição do uso de paletes por bases móveis. Usando as bases móveis, como exemplificado na Figura 18, evita-se a espera pela disponibilidade do porta-paletes e o tempo perdido nas viagens. Com o uso de carrinhos, esse tempo é reduzido de cerca de 10 min para 2 min. Para além disso também facilita pequenas arrumações que sejam necessárias, e não necessita de espaço extra para manobras (colocar ou retirar o porta-paletes). Figura 18 – Base móvel em uso Uso de um responsável pelo abastecimento de etiquetas e caixas Devido às dificuldades na impressão de etiquetas foi criado um posto de trabalho, na zona de impressão de etiquetas (Figura 19). Para isso foi utilizado um operário que estava em formação para abastecer as linhas com a matéria-prima necessária, bem como recolher o produto acabado e transportá-lo para o embalamento ou expedição (Figura 62 do Anexo D). Além disso também tinha a responsabilidade de dar baixa dos consumos por OP e, registar as já concluídas. Figura 19 - Posto de trabalho do abastecedor.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 23 Após análise, concluiu-se que essas operações ainda permitiam tempo livre, razão pela qual, o funcionário também foi responsabilizado pela tiragem de etiquetas. De forma a facilitar a realização do novo trabalho, foi feita uma reorganização das etiquetas, com base no seu consumo e na utilização, o que permitiu diminuir a distância percorrida bem como o tempo necessário para a sua localização, usando-se para isso uma análise de pareto (Figura 79 do Anexo G) para se definir a sua posição. As etiquetas foram ainda agrupadas de acordo com a família do produto e marca, de forma a facilitar a sua localização (Figura 20). Na Figura 20 também é possível verificar a existência dos cartões Kanban, com os dados relativos ao código da etiqueta, designação, ponto de encomenda e quantidade a encomendar. Figura 20 - Organização das etiquetas. Usando a análise de pareto referida anteriormente, foi possível calcular um stock mínimo, um stock de segurança e um ponto de encomenda, usando o modelo de revisão contínua. Foram usadas as seguintes fórmulas para o cálculo de stocks, baseando-se no modelo de revisão contínua (King, 2011): SM = µ × L (2.1) SS = Z × SM × (σ/µ) (2.2) PE = SM + SS (2.3) Onde: SM = Stock Mínimo µ = Média L = Prazo de entrega SS = Stock de Segurança Z = Distribuição normal para o nível de serviço escolhido σ = Desvio Padrão PE = Ponto de encomenda O prazo de entrega médio das etiquetas é de 15 dias, sendo que no caso das etiquetas em consignação (stock para etiquetas de maior rotação guardadas pelo fornecedor), estas são
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 24 entregues no dia seguinte. Verificou-se que as quantidades seriam relativamente baixas (6 rolos de etiquetas para o produto com maior saída), e havendo um desconto por quantidades pedidas, optou-se por fazer os cálculos para um stock mínimo de um mês, diminuindo o número de encomendas e o valor por cada rolo (esta opção foi tomada pela direção da empresa, onde o desconto em quantidades era bastante significativo). Como o preço das etiquetas é muito baixo, e o custo de não as ter disponíveis facilmente supera o custo das próprias etiquetas, optou-se por um nível de serviço de 99,999% de modo a garantir que não haveria falhas. Para facilitar o controlo de stock também foi implementado um sistema de gestão visual (Kanban), como já foi referido, onde se encontram todas as informações necessárias para o reabastecimento, como se pode ver na Figura 82 do Anexo H. Uma das principais melhorias esperadas era a prevenção de roturas de stock de etiquetas, muitas vezes responsáveis por parar as ordens de produção. Assim, tendo apenas uma pessoa responsável por abastecer e controlar o stock, permite que não haja etiquetas mal colocadas e falhas não reportadas. Como podemos analisar pela Figura 21, com a introdução do reabastecedor o número de falhas reduziu imediatamente, sendo a última falha registada no dia 2 de maio de 2016. Estas falhas tinham um efeito muito grande no planeamento diário da produção, chegando a levar à paragem dos operários das secções de embalamento e expedição, devido à falta de matéria prima. Como apenas se dispõe dos dados relativos ao nº de falhas e não ao efeito causado por elas, apenas é possível comparar estas situações. Figura 21 - Comparação do número de falhas de stock de etiquetas com o novo posto. Aquisição de um enrolador automático O tempo gasto a enrolar etiquetas estava, inicialmente, muito dependente da quantidade de etiquetas a imprimir, não acrescentando valor à operação. Essa tarefa era realizada usando o enrolador manual (Figura 22 a), ou manualmente, o que se tornava bastante cansativo. Assim, com o objetivo de facilitar o trabalho ao abastecedor e transformar a tarefa de enrolar etiquetas de interna para externa, adquiriu-se um enrolador automático (Figura 22 b). Com ele, estabilizaram-se os tempos para enrolar etiquetas, deixando de estar dependente do número de etiquetas, e passando a ser um valor fixo de aproximadamente 10 segundos. Na Tabela 5 podemos verificar o tempo médio de enrolamento de etiquetas, com base no consumo médio de etiquetas. Este tem um desvio-padrão significativo, devido à variância da quantidade de etiquetas por número de ordens.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 25 Tabela 5 – KPI’s finais dos tempos de enrolar etiquetas. Estado final Tempo médio diário a enrolar etiquetas (s) 745,25 Figura 22 - Enrolador: a) Manual; b) Automático. Após a implementação das melhorias, tornou-se necessário uma nova avaliação do estado, como podemos verificar na Tabela 6. Para isso foram retirados os tempos para ordens da mesma dimensão e produtos idênticos de modo a poder comparar corretamente os dois estados. Tabela 6 – KPI’s finais da secção de embalamento. Estado final Tempo médio por disco (s) 10,81 Área ocupada (m2) 50,61 Redução do número de funcionários fixos Com a análise realizada, verificou-se a existência de horários de trabalho da fábrica sobrepostos, ou seja, o turno da manhã apenas sai as 5h, enquanto o da tarde entra às 3h30min. Essa sobreposição, bem como a implementação das melhorias, permitiu a redução de pessoal afeto apenas ao embalamento, optando-se por uma opção de maior flexibilidade. Assim, aproveitando essas horas de sobreposição, é normal estarem mais 3 a 4 pessoas durante esse intervalo a trabalhar na zona de embalamento, visto ser a única que não depende de máquinas para o seu processo. Se durante o dia for necessário mais pessoal, este é retirado das zonas de produção com menor trabalho. Dessa forma é possível obter o mesmo rendimento, com menos pessoal e com o mesmo esforço.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 26 Comparação entre o estado inicial e o final Na Figura 23 podemos verificar a evolução das diferentes métricas da secção de embalamento durante o projeto realizado. Assim foi possível avaliar o impacto das soluções propostas, bem como criar o ponto de partida para as implementações posteriores. Uma das melhorias mais significativas foi na redução de stock de etiquetas, bem como um maior controlo sobre eles, tal como o tempo despendido a enrolar etiquetas. Figura 23 - Comparação do estado inicial e final da secção de embalamento (Tabela 14 do Anexo I) 3.2.2 Expedição Reorganização do layout Sendo um dos maiores problemas desta secção a falta de espaço para a colocação de paletes, foi feita uma reorganização do espaço. Desse modo foi possível aumentar o espaço afeto a esta zona, utilizando o espaço ganho da reorganização da secção de expedição e criar uma divisão entre o produto de picking e expedição (Figura 68 do Anexo F). Com isso foi possível facilitar a localização de produtos, bem como reduzir as distancias percorridas com ele. Como podemos analisar pela Figura 24, com a reorganização do espaço, foi criada uma divisão mais clara entre os produtos de picking e os produtos de expedição, criando uma zona distinta para cada. Com isso obteve-se uma redução do tempo médio de picking, o que se traduz num aumento de produtividade. Na Tabela 7 podemos verificar essa redução de tempo. Tal como já foi referido, para obtenção dos valores de comparação, foram agrupados pickings semelhantes aos usados durante a definição do estado inicial.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 27 Tabela 7 - KPI’s finais da zona de expedição. Estado final Tempo médio por picking 120,40 Área ocupada (m2) 96,12 Figura 24 - Estado final da zona de expedição. Instalação de prateleiras Com a instalação de uma prateleira, visível na Figura 25, foi possível aumentar a área útil de expedição com recurso ao espaço vertical. Com capacidade para 9 paletes extra, divididas pelos 3 pisos, são usadas para as paletes de menor rotação, normalmente que apenas são recolhidas uma vez por semana. Assim liberta-se espaço no piso para as de maior rotação, e facilita a sua movimentação. Figura 25 - Prateleira em uso.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 28 Comparação entre o estado inicial e o final Na Figura 26 podemos verificar a evolução das diferentes métricas da secção de expedição durante o projeto realizado. Assim foi possível avaliar o impacto das soluções propostas, bem como criar o ponto de partida para as implementações posteriores. Tanto a reorganização do espaço, como o uso da prateleira contribuíram para o aumento do número máximo de paletes do espaço. Figura 26 - Comparação do estado inicial e final da secção de expedição (Tabela 15 do Anexo I). Estado final da secção de embalamento e expedição As secções de embalamento e expedição encontram-se intimamente ligadas assim, uma visão das duas zonas, tem especial importância para a análise do fluxo final. Na Figura 69 do Anexo F observa-se isso mesmo, as duas áreas com as implementações concluídas. 3.2.3 Armazém de especialidades Tendo em conta que o prazo de entrega do produto é de 90 dias e o desvio-padrão dos consumos são muito elevados (Tabela 21 do Anexo K), optou-se por dividir o armazém em duas zonas distintas, uma zona de supermercado e outra de armazenamento dinâmico. Na primeira zona estão definidas as posições de cada produto, bem como a quantidade necessária para uma previsão média de 15 dias. Esta zona é constituída pelos primeiros dois pisos das prateleiras (Piso 0 e 1), de modo a facilitar a recolha dos produtos e evitar o uso de escadas ou degraus. O armazém dinâmico serve de apoio ao supermercado, quando as quantidades entregues excedem as quantidades previamente definidas. Este armazém situa-se no piso superior (Piso 3) não tendo posição definida para os produtos. Desse modo exige cuidado acrescido na sua arrumação, sendo necessário colocar esses produtos acima da zona de supermercado
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 35 Na Tabela 8, podemos observar alguns dados relativos ao setor das curvas médias, grandes e das curvas pequenas. No caso das curvas médias e grandes, as operações de produção dos topos e gomos e a montagem são efetuadas em zonas distintas por diferentes operadores, ao contrário das curvas pequenas, que são efetuadas por um único operador. As horas afetas a estas secções são muito variáveis, uma vez que os operadores são frequentemente destacados a dar apoio noutros setores, não havendo registos de tempos reais afetos a cada setor. Tabela 8 - Dados relativos ao setor das curvas. Topos e gomos médios e grandes Borracha Montagem Curvas Pequenas Quantidade média produzida diária 446 118* 152 48** Nº de colaboradores 1 1 1 2 Stock em curso 2166 32 76 110 Área ocupada (m2) 50,50 9,13 6,09 19,87 *Apenas considerados dados relativos à produção de curvas, descontando uniões e golas. **As horas afetas à secção de curvas pequenas são muito baixas, estando muitas vezes parada. Nas curvas médias e grandes, o operador é responsável por organizar a ordem pela qual produz as peças, com a indicação de algumas ordens mais prioritárias. Isso permite agrupar todas as curvas do mesmo diâmetro para evitar os tempos de setup. Apesar disso observaramse alguns desperdícios, como a distância entre máquinas (Figura 71 do Anexo F) e o facto de trabalhar em lotes excessivos. Este ultimo ocorre devido aos tempos de setup elevados na mudança de beiras e, à necessidade de ajustar a posição da máquina até obter o encaixe correto. Uma das dificuldades no trabalho por lotes é o aumento do tempo de entrega da primeira curva, como por exemplo, para uma ordem de 20 curvas, só passados 37 minutos é que chega a primeira curva à montagem, chegando todas as seguintes a um ritmo muito elevado. Devido a isso, o operário de montagem sofre picos de trabalho, estando sobrecarregado nuns momentos e em espera, nos seguintes. Outra dificuldade encontrada relaciona-se com o espaço necessário ao stock intermédio (Figura 38). Este acarreta muitas operações de transporte e arrumos, responsáveis pela diminuição da produtividade total do processo.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 36 Figura 38 - Exemplo da quantidade de stock intermédio. Nas curvas pequenas realizadas com dois operadores, o operador responsável pela operação de fecho de curvas pequenas tem um desperdício de cerca de 25% do tempo, devido ao transporte das peças e à espera das operações anteriores. No caso de haver apenas um operador, este está sujeito aos problemas da produção por lotes referidos acima. As distâncias percorridas entre máquinas são muito elevadas (Figura 72 do Anexo F), exigindo o transporte de material em carrinhos para efetuar as operações. As operações são efetuadas por lotes, sendo esta área muito propensa ao aparecimento de urgências, o que por vezes cria stocks intermédios elevados, parados durante alguns dias. 4.1.6 Uniões Pequenas (Ø <125mm) Esta secção situa-se na mesma zona das curvas pequenas, partilhando alguns dos mesmos problemas, como o da produção em lotes e a elevados stocks intermédios. Com recurso ao VSM (Figura 56 do Anexo C) e ao diagrama de esparguete (Figura 73 do Anexo F) foi possível verificar a possibilidade de criação de uma célula de produção, atenuando assim os desperdícios de movimentos e transporte. Foi feita a alteração da secção (Figura 76 do Anexo F), mas não foi possível realizar testes devido à falta de tempo. Assim sendo, apenas se pode estimar que hajam ganhos com a diminuição das deslocações, sem que seja possível quantifica-los. 4.1.7 Tubo calandrado A zona de fabrico dos tubos calandrados (Figura 39) está misturada com a zona de fabrico de acessórios levando a encravamento mútuo, devido ao volume dos tubos. Após análise do VSM (Figura 56 do Anexo C) e diagrama de esparguete (Figura 74 do Anexo F), verificou-se que já teria sido criada uma célula de produção, e que as distâncias entre as máquinas, apesar de poderem ser reduzidas, teriam de ser significativas devido ao tamanho dos tubos.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 37 Figura 39 - Exemplo de um tubo calandrado. 4.1.8 Condutas Retangulares Esta secção tem um funcionamento semelhante a uma linha de montagem, em que cada posto entrega o seu trabalho ao seguinte. Um problema encontrado pela análise do VSM (Figura 52 do Anexo C) foi a falta de balanceamento de tarefas, levando a troca muito frequente de postos de trabalho. Pela análise do diagrama de esparguete (Figura 78 do Anexo F), verificou-se a existência de alguns desperdícios de movimentação, devido à falta de organização da secção de trabalho. Foram também observados alguns desperdícios mais pontuais, como o de colagem de etiquetas, que exige uma comparação do tamanho real da conduta com o valor nas etiquetas. Isso é feito manualmente, com uso de uma fita métrica, perdendo algum tempo. 4.1.9 Acessórios Spiro Toda a preparação e montagem é realizada por um único operador, havendo apenas perdas de tempo em deslocações entre cada peça. A recolha das peças para montar é realizada pelos operadores de montagem, que separam as peças colocadas na estante do plasma, para cada acessório necessário produzir. Cada operador é responsável por montar uma peça do início ao fim (Figura 40), sendo que, o único problema encontrado é a falta pontual de matéria-prima. A recolha dos aros para a montagem é feita pelos operadores da montagem, na zona do material retangular. Este problema foi resolvido com uso a uma pessoa responsável pelo seu abastecimento.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 38 Figura 40 - Exemplo de um acessório spiro com aros. 4.1.10 Pintura Esta secção trabalha em articulação com a secção de expedição, sendo o passo final para o produto estar pronto. Devido ao trabalho em lotes das diferentes secções, cria-se uma sobrecarga de trabalho seguida de momentos de espera de material. 4.1.11 Armazém Na análise do armazém, foram verificados alguns problemas. O maior era a falta de controlo sobre o stock real, sendo produzidas peças que existiam em stock, e não os produtos com maior rotação. Isso criava a existência de stock elevados de produtos, com uma rotação muito baixa. Sendo as peças com volumes elevados, exigia espaços excessivos no armazém (Figura 41). A falta de aproveitamento do espaço era evidente, existindo muitos espaços vazios nas prateleiras. Isso ocorria devido à falta de comunicação entre a produção e o armazém, não o utilizando para nivelar a produção e assim prevenir o aparecimento de urgências. Figura 41 - Espaços vazios no armazém.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 39 4.2 Implementação de melhorias 4.2.1 Curvas Curvas pequenas Após análise do VSM (Figura 53 do Anexo C) e diagrama de esparguete (Figura 72 do Anexo F), conclui-se que uma das opções seria a criação de uma célula de produção, para a qual foi feita a proposta à direção da empresa (Figura 75 do Anexo F). Após o seu consentimento, foi posta em pratica (Figura 42) de forma a poder testar-se a produtividade da célula de produção. Para isso comparou-se duas situações idênticas (Produção de 50 curvas de Ø100mm a 90º), a partir das quais se retirou os dados para o VSM atualizado (Figura 58 do Anexo C). Figura 42 - Comparação entre estado inicial (esquerda) e final (direita). Comparação entre o estado inicial e o final Segundo Wemmerlov (1989), com a implementação de células de produção, é expectável uma redução de 62% e 70% nos stocks em curso e tempo de saída da primeira peça, respetivamente. Analisando a Figura 43, observamos que, neste caso, obteve-se uma redução do stock intermédio de 96,4%, bastante acima do expectável. Já segundo Hunter and J.T.Black (2002), com a implementação da produção em células, observou uma redução de 50% da área ocupada, o que podemos comparar com o caso atual onde foi de 79,6%. Figura 43 - Comparação do estado inicial e final da secção de curvas pequenas (Tabela 17 do Anexo J)
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 40 Curvas médias e grandes Tal como foi feito para o caso das curvas pequenas, após análise do diagrama de esparguete (Figura 71 do Anexo F) e do VSM (Figura 54 e Figura 55 do Anexo C), concluiu-se que uma das opções seria a criação de uma célula de produção. Para esse efeito, dividiram-se as operações de modo a obter um melhor balanceamento das operações (Figura 44). Figura 44 - Comparação dos tempos de operação da produção de curvas. Com a análise da Figura 44, verificou-se a possibilidade de implementar one-piece flow (OPF) sendo que, os tempos de setup elevados das maquinas de beiras inviabilizavam essa situação (Figura 45). Figura 45 - Data Box da operação de beiras. Na Figura 77 do Anexo F é possível verificar a proposta entregue à Direção que, depois de aprovada foi colocada em prática. Para resolver o problema dos tempos de setup foi criada uma peça (Figura 46) que permitiu também estandardizar a montagem das curvas.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 41 Figura 46 - Peça criada para redução dos tempos de setup. A Figura 47 explica o funcionamento da peça, ou seja, quando a mesa se encontra encostada na face superior (Figura 47 a), forma-se uma beira simples, e na face inferior (Figura 47 b), uma beira dupla. Desta forma foi possível uniformizar as dimensões das beiras, podendo iniciar-se as curvas tanto por uma como por outra. Isso também permitiu o encaixe de peças criadas com setups diferentes, algo que antes não era possível devido aos ajustamentos manuais. Figura 47 – Beiras: a) simples; b) beira dupla. Assim, com a aplicação o OPF, bem como o uso do conceito de células de produção, foi possível reduzir a área total ocupada e eliminar o stock intermédio (Figura 48). Para poder analisar o impacto das alterações, atualizou-se o VSM (Figura 59 do Anexo C), onde foi possível observar a redução dos tempos de operação, bem como o aumento de produtividade.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 42 Figura 48 - Estado final da secção de curvas médias e grandes. Comparação entre o estado inicial e o final Como se pode observar na Figura 49, da criação da célula de produção resultou um aumento da produtividade em 27,8%. Para isso foi necessária uma mudança no método de trabalho, de produção em lotes para OPF. Com essas implementações obteve-se uma redução do lead time em 86,2%, do stock em curso de 99,1% e tempo de setup em 88,7%. Esses valores superam os descritos por Ghosh and Offodile (2015) e (Wemmerlov, 1989), que são de 50,1%, 48,2% e 44,2% respetivamente. Tal como foi observado para a secção das curvas pequenas, obteve-se uma redução da área ocupada em 63,2%. Um dos pontos importantes foi a redução do tempo total de operação, ou seja, criação dos topos e gomos e montagem em 47,5%. Isso deve-se ao OPF, que permite que o operário da montagem inicie o seu trabalho após a saída da primeira curva, estando os tempos balanceados de forma a poder acompanhar o ritmo do colega. Figura 49 - Comparação do estado inicial e final da secção de curvas médias e grandes (Tabela 18 do Anexo J). 4.2.2 Armazém Devido à grande variabilidade da produção de curvas, e à falta de controlo sobre o stock optou-se pela aplicação de um sistema de gestão visual (kanban), usando cartões, como mostra a Figura 83 do Anexo H. Para isso foi feito uma análise Pareto dos consumos de curvas, desde de janeiro de 2016 até agosto de 2016. Com essa análise foi possível calcular a
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 43 quantidade a produzir e, o ponto de encomenda para as curvas mais procuradas, usando as formulas 3.1, 3.2 e 3.3. Inicialmente o volume de stocks era excessivo para as curvas com pouca saída, sendo nulo para as curvas com mais procura. Assim, com o uso dos kanban’s, consegue-se uma produção mais nivelada, diminuindo o número de urgências. Estes cartões estão afixados no armazém, servindo de ordem de produção para a secção das curvas, podendo assim produzir o serviço diário e apenas depois produzir as curvas. Comparação entre o estado inicial e o final Como se pode observar na Figura 50, apesar de haver um aumento de stock total, este ocupa menos posições. Isso deve-se ao facto de se eliminar o stock de produtos com menor rotatividade, mantendo aqueles que têm maior rotatividade. Figura 50 - Comparação do estado inicial e final do armazém (Tabela 19 do Anexo J).
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 44 5 Conclusões e perspetivas de trabalho futuro Durante o desenvolvimento do trabalho nestes últimos quatro meses, pode observar-se duas empresas muito distintas em termos de aplicação de metodologia Lean. A primeira, Saint-Gobain Abrasivos, foi objeto de vários projetos de metodoligia Lean e à implementação da sua própria filosofia de melhoria contínua, World Class Manufacturing. Com um gabinete dedicado a essa área, já atingiram um estado avançado de melhoria da produção, tendo já aplicado muitas das ferramentas indicadas durante a dissertação. Por outro lado, Os Netos do Simão, apesar de terem um gabinete de qualidade, tinham apenas feito uso, de algumas das ferramentas Lean. Deste modo pôde comparar-se as duas situações, as semelhanças e as diferenças, bem como os resultados obtidos. Para iniciar o estudo do estado inicial, foi fulcral o contacto com os funcionários das secções, e desse modo foi possível verificar os problemas por eles descritos. Usando essa informação, bem como a proveniente da análise dos processos e dos seus tempos associados, foi possível identificar os problemas. Uma das principais diferenças entre as duas empresas é a amplitude do projeto. Na SaintGobain Abrasivos a implementação das ferramentas Lean estava focada nas zonas de embalamento e expedição e no armazém de especialidades. No entanto n’Os Netos do Simão, a implementação da metodologia expandiu-se a toda a empresa. No primeiro caso de estudo, Saint-Gobain Abrasivos, os problemas centravam-se na organização do espaço e abastecimento de matérias-primas nas secções de embalamento e expedição. No caso do armazém das especialidades, as distâncias percorridas e a localização dos produtos contribuíam para diminuição da produtividade. No segundo caso de estudo, Os Netos do Simão, foram logo identificados alguns problemas, sendo os muda de transporte e movimento dos mais importantes. Além disso foi verificado que a produção se realiza em lotes elevados, dando azo a stocks em curso muito elevados. Nestes casos o uso do VSM era de grande importância, pois permitia analisar o fluxo de produção e informação de cada setor e assim, observar-se potenciais melhorias. Como no primeiro caso os produtos são muito variáveis, o uso do VSM não é aconselhável. Foi assim possível propor soluções com base na filosofia Lean e as suas ferramentas. Independente do caso de estudo, os 5S’s e a gestão visual foram passos fundamentais para a melhoria de produtividade. Não havendo a necessidade de comunicação verbal cria um método de passagem de informação sem necessidade da presença das duas pessoas, evitando assim tempos de espera e má comunicação. No caso dos 5S’s foi possível normalizar as ferramentas necessárias e definir um local próprio, facilitando a sua localização. No primeiro caso de estudo, foi a criação de um posto de trabalho para o abastecedor de etiquetas o ponto inicial para as restantes mudanças. A reorganização do espaço e do armazém permitiu uma melhor utilização do local e diminuir os muda de movimento.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 51 Tabela 10 - Tempos de embalamento de rolos. Tarefa Tipo de tarefa Acrescenta valor? Frequência Duração Valor acrescentado Viagem de ida Externa Não 1 00:00:10,05 0% Escolher etiqueta física Externa Não 1 00:00:05,34 0% Preparação Impressora Externa Não 1 00:00:21,08 0% Escolher etiqueta informática Externa Não 1 00:00:07,43 0% Preenchimento dos dados Externa Não 1 00:00:21,50 0% Impressão Rolos Externa Não 1 00:03:47,50 2% Impressão Caixa Externa Não 1 00:02:13,20 1% Regresso Externa Não 2 00:01:38,45 1% Recolher Matéria Prima Externa Não 1 00:35:15,30 15% Enrolar Externa Sim 1 00:20:27,60 9% Colar Etiqueta Rolo Interna Sim 1 00:17:03,00 7% Guardar Interna Não 1 00:16:06,90 7% Preparar Etiquetas Interna Não 1 00:22:22,20 10% Colar Etiqueta Caixa Interna Sim 1 00:08:11,70 4% Montar Caixa Pequena Interna Não 1 00:33:42,90 15% Embalar Interna Sim 1 00:21:05,55 9% Fechar Caixa Interna Não 1 00:06:37,65 3% Guardar Caixa Expedição Interna Não 1 00:07:35,40 3% Recolher Porta-Paletes Interna Não 1 00:03:09,00 1% Guardar Palete na Expedição Interna Não 1 00:07:25,60 3% Regresso Interna Não 2 00:01:38,45 1% Montar Caixa Expedição Interna Não 1 00:09:53,50 4% Arrumar Zona Expedição Interna Não 1 00:10:34,20 5% Total 25 03:49:54 100%
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 52 Tabela 11 - Tempos da máquina de corte de plasma. Tarefa Tipo de tarefa Acrescenta valor? Frequência Duração Valor acrescentado Selecionar programa Externa - 4 01:31 3% Máquina inicia corte Externa Sim 4 00:00 0% Espera Interna Não 10 12:13 28% Separar ordem anterior Interna - 1 00:35 1% Recolher OT Interna Não 2 00:10 0% Marcar peças Interna - 7 06:21 15% Recolher peças Interna - 11 08:18 19% Arrumar peças Interna - 8 01:51 4% Levar peças quinadora Interna - 1 01:13 3% Retirar desperdício Interna - 5 05:28 13% Colocar chapa nova Interna Sim 2 01:25 3% Marcar OT Interna Não 5 02:38 6% Erros do sistema Externa Não 1 01:28 3% Máquina finaliza corte Externa Sim 4 00:00 0% Corte manual restos Externa Sim 1 00:30 1% Total 66 43:44 100%
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 53 Tabela 12 - Tempos da máquina de corte de rolos. Tarefa Tipo de tarefa Acrescenta valor? Frequência Duração Valor acrescentado Recolher Rolo Externa - 2 02:31 6% Colocar Novo Rolo Interna - 2 04:57 12% Setup Externa - 6 03:58 9% Corte Externa Sim 6 10:16 24% Levar Material Externa Não 5 02:46 6% Reforço Externa Sim 7 02:25 6% Ajudar na Guilhotina Externa Não 4 01:47 4% Marcar Peça Externa - 2 00:44 2% Trazer Carrinho Externa Não 3 01:05 3% Arrumar Carrinho Externa Não 2 00:53 2% Cotas Manuais Externa - 7 04:30 10% Marcar Ordens Externa Não 5 03:15 8% Trazer OT e Etiquetas Externa Não 1 01:08 3% Arrumar Peças Externa Não 1 01:28 3% Chamar Pessoal Externa Não 1 00:42 2% Organizar OT Externa Não 1 00:31 1% Total 55 42:58 100%
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 54 Tabela 13 - Tempos da quinadora. Tarefa Tipo de tarefa Acrescenta valor? Frequência Duração Valor acrescentado Quinar Externa Sim 63 10:11 20% Limpar Externa Não 4 03:59 8% Programar Externa - 12 06:19 13% Quinar Manual Externa Sim 7 04:07 8% Arrumar Externa Não 1 00:17 1% Ajustar Peça Externa Não 2 00:29 1% Arrumar Peça Externa Não 7 01:54 4% Marcar Peça Externa Não 3 00:51 2% Marcar OT Externa Não 3 03:30 7% Recolher Matéria-prima Externa Não 2 01:21 3% Medir Externa Não 5 02:26 5% Corrigir Chapa Externa Não 1 02:26 5% Colocar Cotas na Chapa Externa Não 1 01:35 3% Setup Externa - 4 06:55 14% Limpar Máquina Externa Não 1 00:19 1% Adaptar OT por Falta de Pessoal Externa Não 1 03:03 6% Total 117 49:44 100%
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 55 ANEXO C: VSM’s Figura 52 - VSM das Condutas Retangulares.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 56 Figura 53 - VSM das Curvas Pequenas (Ø <125mm).
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 57 Figura 54 - VSM das Curvas Médias (125mm <Ø <500mm).
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 58 Figura 55 - VSM das Curvas Grandes (Ø ≥ 500mm).
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 59 Figura 56 - VSM da Secção de Tubo Calandrado.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 60 Figura 57 - VSM da Secção de Uniões.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 67 Figura 66 - Layout do armazém de especialidades. Figura 67 - Estado final da zona de embalamento (CAD). Figura 68 - Estado final da zona de expedição (CAD).
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 68 Figura 69 - Estado final do setor de embalamento e expedição. Figura 70 - Distância ao produto mais vendido. Figura 71 - Diagrama esparguete da secção de curvas médias e grandes.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 69 Figura 72 - Diagrama esparguete da secção de curvas pequenas. Figura 73 - Diagrama esparguete da secção de uniões.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 70 Figura 74 - Diagrama esparguete da secção de tubo calandrado. Figura 75 - Estado final da secção de curvas pequenas (CAD)
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 71 Figura 76 - Estado final da secção de uniões. Figura 77 – Estado final da secção de curvas médias e grandes (CAD).
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 72 Figura 78 - Diagrama esparguete da secção de condutas retangulares.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 73 ANEXO G: Análise de pareto Figura 79 – Análise pareto relativo ao consumo de etiquetas.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 74 Figura 80 - Análise de pareto relativo ao consumo de matéria-prima. Figura 81 - Análise de pareto relativo ao custo de matéria-prima.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 75 ANEXO H: Kanbans Figura 82 - Exemplo de Kanbans para a etiquetas. Figura 83 - Cartão kanban para produção.
Implementação da Metodologia Lean na Indústria de Abrasivos e Metalomecânica 76 ANEXO I: Tabelas de comparação de KPI’s (Saint-Gobain Abrasivos) Tabela 14 - Comparação dos KPI’s da secção de embalamento. Estado inicial Estado final Evolução Tempo médio por disco (s) 12,24 10,81 11,7% Área ocupada (m2) 79,03 50,61 36,0% Tempo médio diário a enrolar etiquetas (s) 3 683 745,25 79,8% Número de falhas médias mensais 3 0,33 89,0% Stock de etiquetas 647 840 395 000 39,0% Nº de funcionários fixos 3 2 33,3% Tabela 15 - Comparação dos KPI’s da secção de expedição. Estado inicial Estado final Evolução Tempo médio por picking 156,12 120,40 22,9% Nº de paletes máximo 28 41 46,4% Área ocupada (m2) 67,70 96,12 42,0% Tabela 16 - Comparação dos KPI’s do armazém de especialidades. Estado inicial Estado final Evolução Distância percorrida média anual (m) 72 872 36 124 50,4% Nº posições ocupadas 825 512* 37,9% * Referente apenas à secção do supermercado.