Reconfiguração de uma célula de montagem usando princípios Lean Thinking numa empresa de ferramentas de corte
Abstract
Este projeto de dissertação foi desenvolvido como parte integrante do Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial da Universidade do Minho num contexto empresarial, concretamente na Frezite Metal Tooling. O foco deste projeto foi o de reconfigurar a célula de montagem de modo a torná-la mais eficiente e flexível enquanto se reduziam custos e se melhoravam as condições de segurança. Para tal, teve-se por base os princípios Lean Thinking. A metodologia seguida nesta dissertação foi a Action-Research cujas etapas são o diagnóstico, a identificação do problema e recolha de dados, planeamento de ações, a implementação das ações planeadas, a avaliação dos resultados e, por fim, a especificação da aprendizagem. Numa primeira fase, foram identificados os desperdícios e analisadas as perdas, elaborando-se, para tal, diagramas de spaghetti, sequência-executante e realizado um estudo de tempos. Foram, também, calculados indicadores como a produtividade, o tempo de ciclo e o takt-time. Posteriormente, foi seguida uma metodologia para a reconfiguração da célula, tendo-se identificado e criado as famílias de produtos, especificando os equipamentos e postos de trabalho. De seguida, procedeu-se à reconfiguração do layout da célula através do método CORELAP o que resultou numa redução de 23% na área ocupada pela célula, que em conjunto com o novo modo operatório, reduziu as movimentações em 51%. Foram, ainda, concebidos sistemas anti-erro, eliminadas atividades de não valor acrescentado e digitalizadas tarefas que permitiram reduzir o tempo de operação das três principais famílias de produtos E922, E993 e E991 em 25%, 17% e 16%, respetivamente. Por fim, foi dado ênfase à organização e identificação da ferramentaria usada pela célula através da técnica 5S e gestão visual. Adicionalmente, foram concebidos equipamentos que melhoram o conforto do operador e a sua segurança. Todas as ações de melhoria culminaram numa poupança anual de 7109€.
Full text
Universidade do Minho Escola de Engenharia Eduardo Nuno Braga Amorim Reconfiguração de uma célula de montagem usando princípios Lean Thinking numa empresa de ferramentas de corte Janeiro de 2024
Universidade do Minho Escola de Engenharia Eduardo Nuno Braga Amorim Reconfiguração de uma célula de montagem usando princípios Lean Thinking numa empresa de ferramentas de corte Dissertação de Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial Trabalho efetuado sob a orientação da Professora Doutora Anabela Carvalho Alves Janeiro de 2024
ii Direitos de Autor e Condições de Utilização do Trabalho por Terceiros Este é um trabalho académico que pode ser utilizado por terceiros desde que respeitadas as regras e boas práticas internacionalmente aceites, no que concerne aos direitos de autor e direitos conexos. Assim, o presente trabalho pode ser utilizado nos termos previstos na licença abaixo indicada. Caso o utilizador necessite de permissão para poder fazer um uso do trabalho em condições não previstas no licenciamento indicado, deverá contactar o autor, através do RepositóriUM da Universidade do Minho. Licença concedida aos utilizadores deste trabalho: Atribuição CC BY https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
iii AGRADECIMENTOS Terminado este projeto gostaria de agradecer de forma geral a todos aqueles que se cruzaram comigo durante o meu percurso académico e que tiveram um impacto positivo em mim. Em primeiro lugar, não posso deixar de agradecer à minha família, e em particular aos meus pais, pelo apoio, pelo esforço que fizerem para que pudesse continuar o meu trajeto académico e profissional e por terem estimulado a minha curiosidade pelo Mundo, pela ciência e pela História. À minha irmã que sempre se revelou um modelo de perseverança e disciplina. Em especial, quero agradecer aos meus avós por todo o carinho demonstrado, por todas as histórias de vida partilhadas e por se terem revelado uma peça chave na minha educação. A ti avô, espero que tenhas orgulho na pessoa que me tornei. Um agradecimento também aos meus tios e primo que me deram a descobrir o mundo da Engenharia e, em particular, o ramo da Engenharia Industrial do qual agora faço, agora, orgulhosamente parte. Quero, também, deixar o meu agradecimento aos amigos de longa data, e às novas amizades que fiz na Academia do Minho. Obrigado, pelos momentos inesquecíveis. Estes anos são viagem. Relembro que este projeto não teria sido possível se a FREZITE, e em particular a FMT, não me tivesse concedido esta oportunidade. Quero deixar o meu agradecimento especial ao Eng.º Diogo Costa e ao Eng.º André Leite, por desde o primeiro dia me terem colocado à prova e me terem aguçado o espírito crítico e a capacidade de resolução de problemas. Aos restantes colegas do Departamento de Operações, agradeço a prontidão para ajudar sempre que necessário. Por fim, agradeço aos operadores da célula de montagem que desde o início revelaram uma postura construtiva em relação ao projeto. Agradeço, também, à minha orientadora Professora Doutora Anabela Alves por desde o meu primeiro ano ter despertado em mim o interesse pelo Lean Thinking e, agora, no último ano, pela incansável disponibilidade e pelos ensinamentos que se revelaram úteis e que contribuíram para que este projeto chegasse a bom porto.
iv DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE Declaro ter atuado com integridade na elaboração do presente trabalho académico e confirmo que não recorri à prática de plágio nem a qualquer forma de utilização indevida ou falsificação de informações ou resultados em nenhuma das etapas conducente à sua elaboração. Mais declaro que conheço e que respeitei o Código de Conduta Ética da Universidade do Minho.
v Reconfiguração de uma célula de montagem usando princípios Lean Thinking numa empresa de ferramentas de corte. RESUMO Este projeto de dissertação foi desenvolvido como parte integrante do Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial da Universidade do Minho num contexto empresarial, concretamente na Frezite Metal Tooling . O foco deste projeto foi o de reconfigurar a célula de montagem de modo a torná-la mais eficiente e flexível enquanto se reduziam custos e se melhoravam as condições de segurança. Para tal, teve-se por base os princípios Lean Thinking . A metodologia seguida nesta dissertação foi a Action-Research cujas etapas são o diagnóstico, a identificação do problema e recolha de dados, planeamento de ações, a implementação das ações planeadas, a avaliação dos resultados e, por fim, a especificação da aprendizagem. Numa primeira fase, foram identificados os desperdícios e analisadas as perdas, elaborando-se, para tal, diagramas de spaghetti , sequência-executante e realizado um estudo de tempos. Foram, também, calculados indicadores como a produtividade, o tempo de ciclo e o takt-time . Posteriormente, foi seguida uma metodologia para a reconfiguração da célula, tendo-se identificado e criado as famílias de produtos, especificando os equipamentos e postos de trabalho. De seguida, procedeu-se à reconfiguração do layout da célula através do método CORELAP o que resultou numa redução de 23% na área ocupada pela célula, que em conjunto com o novo modo operatório, reduziu as movimentações em 51%. Foram, ainda, concebidos sistemas anti-erro, eliminadas atividades de não valor acrescentado e digitalizadas tarefas que permitiram reduzir o tempo de operação das três principais famílias de produtos E922, E993 e E991 em 25%, 17% e 16%, respetivamente. Por fim, foi dado ênfase à organização e identificação da ferramentaria usada pela célula através da técnica 5S e gestão visual. Adicionalmente, foram concebidos equipamentos que melhoram o conforto do operador e a sua segurança. Todas as ações de melhoria culminaram numa poupança anual de 7109€. Palavras-Chave: Célula de montagem, Layouts, Princípios Lean, 5S
vi Assembly cell reconfiguration using Lean Thinking principles in a cutting tool company. ABSTRACT As a crucial component of the Industrial Engineering and Management Master's program at the University of Minho, this project was developed within the corporate realm of Frezite Metal Tooling. The main objective was to streamline the final assembly cell, enhancing its efficiency and adaptability, while also decreasing costs and enhancing safety measures. The principles of Lean Thinking were employed to achieve these goals. Employing the Action-Research methodology, this dissertation progressed through various phases, such as initial diagnosis, problem identification and data collection, action planning, implementation of the devised strategies, assessment of the outcomes, and ultimately, assimilation of valuable insights. In the first stage, waste was identified on the shop floor and losses were analysed, using spaghetti diagrams, sequence diagrams and a time analysis. Indicators such as productivity, cycle time and takttime were also calculated. Once the losses had been identified, a methodology as followed to reorganise the assembly cell, having identified and created product families, set up equipment and workstations. The cell layout was then redesigned using the CORELAP method, which resulted in a 23% reduction in the area occupied by the cell, that along with the adoption of a new operating mode, made it possible to reduce movements by 51%. Also, anti-error systems were designed, non-value-added activities were eliminated, and tasks were digitalised, reducing the operating time of the three main product families by 25%, 17% and 16%, E922, E993 and E991, respectively. Finally, emphasis was placed on organising and identifying the tools the cell works with using the 5S technique and visual management. In addition, equipment was designed to maximise operator comfort and safety. In short, all the improvement actions lead up to an annual saving of 7109€. Keywords Assembly cell, Layouts, Lean Principles, 5S.
vii ÍNDICE Agradecimentos .................................................................................................................................. iii Resumo............................................................................................................................................... v Abstract.............................................................................................................................................. vi Índice ................................................................................................................................................ vii Índice de Figuras ............................................................................................................................... xii Índice de Tabelas .............................................................................................................................. xv Lista de Abreviaturas, Siglas e Acrónimos ......................................................................................... xvii 1 Introdução .................................................................................................................................. 1 1.1 Enquadramento .................................................................................................................. 1 1.2 Objetivos ............................................................................................................................. 2 1.3 Metodologia de investigação ................................................................................................ 3 1.4 Estrutura da dissertação ...................................................................................................... 5 2 Revisão Bibliográfica ................................................................................................................... 7 2.1 Lean Production System ...................................................................................................... 7 2.1.1 Toyota Production System............................................................................................ 7 2.1.2 Princípios Lean Thinking .............................................................................................. 9 2.1.3 Tipos de desperdícios ................................................................................................ 11 2.1.4 Ferramentas Lean ..................................................................................................... 13 2.2 Sistemas de produção ....................................................................................................... 19 2.2.1 Tipos de sistemas de produção .................................................................................. 19 2.2.2 Projeto e reconfiguração detalhada de células ............................................................ 21 2.3 Projeto de implantações .................................................................................................... 25 2.3.1 Benefícios e objetivos do estudo de layouts ................................................................ 25 2.3.2 Métodos para o projeto de layouts ............................................................................. 26 3 Apresentação da empresa ......................................................................................................... 30 3.1 Grupo FREZITE .................................................................................................................. 30
viii 3.2 Frezite Metal Tooling (FMT) ............................................................................................... 30 3.2.1 História da FMT ......................................................................................................... 30 3.2.2 Matérias-primas, famílias de produtos e componentes das ferramentas ...................... 31 3.2.3 Descrição do sistema de produção ............................................................................. 33 4 Descrição e análise da situação atual ........................................................................................ 39 4.1 Descrição da área de estudo – célula de montagem .......................................................... 39 4.1.1 Descrição geral e layout ............................................................................................. 39 4.1.2 Método e organização da célula ................................................................................. 41 4.1.3 Máquinas e equipamentos ......................................................................................... 41 4.1.4 Abastecimento de materiais ....................................................................................... 45 4.1.5 Processos e tarefas ................................................................................................... 45 4.2 Análise crítica e identificação de problemas ....................................................................... 50 4.2.1 Estudo de tempos ...................................................................................................... 50 4.2.2 Análise ao takt-time e produtividade da célula ............................................................ 52 4.2.3 Elevado número de deslocações e transportes ........................................................... 55 4.2.4 Elevado número de atividades que não acrescentavam valor ...................................... 59 4.2.5 Procedimento de embalamento inadequado e processo ineficiente ............................. 61 4.2.6 Elevado número de não conformidades ...................................................................... 62 4.2.7 Inexistência de política de abastecimento de materiais e consumíveis ......................... 63 4.2.8 Desatualização dos procedimentos operativos da Montagem ...................................... 66 4.2.9 Desorganização do material e ferramentaria da célula ................................................ 66 4.2.10 Falta de segurança e condições de ergonomia inadequadas ....................................... 68 4.2.11 Falta de polivalência dos operadores .......................................................................... 69 4.2.12 Resumo dos problemas identificados ......................................................................... 70 5 Apresentação de propostas de melhoria .................................................................................... 71 5.1 Reconfiguração da célula de montagem ............................................................................. 72
xv ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1 - Pontuação e critério para cada Grau de Relacionamento (A. Alves & Abreu, 2020). ........... 27 Tabela 2 - Motivo ou razão da importância de relacionamento dada .................................................. 27 Tabela 3 - Descrição das principais famílias de produtos ................................................................... 31 Tabela 4 - Descrição de materiais e componentes das ferramentas ................................................... 32 Tabela 5 - Descrição do material de embalamento ............................................................................ 33 Tabela 6 - Máquinas e equipamentos existentes na célula de montagem ........................................... 42 Tabela 7 - Espaços de armazenamento e arrumação existentes na célula de montagem .................... 43 Tabela 8 - Tarefas executadas na célula de montagem, por família de produtos ................................. 49 Tabela 9 - Frequências das tarefas especiais por família de produtos ................................................ 51 Tabela 10 - Resultados do Estudo de Tempos. .................................................................................. 52 Tabela 11 - Dados de entrada e Resultados do cálculo do Takt-time para as famílias E922, E993 e E991. ........................................................................................................................................................ 54 Tabela 12 - Distâncias percorridas por família de produto por dia ...................................................... 59 Tabela 13 - Tabela resumo dos diagramas de sequência-executante .................................................. 60 Tabela 14 - Custos de não qualidade imputados à célula de montagem ............................................ 63 Tabela 15 - Resumo dos problemas identificados .............................................................................. 70 Tabela 16 - Plano de ações 5W2H .................................................................................................... 71 Tabela 17 - Resumo da análise ABC às unidades e às vendas de produtos produzidos. ..................... 72 Tabela 18 - Tarefas executadas na célula de montagem, para as famílias de categoria A e B. ............ 74 Tabela 19 - Máquinas e Equipamentos utilizados na montagem de ferramentas de cada família. ....... 77 Tabela 20 - Comparação entre Fornecedor A, B e C. ......................................................................... 83 Tabela 21 - Cálculo do número de operadores para cumprir objetivo diário........................................ 86 Tabela 22 - Cálculo do número de operadores considerando WIP médio e máximo ............................ 87 Tabela 23 - Código e motivo para a atribuição do Grau de Relacionamento ........................................ 89 Tabela 24 - Valor do TCR e ordem de Alocação | Método CORELAP .................................................. 89 Tabela 25 - Análise de fatores ponderados para cada alternativa de layout ........................................ 94 Tabela 26 - Proporção da carga alocada a cada operador após aplicação de Working Balance ........... 97 Tabela 27 - Cálculo do número de covetes a colocar na bancada de montagem .............................. 102 Tabela 28 - Resumo do plano de formação para os operadores da célula de montagem .................. 118
xvi Tabela 29 - Comparação dos resultados do diagrama de sequência-executante antes e depois de melhorias - família E922 ................................................................................................................. 121 Tabela 30 - Comparação dos resultados do diagrama de sequência-executante antes e depois de melhorias - família E993 ................................................................................................................. 122 Tabela 31 - Comparação dos resultados do diagrama de sequência-executante antes e depois de melhorias - família E991 ................................................................................................................. 123 Tabela 32 - Diferença da distância percorrida entre layout inicial e final. .......................................... 126 Tabela 33 - Ganho obtido com implementação de sistema de abastecimento à montagem .............. 126 Tabela 34 - Poupança gerado pela implementação do sistema de abastecimento ............................ 127 Tabela 35 - Resumo das propostas de mitigação das não-conformidades. ....................................... 127 Tabela 36 - Estimativa dos custos totais anuais das não-conformidades .......................................... 128 Tabela 37 - Poupança consequente da redução do tempo de operação ........................................... 131 Tabela 38 - Tabela síntese dos ganhos obtidos ................................................................................ 131 Tabela 39 - Coordenadas e distâncias euclidianas entre os centros de massa de cada equipamento da célula da montagem ....................................................................................................................... 144 Tabela 40 - Diagrama de sequência-executante da família E922 ...................................................... 145 Tabela 41 - Diagrama de sequência-executante da família E991 ...................................................... 147 Tabela 42 - Diagrama de sequência-executante da família E993 ...................................................... 150 Tabela 43 - Consumo médio diário de embalagens ......................................................................... 155 Tabela 44 - Análise ABC às unidades consumidas de pernos e parafusos ........................................ 157 Tabela 45 - Análise ABC por unidades vendidas .............................................................................. 160 Tabela 46 - Análise ABC por valor de vendas ................................................................................... 161 Tabela 47 - Matriz de Relacionamento para aplicação do método CORELAP .................................... 163 Tabela 48 - Distribuição das tarefas da célula de montagem por operador. ...................................... 164 Tabela 49 - Inventário da montagem após triagem .......................................................................... 179 Tabela 50 - Diagrama de sequência-executante da família E922 após melhorias .............................. 180 Tabela 51 - Diagrama de sequência-executante da família E991 após melhorias .............................. 182 Tabela 52 - Diagrama de sequência-executante da família E993 após melhorias .............................. 187 Tabela 53 - Função de distribuição normal padrão (Costa, 2019). ................................................... 191
xvii LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E ACRÓNIMOS AR – Action-Research BOM – Bill of Materials CORELAP - Computerized Relationship Layout Planning ERP – Enterprise Resource Planning FMT – FREZITE METAL TOOLING GM – General Motors HM - Hard Metal IA – Investigação-Ação JIT – Just-In-Time LMERT – Lesões Músculo-Esqueléticas Relacionadas com o Trabalho MES – Manufacturing Execution System OF – Ordem de Fabrico OPF – One-Piece-Flow PCD – Diamante policristalino ( polycrystalline diamond ) SMED - Single Minute Exchange of Dies SPL - Systematic Layout Planning TC - Tempo de Ciclo TPS – Toyota Production System TT – Takt-time VBA – Visual Basic for Applications WIP – Work-In-Process
1 1 INTRODUÇÃO Ao longo deste capítulo é descrito o enquadramento em que se desenrolou a presente dissertação de mestrado, apresentando-se, de seguida, os principais objetivos da mesma. Adicionalmente, é detalhada a metodologia de investigação sob a qual se baseou este projeto e, por fim, é apresentada a estrutura da dissertação. 1.1 Enquadramento Todas as organizações devem ter como um dos principais focos o aumento da sua competitividade, quer pela produção de artigos diferenciados e de elevado valor acrescentado, quer por produzi-los com a melhor qualidade possível, a um preço competitivo, enquanto se reforça a flexibilidade do sistema produtivo e a sua sustentabilidade (Kulkarni et al., 2021). Contudo, se há algumas décadas a maioria das empresas competia nos mercados nacionais e contra outras organizações domésticas, atualmente, a competição é global e os desafios acrescidos (Alves et al., 2015). Esta competição acrescida, forçou as organizações a procurarem novas ferramentas e métodos numa tentativa de aumentar a sua eficiência de forma a reduzir custos (OECD, 2007). Em adição, a globalização de mercados mudou o mapa do emprego, mas não o seu nível, ou seja, existem quebras de emprego em algumas áreas que são compensadas por outras. Um dos setores mais expostos é a indústria que atua em mercados internacionais e que não foi capaz de se adaptar às exigências destes, nomeadamente, no que concerne à requalificação de mão-de-obra não especializada (OECD, 2007). Neste contexto, sai reforçada a preponderância das ferramentas Lean e, talvez mais importante, o Lean Thinking (Alves et al., 2015; Amaro et al., 2020; Womack & Jones, 1996). Esta filosofia surgiu, primeiramente, nas fábricas de automóveis, em particular na empresa Toyota, no Japão numa fase posterior à II Guerra Mundial, devido à escassez de recursos e à alta competição interna. Estes fatores impulsionaram a Toyota a procurar novas soluções, ideias e metodologias, surgindo, assim, o termo Toyota Production System (Krafcik, 1988; Womack et al. 1990). Este sistema assenta em dois pilares fundamentais, just-in-time (JIT) e jidoka (“autonomação”) e usa ferramentas como o Single Minute Exchange of Dies (SMED), 5S e a produção puxada e conceitos como o respeito pelas pessoas, e a eliminação de desperdícios (Alves et al., 2012; Hines et al., 2004). Tal como referido anteriormente, é imperativo que as organizações se adaptem em prol de uma melhor resposta ao mercado e, tendo em conta a diversidade de produtos e o rápido tempo de resposta que o
2 mercado exige, é necessário que o sistema produtivo de uma empresa seja capaz de corresponder da melhor maneira a este desafio. Neste sentido, é necessário reconfigurar o sistema de produção para enfrentar estas vicissitudes (Alves et al., 2015). Como prova disso, é a necessidade da realização deste projeto na empresa Frezite Metal Tooling (FMT), empresa de ferramentas de corte para ligas metálicas, que se viu perante uma parte do sistema de produção, no caso particular, uma célula de montagem final, com desperdícios, não-conformidades e necessidade de adaptação a um aumento da taxa de produção. Durante o ano de 2022 o Grupo Frezite foi adquirido na íntegra pelo grupo sueco Sandvik, passando a Frezite a integrar o grupo como uma Unidade de Negócio ( Strategic Business Unit ) da Walter, uma divisão da Sandvik Machining Solutions . Este negócio trará novos mercados e possibilidades à Frezite, e em particular à FMT que espera aumentar significativamente a sua produção a curto e médio prazo. Assim, é determinante que a FMT tenha a capacidade de satisfazer a procura da maneira mais eficaz possível, e para o alcançar deve aumentar a sua eficiência com vista a tirar o máximo de partido de cada recurso, quer sejam humanos, ou materiais. Face às previsões de crescimento de produção, tornou-se evidente para a FMT que esta célula, tal como estava, ou seja, com os equipamentos, métodos e organização que dispunha, não era capaz de acompanhar este crescimento. Além disso, era também desejo dos responsáveis, modernizar e equipar a célula com equipamentos, máquinas e/ou bancadas de trabalho, que facilitassem a função dos operadores não só numa perspetiva de acompanhamento da produção, mas também humana e de segurança no trabalho. 1.2 Objetivos O objetivo deste projeto foi o de reconfigurar uma célula de montagem numa empresa de ferramentas de corte para metal de acordo com os princípios Lean Thinking para que consiga montar ferramentas no valor de 55.000€ por dia. Para tal, estabeleceram-se as seguintes etapas: • estudar e entender o processo produtivo e, em particular, as operações finais de montagem; • apresentar e avaliar várias ações de melhoria do sistema tendo em conta os requisitos exigidos e eventuais restrições, físicas, ergonómicas e económicas; • implementar o plano de ações; • elaborar várias medidas que permitam manter o processo estável;
3 • formar colaboradores para que estes tenham uma rápida adaptação aos novos equipamentos e métodos de trabalho. Assim, espera-se: • aumento da flexibilidade do sistema; • redução do número de não-conformidades; • redução do lead time; • redução do impacto ambiental; • simplificação do fluxo de materiais e pessoas; • redução da área da célula; • melhoria das condições de segurança e ergonómicas; • aumento da produtividade; • redução de custos. 1.3 Metodologia de investigação Atendendo ao facto que este projeto foi conduzido no seio de um contexto industrial, contactando com problemas e restrições reais, considerou-se que a metodologia de investigação “Investigação-Ação” (IA), em inglês: Action-Research (AR), seria a mais adequada. Esta metodologia foi proposta pelo psicólogo Kurt Lewis nos anos 30 do século passado, e o seu objetivo era o de melhorar a organização de comunidades e grupos civis (Somekh & Zeichner, 2009). Até à data, a investigação era conduzida com base em questionários e em métodos puramente estatísticos. Este novo método apresentado por Lewis consiste num processo iterativo de averiguação dos factos, planeamento da ação e avaliação de resultados. De referir que, neste método, o investigador despende bastante tempo na definição e refinação do método de investigação, a coletar, analisar e apresentar dados de forma estruturada e sólida. Este processo é repetido, naturalmente, a cada iteração da investigação (O’Brien, 1998). Adicionalmente, num programa de investigação que se rege pela Investigação-Ação, não é possível prever a priori a natureza exata da investigação a ser desenvolvida. Esta nuance advém do facto de que apesar de se planear determinado caminho ou plano de ação, o investigador não deve apresentar uma postura rígida face ao mesmo, na medida em que este deve ser flexível às condições vigentes e não deve ser inexorável face ao planeamento inicial sob pena de deixar escapar questões/tópicos relevantes à investigação (Somekh & Zeichner, 2009).
4 Deste modo, este ciclo iterativo (Figura 1) é descrito por (O’Brien, 1998) como tendo os seguintes cinco passos: • Diagnóstico: identificação do problema e recolha preliminar de dados já existentes; • Planeamento: planeamento de várias ações a seguir que podem ser independentes entre si; • Ação: implementação completa das ações planeadas; • Avaliação: interpretação e avaliação dos dados produzidos pelas ações; • Especificação da Aprendizagem: reavaliação do problema, identificação dos problemas já resolvidos e recomeço de novo ciclo. Figura 1 – Ciclo da Metodologia Investigação-Ação. (Susman & Evered, 1978) Assim, este foi o ciclo seguido durante o projeto, sendo que, inicialmente, foi fulcral recolher todo o tipo de dados já existentes, bem como investigar e coletar outros tais como, fluxo de materiais e pessoas, tarefas executadas neste centro de trabalho, tempos de operação por família de produtos, nãoconformidades imputadas à célula de montagem, entre outros. No total, este ciclo demorou cerca de 4 meses: de março a junho de 2023. Durante esta fase foram utilizadas ferramentas, como por exemplo, diagrama de spaghetti , o diagrama de análise de processo e a identificação de desperdícios. Foram, ainda, utilizados conceitos do Estudo de Tempos e Métodos para calcular tempos padrão de operação. Posteriormente, na segunda fase, foi desenvolvido um plano de ações com datas de entrega e responsáveis que visasse atacar os principais desperdícios identificados na fase de diagnóstico. Como base para a síntese das ações a executar utilizou-se a ferramenta 5W2H.
5 Na terceira fase procedeu-se à implementação das ações cujo custo-benefício fosse vantajoso, tal como a reorganização do layout recorrendo ao método CORELAP, a formação de famílias de produtos, a aplicação de 5S, gestão visual e standard work . Seguidamente, após implementação verificou-se se, de facto, as ações executadas surtiram o efeito desejado e se seriam necessários ajustes. Finalmente, sintetizou-se o conhecimento produzido nesta dissertação, sinalizando-se os ganhos obtidos e lições aprendidas. Também foram discutidas ideias para trabalho futuro. 1.4 Estrutura da dissertação A presente dissertação encontra-se dividida em sete capítulos. O primeiro capítulo é a presente introdução onde é apresentado o enquadramento desta dissertação bem como são definidos os objetivos para o projeto. De seguida, são tecidas considerações sobre a metodologia adotada ao longo do desenvolvimento deste projeto: Investigação-Ação. No segundo capítulo, foi elaborada uma revisão bibliográfica que pretendeu averiguar o atual estado da arte relativamente a tópicos como a origem do Toyota Production System, algumas ferramentas Lean e os princípios Lean Thinking . Ainda foram tecidas considerações sobre os tipos de sistemas de produção, como projetar e reconfigurar sistemas de produção e, especificamente, como abordar e que ferramentas utilizar aquando da reconfiguração de um layout de um sistema produtivo. Com a escrita do terceiro capítulo, o objetivo foi o de apresentar a empresa onde este projeto foi desenvolvido e enquadrá-la no mercado global das ferramentas de corte. Procurou-se, também, apresentar as matérias-primas, os principais produtos e componentes e o seu sistema de fabrico de forma global. O quarto capítulo focou-se especificamente no centro de trabalho alvo do projeto, sendo que são descritos os vários processos de fabrico, bem como os materiais, máquinas e equipamentos utilizados. Esta descrição é essencial para que se possa entender o funcionamento e processo da célula, fazendo um diagnóstico destes. Por fim, foram tecidas considerações sobre os problemas e falhas do centro, fazendo uso de dados históricos, da recolha de novos dados, ou da observação direta no gemba . Após este diagnóstico, no quinto capítulo, foram apresentadas várias propostas de melhoria que pretendiam corrigir os aspetos negativos levantados no capítulo anterior. Para tal, foi seguida a metodologia do projeto e reconfiguração detalhado de células apresentado por Alves (2007).
6 No sexto capítulo foi realizada uma análise ao impacto real das propostas de melhoria apresentadas e, por fim, no capítulo sete são redigidas as conclusões finais sobre o projeto desenvolvido, comparados os resultados alcançados com os objetivos propostos inicialmente e tecidas considerações sobre trabalho futuro.
7 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Numa fase inicial a qualquer projeto de investigação, importa averiguar o estado da atual da arte no que aos conceitos abordados concerne. Assim, importa apurar todo o conhecimento já sistematizado relativo ao Lean Production System . Dentro deste, é referida a filosofia inerente: o Lean Thinking e os cincos princípios em que se baseia. Também são apresentados os desperdícios que se podem encontrar num sistema de produção e quais as suas características. Ademais, são abordadas técnicas específicas como os 5S, Standard Work e gestão visual . De seguida, são apresentados os tipos de sistemas de produção classificados relativamente ao tipo de implantação e, de uma forma mais detalhada, o estudo do projeto do layout de um sistema de produção . 2.1 Lean Production System Esta secção trata o aparecimento do Toyota Production System , abordando o contexto socioeconómico em que surgiu e aos seus principais impulsionadores. Adicionalmente, é explicada a origem do termo Lean Production e explanados os princípios Lean Thinking . Por fim, são abordados os sete desperdícios e as ferramentas Lean utilizadas neste projeto. 2.1.1 Toyota Production System O Sistema de Produção da Toyota, em inglês Toyota Production System (TPS), surgiu nas fábricas de automóveis da Toyota no Japão numa fase posterior à II Guerra Mundial, devido à escassez de recursos e à alta competição interna e teve como seus principais impulsionadores Eiji Toyoda, Taiichi Ohno e Shigeo Shingo (Ohno, 1988). Adicionalmente, o mercado em que a Toyota estava inserida exigia uma elevada variedade de produtos comparado com outras construtoras, forçando a marca a incrementar e a focar-se na flexibilidade do seu sistema de produção (Liker, 2004). Este sistema destacou-se de outras grandes marcas de automóveis da época como a General Motors (GM) e a Ford, visto que estas se baseavam na produção em larga escala para produzir o máximo de exemplares possível ao menor preço possível (Holweg, 2007; Liker, 2004). O TPS começou a ganhar reputação e a ser considerado como um modelo a seguir nos anos 80 quando os automóveis produzidos pela Toyota se revelaram superiores aos exemplares americanos em indicadores como fiabilidade e vida útil, tudo isto enquanto apresentavam no mercado um preço capaz de competir com as maiores marcas americanas (Liker, 2004).
14 de não retornar os utensílios á sua posição inicial e a de negligenciar a sua limpeza e integridade (Monden, 1994). De forma a combater esta adversidade, deve-se aplicar a técnica 5S. Esta técnica consiste na organização geral que visa dotar qualquer posto de trabalho de somente as ferramentas que são necessárias e num estado de integridade e limpeza adequado, estado este que se deve manter e resistir ao avanço do tempo. Desta forma, segundo Liker (2004) e Monden (1993) as cinco palavras japonesas podem ser descritas como: • Triar ( seiri ): a primeira fase da aplicação dos 5S consiste na triagem dos itens necessários e dos que são dispensáveis. Uma abordagem utilizada frequentemente é a de colocar etiquetas vermelhas nos itens que não são utilizados. Mais tarde, estes itens são colocados numa zona ad hoc fora do posto de trabalho. Após um período de tempo definido a priori, caso se verifique que estes utensílios não foram utilizados pelos operadores do posto de trabalho em causa, o material deve ser enviado para o lixo ou então alocado a outros postos de trabalho. • Arrumar ( seiton ): concluída a primeira fase e restando apenas no posto de trabalho os materiais necessários, estes têm de ser devidamente identificados. Além da identificação, é, também, uma boa-prática colocar os materiais de uma forma visualmente apelativa em que seja fácil de denotar qualquer falta de material. Por exemplo, podem ser usadas caixas, suportes, imagens ou então cavidades com o formato do material de modo que apenas o material em causa encaixe. • Limpar ( seiso) : uma limpeza simples e frequente, como por exemplo, no final de cada turno de trabalho, pode ter efeitos notáveis. Esta rotina tem o condão de detetar anomalias quer em materiais quer em máquinas e previne, certamente, o aparecimento de pequenas avarias. • Padronizar ( shitsuke ): a implementação das três primeiras fases inicias desta técnica não terá o efeito desejado a médio e longo prazo se não se criarem regras e se atribuírem responsabilidades aos colaboradores que permitem monitorizar a aplicação desta técnica. Nesta fase, devem-se envolver quer operadores, quer chefias diretas para a criação de, por exemplo, normas visuais, códigos de cores ou listas de verificação. • Disciplinar ( seiketsu ): a criação de rotinas é essencial para a manutenção de qualquer estado. Desta forma, é necessário incutir o hábito de cumprir os passos supracitados através da comunicação com as equipas do chão-de-fábrica e a realização de auditorias que permitam
15 quantificar através de questões e parâmetros objetivos o cumprimento das regras previamente estabelecidas. A aplicação na íntegra desta ferramenta Lean permite não só criar um espaço de trabalho mais agradável para os operadores, mas também obter ganhos produtivos significativos. A título de exemplo, este ganho advém do tempo que já não é despendido na procura de materiais ou na busca de utensílios por outras zonas que não o próprio posto de trabalho. Adicionalmente, os 5S são uma ferramenta intrinsecamente relacionada com a Gestão visual descrita na secção seguinte, pois é facilmente detetável qualquer discrepância entre o que está definido como norma e o estado atual (Liker, 2004; Muotka et al., 2023) Esta ferramenta, além de poder ser um objetivo per si , assume-se, também, como um suporte para o fluxo constante de produtos ou serviços de modo a atingir a perfeição. Assim, mais do que uma série de atividades interligadas, a ferramenta 5S implica uma mudança de atitude cujo objetivo é atingir um estado de minimalismo e arrumação (Liker, 2004). 2.1.4.2 Gestão Visual O aumento da complexidade das operações de uma empresa obriga à criação de mecanismos simples que permitam a identificação de padrões, ferramentas ou outros de maneira acessível e simples (Parry & Turner, 2006). Uma dessas maneiras é a gestão visual que, segundo este autor, são ferramentas auxiliares de comunicação que ajudam ao decorrer normal das operações, sejam estas de escritórios ou de chão-de-fábrica. Tezel et al. (2016) afirma, ainda, que a gestão visual não é mais que a utilização de vários dispositivos de fácil compreensão, mas que têm a capacidade de transmitir informação de uma forma direta, simples e, essencialmente, de forma apelativa e cativadora. Segundo Imai (2012) a gestão visual está intrinsecamente ligada à ferramenta 5S, descrita na secção anterior, na medida em que os problemas têm de ser facilmente identificados por qualquer colaborador, permitindo a posteriori a correção dos mesmos e implementação de ações preventivas. As vantagens da aplicação de instrumentos de gestão visual são imensas, como descreveu Wilson (2010) afirmando que a implementação desta técnica tem benefícios no que respeita ao aumento da produtividade de uma organização, na medida em que os dados ou instruções são apresentadas no instante correto ao operador correto, quer seja por quadros, etiquetas, marcas no chão ou códigos de cores. No caso de algo falhar, o operador é capaz de visualmente identificar a anomalia e reportá-la. Tal como a técnica 5S, o envolvimento de todas as pessoas dentro da organização, desde a administração até ao chão-de-fábrica é essencial para o sucesso desta técnica, na medida em que quanto mais
16 enraizado estes conceitos estiveram na cultura organizacional, mais apoio haverá da direção e mais recetividade à introdução destes mecanismos haverá por parte dos operadores do chão-de-fábrica (Muotka et al., 2023). 2.1.4.3 Standard Work O Standard Work é uma ferramenta do TPS que consiste na descrição e formalização de procedimentos operativos de modo que estes sejam executados de uma e uma só maneira, ou seja, de modo standard , para que se obtenha um tempo constante de produção (Ohno, 1988).O objetivo principal desta ferramenta é o de eliminar variação e inconsistências na execução de tarefas independentemente do operador que a executa. Tal como referido na secção 2.1.1, a standardização de processos é uma ferramenta fundamental na Casa do TPS, pois segundo Ohno (1988), “não pode haver melhoria onde não existe standard”, ou seja, a padronização do trabalho é essencial visto que é a base para que se possa a partir daí melhorar qualquer processo. A ferramenta standard work é composta por três componentes (Liker, 2004; Monden, 1994): • Takt-Time : é a cadência a que o cliente exige determinado produto, ou seja, é o ritmo da procura; • Standard Work Sequence : é um documento que dita a ordem pela qual as tarefas devem ser executadas de modo que o takt-time seja cumprido. • Standard WIP : estipula o nível mínimo de inventário intermédio para que seja mantido um ritmo contínuo de produção. Adicionalmente, com vista à implementação desta ferramenta utilizam-se os seguintes documentos (Liker & Meier, 2007; Monden, 1994): • Standardized work chart : permite mapear e indicar a localização dos materiais e máquinas em relação ao layout do centro de trabalho. Adicionalmente este documento deve indicar o takt-time do posto de trabalho, a sequência de tarefas e a quantidade necessária de WIP para que seja possível manter a fluidez do processo. A partir deste documento, também é possível identificar desperdícios e tarefas repetitivas (Figura 3).
17 Figura 3 - Standardized Work Chart. • Standard work combination table: esta folha ilustra a relação entre o tempo de operação manual, tempo de movimentação e tempo de processamento da máquina para cada ciclo de trabalho e para cada operador. Adicionalmente é representado o takt-time de modo a balancear e reorganizar, se necessário, o tempo de operações manuais de cada operador (Figura 4). • Process capacity sheet : é usada para analisar a capacidade de produção de cada equipamento, denotando tempos de setup e permite identificar o bottleneck do sistema (Figura 5). Figura 4 - Standardized Work Combination Table. Figura 5 - Process Capacity Sheet.
18 As vantagens da aplicação deste conceito são inúmeras. Esta ferramenta permite a redução da variabilidade entre operadores e para o mesmo operador, redução de custos na medida em que permite detetar e, consequentemente, mitigar o tempo despendido na execução de tarefas que não acrescentam valor ao produto e melhoria da qualidade final do produto, isto é, estando o processo padronizado e estável é mais fácil garantir que o produto final é produzido sem defeitos e que foram executadas as tarefas que, de facto, acrescentam valor ao mesmo (Euclides A., 2009; Imai, 2012; Liker & Meier, 2007). Por outras palavras, a eficiência, qualidade e segurança dos processos saem reforçadas (Arezes et al., 2015). 2.1.4.4 Mecanismos Poka-Yoke Todas as operações que essencialmente envolvem uma tarefa manual ou dependente do operador são suscetíveis a erros e falhas. Assim, torna-se evidente a importância do desenvolvimento de mecanismos que previnam a produção de artigos defeituosos ou advirtam para o caso de existir um artigo que não cumpre os requisitos (Shingo, 1989). Deste modo, surge os mecanismos pokayoke, termo que significa “prevenção de erro indesejado” em japonês, que consiste num método usado sobretudo para a prevenção de erros através do controlo mecânico ou físico a 100%, com vista a assegurar a qualidade dos produtos e evitar produtos defeituosos e/ou retrabalho (Shingo, 1989). De acordo com (Shingo, 1989) é possível classificar estes mecanismos de duas formas distintas: 1. Mecanismos de controlo: que consistem em sistemas que no caso de ser detetado um erro automaticamente páram a máquina, até que esse erro seja corrigido e o processo volte ao seu estado natural de produção; 2. Mecanismos de advertência: estes sistemas não páram automaticamente a linha de produção ou a máquina em causa, mas apenas avisam o operador através de um sinal sonoro ou visual que foi produzido uma peça defeituosa. A diferença essencial entre estes dois tipos de mecanismos está relacionada com o papel do operador. Enquanto nos mecanismos de controlo o operador é forçado a corrigir o erro antes de o processo ser retomado, nos mecanismos de advertência, caso o operador não preste atenção, ou seja, negligente, existe o risco de ser retomada a produção sem que determinado defeito tenha sido devidamente resolvido.
19 Segundo Shingo (1989) a aplicação de um ou de outro mecanismo é influenciada pela frequência em que ocorrem os defeitos e pela possibilidade ou não de este poderem ser resolvido rapidamente pelo operador. De acordo com Hollnagel (2016), os mecanismos anti-erro podem ser agrupados em três classes: 1. Físicos: impedindo o livre fluxo de energia, informação ou matéria, por exemplo uma barreira ou parede; 2. Funcionais: caso estes sejam ativados mediante um acontecimento, por exemplo a digitação de uma palavra-passe; 3. Simbólicos: caso seja necessário a atenção e análise por parte do operador: sinais visuais ou de alerta. 2.2 Sistemas de produção Um sistema de produção é um conjunto de elementos interligados entre si que visa a produção de produtos, incluindo bens tangíveis e serviços intangíveis, a partir de recursos e através de um processo de produção, criando assim utilidade através do aumento do valor acrescentado (Hitomi, 1996). Segundo Alves (2007) existem dois tipos genéricos de sistemas produtivos: sistemas orientados à função (SPOF) e orientados ao produto (SPOP). 2.2.1 Tipos de sistemas de produção Um sistema orientado à função (SPOF) está organizado em áreas funcionais e cada área é composta por uma série de máquinas similares. Este tipo de sistemas, é extremamente flexível, sendo possível a manufaturação de uma grande variedade de produtos, visto que não implica mudanças de layout quando é iniciada a produção de um novo produto (Carmo-Silva et al., 2006). Adicionalmente estes sistemas são caracterizados por produzirem lotes pequenos ou mesmo unitários tendo em conta a elevada especificidade de cada produto. Devido à variabilidade entre produtos, é frequente que existam retrocessos de materiais, ou seja, um produto pode passar mais do que uma vez na mesma área funcional para realização de operações diferentes mesmo que isso implique um “recuo” no processo produtivo. Isto advém do facto que, nem para todos os produtos, o arranjo espacial do chão-de-fábrica corresponde à sequência operatória de determinado produto, podendo criar alguma entropia no fluxo de materiais e pessoas. De toda a forma, aquando do estudo de implantações, o layout selecionado deve minimizar ao máximo o número de
20 retrocesso necessários, devendo-se ter em conta a sequência operatória mais frequente dentro da gama de produtos (Alves, 2007). Contudo, estas configurações acarretam desvantagens significativas no que a desperdícios concerne, nomeadamente, as excessivas movimentações de materiais e de pessoas, visto que a realização de pelo menos dois processos distintos implica a movimentação quer do operador, quer de materiais entre duas áreas funcionais (Alves et al., 2015). Adicionalmente, este tipo de implantações é caracterizado por altos níveis de Work-In-Process (WIP), prazos de entrega elevados e baixos níveis de utilização de máquinas, pessoas e outros equipamentos (Alves, 2007). Em suma, os Sistemas de Produção Orientados à Função devem ser aplicados em indústrias com elevada variedade de produtos e de sequências operatórias que partilhem as mesmas unidades funcionais. Na Figura 6 encontra-se ilustrada a organização genérica de um SPOF. Figura 6 - Organização genérica de um SPOF. (Alves, 2007) Um sistema orientado ao produto (SPOP), segundo Alves (2007) é um sistema de produção composto por uma série de recursos de produção integrados que estão envolvidos na manufatura de um produto ou uma família de produtos semelhantes. Estes sistemas caracterizam-se por terem elevadas taxas de produção, baixa flexibilidade no que à produção de novos produtos respeita, podendo não conseguir acompanhar a evolução e diversificação do mercado. Contudo, estes sistemas apresentam desperdícios muito reduzidos e são úteis para a produção em massa de artigos iguais ou com várias características em comum, existindo pouco ou nenhum espaço para personalização (Alves et al., 2015). Finalmente, as células de produção são sistemas híbridos que incorporam as vantagens das linhas de produção, por exemplo, maior produtividade e a flexibilidade das oficinas de produção (Baker, 1974). A ideia basilar destes sistemas é o agrupamento de máquinas e pessoas de acordo com as famílias de
21 produtos existentes, potenciando a flexibilidade do sistema e reduzindo desperdícios como as movimentações (Alves et al., 2015). Existem vários tipos de células que podem ser categorizadas consoante o fluxo de materiais entre os vários postos de trabalho. Caso todos os produtos passem por todos os postos sem nunca haver retrocesso, estamos perante uma pure flow shop (Baker, 1974). Se existirem produtos que não necessitem de visitar todos os postos, mas que nunca precisem de revisitar um posto pelo qual já passaram, considera-se a célula como uma linha com fluxo de transposição. Por fim se existir retrocesso, isto é, existirem produtos cuja sequência operatória implicar o retorno a um posto de trabalho já visitado, estamos perante uma célula de fluxo inverso (A. Alves, 2007). 2.2.2 Projeto e reconfiguração detalhada de células Tal como exposto anteriormente, as células são um exemplo de sistemas de produção orientados ao produto que permitem dotar o sistema de certa flexibilidade mantendo níveis de produtividade e eficácia altos (Alves et al., 2015). Deste modo, frequentemente é possível e vantajoso transformar quer sistemas orientados ao produto, quer orientados à função em células de produção, com vista à redução de desperdícios e aumento da performance do sistema (Alves et al., 2015). No TPS as células são o sistema de produção preferencial (Monden, 1994). Concretizando, segundo Alves (2007) as células de produção destacam-se pelas seguintes características: • Baixa variedade de produtos; • Elevada taxa de produção; • Possibilidade de reconfiguração do sistema, • Baixo tempo de produção; • Sequência operatória bem definida e uniforme; • Elevada qualidade dos produtos; • Elevada taxa de ocupação dos operadores; • Baixos tempos de setup . Visto que as metodologias publicadas até então não abordavam o patamar estratégico e não estavam inteiramente focadas para o projeto de SPOP, Alves (2007) propôs uma metodologia para o projeto e/ou reconfiguração de SPOP, sejam linhas ou células de produção. Esta abordagem considera os aspetos estratégicos, táticos e operacionais, sendo composta por três fases principais: Projeto Genérico, Projeto Conceptual e Projeto Detalhado. A Figura 7 ilustra a sequência e as relações entre as três fases
22 mencionadas sendo que apenas será abordado com detalhe o Projeto Detalhado, visto que será esta a fase implementada neste projeto. Figura 7 - Relação entre projeto genérico, concetual e detalhado (A. Alves, 2007) . No Projeto Detalhado, cujas atividades estão presentes na Figura 8, irá refinar-se e detalhar as configurações e necessidades obtidas nas duas fases anteriores. Assim, esta etapa final é composta por cinco atividades: A31, A32, A33, A34 e A35. Figura 8 - Projeto detalhado de SPOP (A. Alves, 2007).
23 O primeiro passo, A31, consiste na seleção do produto e/ou formação de famílias de produtos. Para a constituição das famílias de produtos deve-se ter em consideração características do produto como a configuração geométrica, matéria-prima ou peso e o aspeto operacional, ou seja, a sequência produtiva ou equipamentos utilizados (Alves, 2007). Para tal, é possível usar procedimentos descritivos, análises de clusters e programação matemática, entre outros. Seguidamente, na atividade A32, procede-se à instanciação de células conceituais onde se visa definir o número final de máquinas e equipamentos necessários, considerando o fluxo de materiais previsto e a capacidade para a célula. Para tal, é necessário conhecer os tempos de operação de cada tarefa para cada família de produtos, capacidade das máquinas, turnos disponíveis e a disponibilidade das máquinas. Adicionalmente, importa definir o número de operadores necessários de modo a satisfazer a procura do mercado e balancear a célula – A33. Por outras palavras, a célula pode funcionar com um balanceamento multi-modelo em que se produzem sequencialmente lotes ou unidades iguais de cada produto, ou pode ser definido um balanceamento misturado em que são produzidos produtos com ligeiras diferenças na mesma célula (Alves, 2007). Posteriormente, importa organizar e controlar o funcionamento interno de cada célula – atividade A34. Assim, deve ser definido, primeiramente, o layout interno da célula que deverá ter em consideração os seguintes parâmetros: distância percorrida pelos operadores, fluidez do fluxo de materiais e de pessoas, qualidade do produto e taxa de produção requerida (Alves, 2007). Alguns métodos para estudo de implantações são descritos na secção 2.3. Em segundo lugar, urge selecionar o modo operatório que consiste na organização e alocação de postos de trabalho ou tarefas a cada operador consoante o tipo de produto em causa, as competências e habilitações de cada operador. Os modos operatórios mais empregues são (A. C. Alves, 2018): • Toyota Sewing System (TSS): é um modo operatório flexível aplicado a célula que tipicamente tem 10 a 15 máquinas operadas por três a cinco operadores. Os operadores têm de ser polivalentes e os produtos intermédios são passados em mãos de um operador para o outro. Podem existir, ainda, tarefas partilhadas, ou seja, dois operadores têm a possibilidade de realizar a mesma tarefa, mediante a disponibilidade de cada um. A grande vantagem deste modo prendese com a promoção da cooperação, comunicação e auto-organização dos operadores da célula. • Working balance: método mais tradicional que consiste em alocar de modo equilibrado as tarefas a cada operador. Esta alocação é fixa, invariável e prevê que cada operador tenha uma carga
30 3 APRESENTAÇÃO DA EMPRESA Neste capítulo é apresentada a empresa onde foi realizado o presente projeto, sendo descrita a sua história e evolução, principais matérias-primas, a sua estrutura organizacional e o seu sistema produtivo. 3.1 Grupo FREZITE A FREZITE – Ferramentas de Corte S.A. é uma empresa portuguesa de ferramentas de corte fundada em 1978 no concelho da Trofa. A sua área de negócio é, essencialmente, a comercialização de ferramentas de alta precisão para a maquinação de vários materiais, tais como madeira e ligas metálicas. Em crescimento desde a sua fundação, a FREZITE tem apostado na inovação e no engenho para conseguir satisfazer os pedidos dos seus clientes que se demarcam por serem personalizados e altamente exigentes. Atualmente, a marca FREZITE já é comercializada em mais de 50 países do mundo. O Grupo FREZITE divide-se em quatro subunidades de negócio, representadas na Figura 10. Figura 10 - Divisões do Grupo Frezite. 3.2 Frezite Metal Tooling (FMT) Este projeto foi desenvolvido especificamente na subunidade de fabrico de ferramentas de corte para maquinação de materiais metálicos - Frezite Metal Tooling (FMT). Esta unidade foi criada em 2005 com o foco na comercialização de produtos para a indústria aeronáutica e automóvel. 3.2.1 História da FMT Desde o início do século, apesar da crise financeira de 2008, registou-se um crescimento da indústria automóvel que exigiam ao mercado ferramentas de corte cada vez mais precisas e fiáveis (Mohr et al., 2013). Somando este facto à vasta experiência que a Frezite já tinha na produção destas peças, nasce a FMT em 2005. Desde o início que a FMT tem expandido a sua marca quer pela aquisição de empresas no estrangeiro, quer pela comercialização das suas ferramentas em mercados internacionais, quer pela inauguração de fábricas em países como o México, Brasil e República Checa. Atualmente, as instalações da FMT na Trofa têm cerca de 2000 m2 (área produtiva) e conta com cerca de 100 colaboradores.
31 3.2.2 Matérias-primas, famílias de produtos e componentes das ferramentas Para o fabrico do corpo das suas ferramentas a FMT recorre a dois tipos genéricos de matérias-primas: o metal duro ou o aço. O metal duro é um nome empregue quando se pretende referir a carboneto de tungsténio. Às ferramentas podem ser soldados cortantes de PCD (diamante policristalino) ou de outros materiais, tal como metal duro. Também é possível que os cortantes sejam acoplados ao corpo da ferramenta não por meio de solda, mas por aparafusamento mecânico. Apesar da FMT comercializar ferramentas standard , o seu principal negócio é o de produzir ferramentas especiais, isto é, ferramentas desenhadas especificamente para realizar dada operação para um dado cliente. Tendo em conta este facto, é frequente a produção de lotes unitários ou de reduzida dimensão (2 a 4 unidades). De toda a forma, é possível agrupar o leque de produção em quatro grandes famílias: • E922: ferramentas de metal duro integral; • E993: ferramentas de metal duro com cortante de PCD; • E991: ferramentas de aço com cortante de PCD; • E931: ferramentas de aperto mecânico. A Tabela 3 resume e explicita as famílias de produtos supracitadas. Tabela 3 - Descrição das principais famílias de produtos. Família Descrição Foto E922 Ferramentas compostas integralmente por metal duro, partindo-se de uma barra sólida deste metal e não sendo utilizada qualquer outra matéria-prima para a fabrico do produto final. E993 Ferramentas com corpo de metal duro onde são soldados cortantes de PCD. E991 Ferramentas cujo corpo é composto por aço onde são soldados cortantes de PCD. E931 Ferramentas caracterizadas por terem um corpo de aço e por conterem “pockets” onde são, posteriormente, aparafusados os cortantes. Estas ferramentas são comummente designadas por ferramentas de “aperto mecânico”.
32 Apesar do sistema produtivo da FMT consistir essencialmente no uso de algumas matérias-primas principais, tal como as supracitadas, podem ser montados nas ferramentas alguns componentes. Esta montagem ocorre maioritariamente na célula de montagem, sendo, portanto, pertinente a referência a estes materiais. Além disso, serão evidenciadas, também, algumas características técnicas ou componentes relevantes para a presente dissertação na Tabela 4. Tabela 4 - Descrição de materiais e componentes das ferramentas. Nome Descrição Foto Cone O cone é o componente que faz a conexão entre a ferramenta de corte em si e o sistema de aperto da máquina onde será utilizada essa ferramenta. A ferramenta pode estar “integrada” no cone, sendo tudo uma peça única. Encabadouro O encabadouro é a parte da ferramenta que encaixa no cone e que não tem qualquer aresta de corte, possuindo uma forma cilíndrica e com baixa rugosidade. Shrink Shrinking é o processo que permite acoplar uma ferramenta de encabadouro a um cone através do aquecimento deste último. O cone aquece, expande, a ferramenta é introduzida, e o arrefecimento do cone fixa a ferramenta. Aperto modular O aperto modular permite acoplar um cone a uma ferramenta através de um sistema de parafusos. Este sistema permite ao cliente afinações mais precisas. Furo de lubrificação O furo de lubrificação, tal como o nome indica, é um furo por onde passa lubrificante durante o processo de corte. Patim O patim é um elemento que atua como guia da ferramenta. Normalmente é utilizado em mandris para garantir alta precisão do furo a ser maquinado. Não tem poder de corte. Parafusos (PF) Peça cilíndrica com friso roscado em hélice Pernos (PR) Assemelha-se a um parafuso, com a diferença que não possuí “cabeça”, ou seja, pode ser totalmente introduzido no furo. Lâminas, Pastilhas, Buris Tipos de cortantes que são aparafusados às ferramentas, podem ser feitos de diversos materiais.
33 Tendo em conta que a presente dissertação se focou na célula de montagem e é neste posto de trabalho que se realizar a tarefa de embalamento, torna-se importante especificar alguns componentes e materiais usado neste processo (Tabela 5). Tabela 5 - Descrição do material de embalamento. Nome Descrição Foto Tool holder O tool holder é um componente de plástico que tem como função suportar a ferramenta pelo seu cone. Coloca-se dentro da embalagem para que a ferramenta fique imóvel. Carapuça A carapuça é um componente feito de material emborrachado cuja função é proteger os cortantes da ferramenta de eventuais colisões. Esponja branca A esponja branca tem a forma de um disco de vários diâmetros e colocada quer na base da embalagem, quer no topo para evitar o contacto direto da ferramenta com o plástico da embalagem, protegendo, assim, quer os cortantes quer o cone da ferramenta. Esponja preta A esponja preta é cortada à medida da embalagem e pode ser utilizada para revestir caixas de madeira, cartão e plástico quando necessário. 3.2.3 Descrição do sistema de produção A Frezite Metal Tooling está organizada numa implantação por função, isto é, as suas máquinas e equipamentos estão organizadas pelo tipo de operações que realizam e pela similaridade entre as mesmas. Assim, além de algumas áreas de apoio à produção, o sistema de produção encontra-se dividido em 13 áreas produtivas:
34 1. Programação 2. Serrote; 3. Retificação; 4. Helicoidais HM ( Hard Metal) ; 5. Helicoidais PCD (Polycrystalline Diamond); 6. Afiamentos; 7. Soldadura; 8. Maquinagem; 9. CTDT (Centro Diamante); 10. RTDT (Retificação Diamante); 11. Montagem; 12. Inspeção Final. 13. Áreas de Apoio A Figura 11 ilustra o layout atual da FMT. Figura 11 - Layout atual da FMT.
35 3.2.3.1 Programação Na secção da Programação, a partir dos desenhos 2D são criados programa de CNC para posterior upload nas máquinas para maquinagem das peças (fresadoras, tornos e perfiladoras). Adicionalmente, é realizado o programa para o afiamento dos cortantes de PCD. 3.2.3.2 Serrote Na secção “Serrote” o operador recebe uma caixa com a Ordem de Fabrico e com a matéria-prima associada a essa ordem. A tarefa essencial deste posto de trabalho consiste no corte de barras integrais de aço ou metal duro para obter barras com a dimensão requerida. Para tal o operador consulta as dimensões da peça final na OF, introduz a matéria-prima na máquina adequada e procede aos ajustes e afinações necessárias. O processo de corte em si é totalmente automático pelo que assim que este se inicia o operador executa a OF seguinte. De notar que o operador programa a máquina de forma que a peça, após o corte, apresente alguns milímetros em excesso relativamente ao seu comprimento final almejado. 3.2.3.3 Retificação Após o corte das barras, caso estas sejam de metal duro, seguem para a secção “Retificação”. Aqui o seu comprimento e diâmetro é ajustado para a dimensão final, pode, ainda, ocorrer a maquinação da superfície da peça. 3.2.3.4 Helicoidais HM ( Hard Metal) Na secção “Helicoidais HM” são recebidas as barras de metal duro provenientes da secção de Retificação, sendo o objetivo deste centro de trabalho dotar a peça da sua estrutura helicoidal e do topo, havendo ainda, a realização de steps , frisos, guias. Após maquinação da peça, esta é inspecionada e é produzido um relatório sobre as várias cotas. 3.2.3.5 Helicoidais PCD (polycrystalline diamond) A secção “Helicoidais PCD” é semelhante à anterior, tendo o mesmo objetivo. A diferença consiste na família da peça final a obter. Por esta secção passam as ferramentas onde serão posteriormente soldados os cortantes de PCD - E993. 3.2.3.6 Soldadura A secção “Soldadura” está dividida em três cabines. Na primeira é recebido o PCD ou metal duro em bruto (sob forma de disco) e é definido um programa de corte para que a partir desse disco sejam obtidos
36 os cortantes que serão soldados aos corpos das ferramentas. Numa primeira fase, é estudada a melhor forma de obter o máximo de aproveitamento da matéria-prima (com auxílio de um programa informático) e posteriormente é elaborado o programa de corte para as máquinas. Este processo de corte pode ser realizado quer numa máquina de eletroerosão, quer a laser. Na segunda cabine a peça é limpa e é soldado o cortante ao corpo da peça. Posteriormente, a peça volta a ser limpa e decapada na cabine 2. Se o corpo da peça for de aço e se for necessário, a ferramenta segue para cabine 3 para sofrer um processo de oxidação. 3.2.3.7 Centro de Maquinagem No Centro de Maquinagem são maquinadas todas as peças que são compostas por aço. Esta secção está dividida em 3 unidades: tornos, fresadoras e uma área de preparação. Todas as ferramentas que dão entrada neste centro, primeiramente são torneadas e posteriormente fresadas. Na zona de preparação, são preparadas as ferramentas necessárias para uma Ordem de Fabrico, isto é, para maquinar determinada peça, são necessárias várias ferramentas, logo a função desta unidade é o de averiguar e alcançar as ferramentas requeridas, colocando-as num carrinho junto às maquinas. 3.2.3.8 Centro Diamante (CTDT) Após soldadura do cortante de PCD ao corpo (quando aplicável), é necessário proceder ao afiamento do cortante na secção “CTDT”. Numa primeira fase, a ferramenta é inspecionada e lavada. Posteriormente, tendo em conta a geometria da peça e/ou a disponibilidade das máquinas, a peça é encaminhada ou para as máquinas de afiamento por eletroerosão ou por laser. Após a retirada da peça destas máquinas, é realizada uma inspeção para verificar se a ferramenta está conforme. 3.2.3.9 Retificação Diamante (RTDT) O “RTDT” é o centro de trabalho responsável por realizar algumas tarefas de alta precisão. São realizadas, maioritariamente, operações em PCD, podendo ser realizadas algumas operações em outros materiais, nomeadamente, em metal duro. 3.2.3.10 Montagem A célula de Montagem é o último centro de todas as ferramentas que são produzidas na FMT antes de seguirem para a inspeção final. Neste centro são realizadas operação de limpeza, montagem, equilibragem, gravação, etiquetagem e embalamento. Visto ser esta área estudada na presente dissertação, esta secção é descrita em pormenor na secção 4.
37 3.2.3.11 Inspeção Final A última secção antes da expedição de material para o cliente é a “Inspeção Final”. Apesar de serem realizadas várias inspeções ao longo do processo, é realizada, uma vez mais, um controlo sobre as ferramentas. Inicialmente, os operadores verificam se as checklists que acompanham a OF estão devidamente preenchidas. Depois, com a ajuda de equipamento de medição, verificam minuciosamente cada cota e/ou outras medidas da peça, dando especial importância às cotas que estão numeradas no desenho 2D. Para ferramentas compostas integralmente por metal duro, realiza-se um controlo estatístico, caso as ferramentas integrem PCD realiza-se uma inspeção a 100%. Posteriormente à medição, a ferramenta é colocada de volta na embalagem na qual é colada um selo de qualidade. Por fim, digitaliza-se a OF e são produzidos relatórios para arquivo interno, ou para o cliente se aplicável. 3.2.3.12 Áreas de Apoio Existem ainda áreas de apoio direto ou indireto à produção tais como a Engenharia do Produto, Design , Refurbishments , Departamento Comercial, Departamento de Operações e Logística. O Departamento Comercial é o responsável pelo contacto e venda direta ao cliente, sendo este o departamento que levanta os requisitos que o cliente necessita no que às características das ferramentas concerne. Adicionalmente, o Departamento de Engenharia tem a função de conceber o produto segundo os requisitos de cliente, para tal podem existir várias iterações com o cliente e é comum que este apenas envie a peça final que pretende obter (por exemplo, uma caixa de velocidades) sendo depois função deste departamento projetar todo um kit de ferramentas que permitam alcançar o produto final desejado a partir do matéria-prima em bruto. No Design , são recebidos os desenhos 2D preliminares das peças a produzir provenientes do Departamento de Engenharia. Aqui estes esboços iniciais são analisados e complementados com informações adicionais tais como o tipo de material, velocidade de maquinagem, cotas, ângulos, entre outros. A partir deste desenho em 2D são produzidos desenhos em 3D (caso necessário). Este departamento é ainda responsável pela definição das rotas da ferramenta e pelo envio da Ordem de Fabrico (OF) para a produção em si. O Departamento de Refurbishments é responsável por avaliar os serviços de reparação e de afiamentos. Denomina-se por “afiamento” qualquer peça de metal duro integral (E922) que volte à FMT para nova fresagem de modo a dotar a ferramenta de poder de corte. Para todas as restantes peças, ou seja, as que não são constituídas apenas por metal duro, realizam-se reparações. Neste campo pode ser necessário corrigir o corpo da ferramenta ou apenas substituir os cortantes, entre outros.
38 Sob a alçada do Departamento de Operações encontram-se o responsável pela Qualidade, o responsável pelo Planeamento da Produção, Responsável pela Cadeia de abastecimento e os responsáveis pela Melhoria Contínua, onde se insere o autor desta dissertação, e o Supervisor de Produção. Este departamento é responsável por gerir a produção da FMT, planear investimentos realizar ações de melhoria contínua e ações específicas de melhoria de processos. A Logística é o departamento responsável pela expedição de produto acabado quer pelo abastecimento à produção de matérias-primas e outros consumíveis. Esta abastecimento aos centros de produção é realizado duas vezes por dia e é possível a qualquer centro de trabalho requerer material através de um software interno.
39 4 DESCRIÇÃO E ANÁLISE DA SITUAÇÃO INICIAL Neste capítulo é descrita a célula de produção alvo do projeto, sendo apresentados e explicados os processos que decorrem neste centro de trabalho, os equipamentos e máquinas presentes e o método e organização de trabalho da célula. Ainda é apresentado o layout detalhado da célula, evidenciando a disposição inicial das máquinas e equipamentos. Posteriormente, é realizada uma análise crítica ao funcionamento da célula, evidenciando falhas, problemas e desperdícios para que, consequentemente, seja possível elaborar propostas de melhoria com vista ao aumento geral do desempenho. 4.1 Descrição da área de estudo – célula de montagem Nesta secção é apresentado o layout da célula de montagem que manuseia todas as ferramentas que são produzidas internamente na FMT, incluindo, naturalmente aos produtos explicitados na Tabela 3 da secção 3.2.2. Adicionalmente, o leitor é conduzido pelas várias etapas e processos que se desenrolam neste centro de trabalho. Também é explicado o modo de abastecimento de materiais e consumíveis à célula e descrito a organização da célula, quer no que respeita a horários, turnos, número de operadores, quer ao método de balanceamento do trabalho. 4.1.1 Descrição geral e layout A célula de montagem precedia a Inspeção Final, pelo que recebia todas as ferramentas novas e reparadas produzidas na fábrica. Na célula de montagem operavam três colaboradores num turno único de oito horas. Estes operadores tinham competências diferentes derivado dos anos de experiência a laborar nesta célula, sendo que um operador estava nesta função há mais de 10 anos (operador 1), outro há cerca de cinco anos (operador 2) e o outro (operador 3) ingressou na FMT no início do ano de 2023. De facto, nunca estavam a laborar nesta célula mais do que dois operadores ao mesmo tempo, visto que o operador 1 realizava um turno de 8 horas completo, o operador 2 apenas operava durante as manhãs e o operador 3 substituía o operador 2 assim que este saísse. Então, é possível afirmar que estavam alocados a este centro de trabalho o equivalente a duas pessoas a tempo integral. Excecionalmente, a célula de montagem podia funcionar ao sábado de manhã por um período de seis horas (das 6h às 12h). Esta situação apenas ocorria a pedido do supervisor de produção com o intuito de colmatar eventuais quebras de produção ocorridas durante a semana.
46 Figura 14 - Tinas de lavagem a quente e a frio, da esquerda para a direita, respetivamente. De seguida, eram montados na ferramenta todos os componentes necessários ao seu funcionamento, entre estes podiam-se incluir parafusos, pernos, anilhas entre outros. Para ferramentas cujos cortantes não eram soldados ao corpo, mas sim aparafusados (aperto mecânico), era nesta fase que estes eram acoplados à ferramenta. Este processo era executado na bancada de montagem ilustrada na Figura 15. Figura 15 - Bancada de montagem. Após montagem, as ferramentas de aperto mecânico com buris ou com broca central, tinham de ser medidas de forma a afinar e validar a quota final dos cortantes. Para tal, o operador, recorrendo a uma máquina de medição (Figura 16), ajustava manualmente a altura dos cortantes e, posteriormente, guardava o relatório de medição.
47 Figura 16 - Máquina de medição. Após estas tarefas, ainda para as ferramentas de aço quer com cortantes soldados ou aparafusados, era necessário equilibrar as ferramentas, isto é, o operador verificava o centro de massa da ferramenta, e se esta estivesse demasiado deslocado do centro geométrico da ferramenta, corrigia-o. Este teste à ferramenta era realizado na máquina de equilibragem (Figura 17). Existiam duas opções de correção do centro de massa, ou se adicionava massa à ferramenta através pernos de equilibragem ou se retirava massa através da realização de furos de equilibragem. Para a realização deste último processo o operador devia retirar a ferramenta da máquina de equilibragem e colocá-la na furadora (Figura 17). Figura 17 - Máquina de Equilibragem e de Furação, respetivamente. Posteriormente, era necessário gravar a ferramenta de modo que esta fosse identificável e rastreável. Primeiro, o operador preparava o programa de gravação, ou seja, definia os parâmetros do feixe de laser e o texto e/ou imagem a gravar, inseria a ferramenta na cabine de gravação (Figura 18) e, por fim,
48 executava o programa de gravação. Os parâmetros do laser a utilizar dependiam da matéria-prima, do cliente e do esquema a gravar, se uma imagem ou texto. Figura 18 - Cabine de Gravação e PC de apoio (bancada de gravação). A tarefa seguinte consistia no embalamento da ferramenta, sendo que era função do operador alcançar a embalagem, que podia estar num dos locais de armazenagem supracitados, se necessário colocava espuma ou esponja de proteção e, por fim, inseria a ferramenta na embalagem. Além da embalagem per si , existiam alguns acessórios que também eram utilizados no embalamento, tais como a carapuça e o tool holder . Estando a ferramenta devidamente embalada, o operador ajustava o programa de etiquetagem, imprimia e colocava a etiqueta na embalagem (Figura 19). Figura 19 - Embalagem com etiqueta colocada. Por fim, era necessário realizar a manutenção de caixa, ou seja, registar no sistema de apoio à produção que a caixa já foi tratada e seguia para o centro seguinte. A sequência de tarefas descrita era a executada para ferramentas de aço. Para ferramentas com o corpo de metal duro, nomeadamente E993 e E922, não eram montados quaisquer componentes, não era realizada qualquer medição, nem equilibragem nem furação e a lavagem nas tinas com água era
49 substituída por uma limpeza da ferramenta com papel e álcool. As tarefas de gravação, etiquetagem, embalamento mantinham-se. Ainda de referir que durante todo o processamento nesta célula, a ferramenta era manipulada e transportada manualmente. Na Tabela 8 está representado um resumo dessas tarefas e a sua aplicabilidade dependendo da família do produto. No Apêndice 1 – Diagramas de Análise de Processo das famílias E922, E993 e E991 encontram-se os diagramas de análise de processo realizados pelo autor desta dissertação para cada família. Tabela 8 - Tarefas executadas na célula de montagem, por família de produtos. Tarefas Família E922 E993 E991 Retirar ferramenta da embalagem provisória X X X Lavagem da ferramenta na tina de lavagem - - X Limpeza da ferramenta com papel e álcool X X SA Secagem da ferramenta c/ ar comprimido X X X Verificação dos furos de lubrificação c/ ar comprimido X X X Montagem de componentes - - X Ajuste do torque de parafusos com chave dinamométrica - - X Ajuste e medição dos buris/lâminas ou pastilhas - - - Preparação do programa de equilibragem - - X Execução do programa de equilibragem da ferramenta - - X Remoção e/ou adição de material à ferramenta - - SA Limpeza da ferramenta c/ ar comprimido - - SA Preparação do programa de gravação X X X Gravação do logótipo, número de série e OF na ferramenta X X X Embalar ferramenta X X X Preparar programa de etiquetagem X X X Etiquetar embalagem da ferramenta X X X Realizar manutenção de caixa X X X Relativamente a tarefas de manutenção autónoma e limpeza do centro, existia um guia para limpeza e mudança de água das tinas de lavagem de ferramentas apresentado no Anexo 1 – Rotina de limpeza das tinas de lavagem da célula de montagem. O procedimento presente no guia mostrava que o operador devia desligar as tinas da corrente elétrica e com o uso de um aspirador de líquidos retirar toda a água do interior das mesmas. Estando a tina vazia, o operador limpava os resíduos sólidos que se acumulavam no fundo e nas paredes do recipiente. Posteriormente, era necessário colocar os produtos químicos quer na tina de água quente, quer na de água fria. Por fim, o operador voltava a encher as tinas e testava se o sistema de ultrassons estava a funcionar corretamente. De notar que o nome, referência e quantidade do químico a colocar nem em cada tina, estava também, indicado na mesma folha.
50 4.2 Análise crítica e identificação de problemas Ao longo desta secção é realizada uma análise crítica à situação existente para identificar os problemas e desperdícios inerentes. Inicialmente, foi realizado um estudo de tempos, permitindo a comparação entre o tempo de ciclo e o Takt-Time e o cálculo da capacidade da célula. Posteriormente, foram analisados os problemas identificados no gemba , com base em dados históricos, observação direta ou nos diagramas de spaghetti , tais como o elevado número de movimentações, de atualização de procedimentos operativos ou a falta de polivalência dos operadores. As realizações de diagramas de análise de processo permitiram, também, visualizar e documentar o estado inicial do processo, facilitando a identificação de desperdícios. 4.2.1 Estudo de tempos Para determinar a verdadeira capacidade da célula e para que mais tarde fosse possível estudar o funcionamento e organização de trabalho da mesma, foi realizado um estudo de tempos para as famílias E922, E991 e E993. Numa primeira fase, determinou-se como seria dividida a atividade da célula em tarefas e realizaram-se algumas medições para testes. Posteriormente, procurou-se normalizar a divisão de tarefas, isto é, a mesma tarefa, se realizada em mais do que uma família de produtos, teria sempre o mesmo nome e o mesmo momento de início e término, independentemente da família. Adicionalmente, existiam atividades que eram realizadas por unidade de ferramenta (por exemplo, a gravação) e outras que eram executadas apenas uma vez por lote, independentemente do tamanho do mesmo, como a preparação do programa de gravação. As tarefas que eram executadas para várias famílias de produtos e cujo tempo era independente da família, dimensão ou outra qualquer característica da ferramenta, eram considerados transversais e eram executadas uma vez por cada lote. Assim, o tempo de execução de uma ferramenta era a soma do tempo de todas as “tarefas de lote” específicas para determinada família de produto, com o tempo de todas as tarefas “transversais” a dividir pelo número médio de unidades por lote, somado, ainda, com o tempo de todas as tarefas “unitárias”. Adicionalmente, foi necessário ter em conta que mesmo para ferramentas da mesma família de produtos, existiam algumas características especiais e que tinham impacto no tempo final de montagem da mesma. Assim, foi necessário identificar essas características, medir tempos e apurar a frequência de execução dessas tarefas.
51 A título de exemplo, para ferramentas da família E991, caso estas tivessem um cone que não fosse HSKA63, o operador necessitava de modificar o aperto da máquina de equilibragem, visto que por norma esta estava adaptada para o tipo de cones mencionado. Por outras palavras, assumiu-se, neste caso, que o operador, por cada ferramenta E991 cujo cone não era do tipo HSK-A63, trocava o aperto da máquina duas vezes, a primeira para adaptar a máquina ao cone específico da ferramenta e a segunda vez para dotar a máquina da sua configuração inicial, ou seja, preparada para o cone HSK-A63. Assim, foi realizada uma média ponderada com a frequência deste tipo de tarefas e o tempo de execução da mesma. A Tabela 9 ilustra as famílias de produtos consideradas, bem como a frequência das tarefas especiais. A título de exemplo, 38.7% das ferramentas da família E991 possuíam um cone que não era HSK-A63. Tabela 9 - Frequências das tarefas especiais por família de produtos. Família Sub-família %Total E922 - 100% E993 - 100% E991 Sem HSK-A63 38.7% A equação (2) traduz a fórmula de cálculo do tempo médio de uma ferramenta por família. 𝑇𝑓𝑒𝑟𝑖=∑∑𝑇𝑢𝑛𝑖𝑡𝑗𝑖 𝑚 𝑗=1 𝑛 𝑖=1 +∑𝑇𝑙𝑜𝑡𝑒𝑖 𝑛 𝑖=1 + 𝑇𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 𝑙𝑜𝑡𝑒𝑚é𝑑𝑖𝑜𝑖+ ∑∑𝑇𝑒𝑠𝑝𝑘𝑖 × 𝐹𝑟𝑒𝑞𝑘𝑖 𝑝 𝑘=1 𝑛 𝑖=1 (2) Em que: • 𝑇𝑓𝑒𝑟𝑖 é o tempo médio de montagem de uma ferramenta da família 𝑖; • 𝑇𝑢𝑛𝑖𝑡𝑗𝑖 é o tempo de execução da tarefa 𝑗 para uma ferramenta da família 𝑖; • 𝑇𝑙𝑜𝑡𝑒𝑖 é o tempo de execução das tarefas realizadas uma vez por lote para a família 𝑖; • 𝑇𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 é o tempo de execução das tarefas realizadas uma vez por lote que são transversais a todas as famílias de produtos; • 𝑙𝑜𝑡𝑒𝑚é𝑑𝑖𝑜𝑖 representa o número de unidades médio por lote da família 𝑖; • 𝑇𝑒𝑠𝑝𝑘𝑖 é o tempo de execução da tarefa especial 𝑘 da família 𝑖; • 𝐹𝑟𝑒𝑞𝑘𝑖 é a frequência relativa da tarefa 𝑘 na família 𝑖. A Tabela 10 ilustra os resultados do estudo de tempo, evidenciando o tempo de operação por unidade para cada família de produto considerada.
52 Tabela 10 - Resultados do Estudo de Tempos. Família Sub-famílias Produção Tempo Total nr lotes nr unid %total Tarefas/lote (s) Tarefas/uni (s) unid/lote Tempo/ unidade (s) Tarefas Trans/ lote Tarefas Trans/uni Tarefas especiais/uni (s) Tarefas especiais/lote (s) Toperação (s) Toperação (min) E922 - 1495,0 10917 1 19,9 38,5 7,3 41,2 118,4 16,2 0,0 0 57,4 1,0 E993 - 1653,0 6009 1 66,7 53,0 3,6 71,3 32,6 0,0 0 103,9 1,7 E991 HSK63 892,0 1947,0 0.61 58,3 480,8 2,2 507,5 54,2 0,0 0 566,0 9,4 n\ HSK 63 0.39 0,0 23,8 De forma a averiguar a robustez do estudo de tempos realizado, foi necessário calcular o nível de confiança do mesmo. Viste que algumas tarefas são transversais e por isso executadas para todas as famílias e outras não, o número de amostras retiradas para cada tarefas não é constante. Assim, calculou-se, através da equação (3) (Costa, 2019), o zscore que cada tarefa singular apresenta para uma margem de erro de 5%: 𝑧𝑖=√𝑁𝑖×0,05 × 𝑥𝑖 𝜎𝑖 (3) Em que: • 𝑧𝑖 é o z-score para a tarefa 𝑖; • 𝑁𝑖 é o tamanho da amostra para a tarefa 𝑖; • 𝑥𝑖 é a média amostral para a tarefa 𝑖; • 𝜎𝑖 é o desvio-padrão para a tarefa 𝑖. Calculado o z-score , é possível determinar o nível de confiança através da Tabela 53 (Anexo 2 – Função de distribuição Normal Padrão). Assim, obteve-se um nível de confiança médio final de 70%. 4.2.2 Análise ao takt-time e produtividade da célula Para o cálculo dos vários indicadores de capacidade e produtividade da célula de montagem, consideraram-se os dados relativos à produção de ferramentas desde 1 de janeiro até 31 de julho de 2023, contabilizando 31 semanas de trabalho e 147 dias úteis, já atendendo aos feriados, ou seja, no total foram trabalhadas 1176 horas. Em primeiro lugar, averiguou-se se a célula de montagem era capaz de cumprir o Takt-Time (TT). Para o TT, tomou-se como referência o objetivo anual de vendas do ano de 2023 e dividiu-se pelo número de
53 dias úteis ao qual se descontaram 22 dias do período de férias, obtendo-se 228 dias de trabalho. Concretizando, de forma a cumprir este objetivo a célula de montagem deve ter uma produção de 46491€/dia. De seguida, para calcular o Takt-Time em segundos e para cada família de produto, foi necessário transformar o objetivo diário total de vendas, ou seja, para todas as famílias, para o objetivo de determinada família de produto em ferramentas por dia pela equação (4). 𝑂𝑏𝑗𝑒𝑡𝑖𝑣𝑜_𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜𝑖=𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑖𝑣𝑜_𝑣𝑒𝑛𝑑𝑎𝑠_𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 × %𝑣𝑒𝑛𝑑𝑎𝑠𝑖 𝑣𝑒𝑛𝑑𝑎𝑠𝑖 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠_𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑧𝑖𝑑𝑎𝑠𝑖 (4) Em que: • Objetivo_diárioi é o número de unidades de ferramentas da família 𝑖 que devem ser produzidas por dia; • Objetivo_vendas_total é o objetivo anual de vendas em euros; • %vendasi é a percentagem da família 𝑖 no valor de vendas total; • vendasi é o valor absoluto de vendas de ferramentas da família 𝑖 de janeiro a julho; • unidades_produzidasi é o número de unidades produzidas de ferramentas da família 𝑖 de janeiro a julho. De seguida, o Takt-Time foi calculado pela equação (5). 𝑇𝑇𝑖=𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜_𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛í𝑣𝑒𝑙_𝑑𝑖𝑎 𝑂𝑏𝑗𝑒𝑡𝑖𝑣𝑜_𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜𝑖 (5) Em que: • TTi é o Takt-Time da família 𝑖 em segundos; • Tempo_disponível_dia é o número de horas trabalhadas por dia na célula de Montagem; • Objetivo_diárioi é o número de unidades de ferramentas da família 𝑖 que devem ser produzidas por dia. Adicionalmente, para calcular o tempo de ciclo dividiu-se o número de ferramentas produzidas por cada família de janeiro a julho pelo tempo disponível durante esse período. A Tabela 11 ilustra quer os dados utilizados para as equações (4) e (5), quer os resultados do TT.
54 Tabela 11 - Dados de entrada e Resultados do cálculo do Takt-time para as famílias E922, E993 e E991. Família Produção (uni) Vendas (€) Valor médio (€/uni) %Vendas totais Objetivo /família (€/dia) Objetivo produção (uni/dia) TT (min) TC (min) E922 10917 858 572 € 79 € 13% 5752 € 73 6.6 6.5 E993 6009 2 069 915 € 345 € 30% 13867 € 40 11.9 11.7 E991 1947 1 567 468 € 805 € 23% 10501 € 13 36.8 36.2 Obtidos estes valores, importa, de facto, compará-los. O gráfico da Figura 20 ilustra os resultados. Figura 20 - Comparação entre o tempo de ciclo e o takt-time para cada família. Pela análise do gráfico, verificou-se que para todas as famílias de produtos consideradas, o tempo de ciclo era inferior ao Takt-time , logo a procura do cliente era satisfeita. Contudo, verificava-se que esta diferença era muito ténue para qualquer família, o que significava diferenças de apenas segundos. Esta diferença marginal, indiciava que, caso existisse alguma anormalidade dentro da célula, como uma pequena avaria de um equipamento, podia ser colocado em causa o cumprimento da procura. Em segundo lugar, calculou-se a produtividade mensal da célula de montagem em €/h-H (euro por horaHomem), ilustrado na Figura 21. Este valor foi calculado dividindo a produção (em euros) da célula de montagem pelas horas-Homem trabalhadas nesse mês.
55 Figura 21 - Gráfico da produtividade mensal da célula de montagem. Assim, verificou-se que a produtividade oscilava a cada mês sendo o valor máximo o de abril (3252.7 €/h-H) e o mínimo o do mês de fevereiro (2418 €/h-H). Em média a produtividade dos primeiros sete meses do ano de 2023 foi de 2954.1 €/h-H. Adicionalmente verificava-se que a produtividade da célula de montagem não era significativamente influenciada pela carga de trabalho no centro (WIP), tendo esse valor decrescido nos últimos três meses do horizonte de análise e a produtividade manteve-se perto da média. De notar que todos os dias às 6h da manhã é registada automaticamente a carga de trabalho (WIP) para cada posto, ou seja, no início do dia de trabalho. Deste modo, para a obtenção do valor de WIP para cada mês, realizou-se a média do WIP considerando cada dia desse mês. 4.2.3 Elevado número de deslocações e transportes De modo a ser possível mapear e posteriormente analisar e melhorar o fluxo de pessoas, foram realizados diagramas de spaghetti e calculadas as distâncias percorridas. Estes diagramas foram realizados para cada uma das principais famílias analisadas (E922, E991, E993) e foram executados em chão-de-fábrica pelo acompanhamento in loco das atividades do operador. De frisar que foi acompanhado um lote e não apenas uma ferramenta para cada diagrama, sendo que cada lote tinha duas ferramentas cada.
62 Sendo este processo inteiramente manual e sendo necessário duas camadas de esponja por face interior da caixa (base, topo e faces laterais), o tempo requerido para o cumprir era elevado, ascendendo quase aos seis minutos (tempo obtido através do estudo de tempos realizado na secção 4.2.1. 4.2.6 Elevado número de não conformidades De modo a ser possível obter uma visão dos problemas da célula de montagem, foram analisadas as não-conformidades imputadas à célula de montagem no período de 1 de setembro de 2022 a 9 de março de 2023. Para esta análise foram consideradas as ocorrências e não as ferramentas defeituosas, sendo que por cada ocorrência, pode haver uma ou mais ferramentas defeituosas. De facto, importa analisar concretamente o tipo de não-conformidade registada para que fosse possível eliminar as mais preponderantes. Durante este período, foram registadas 55 não-conformidades, tendose elaborado um diagrama de Pareto com os vários tipos de não-conformidades, ordenadas da mais para a menos frequente (Figura 26). De notar que, que o posto de trabalho após a montagem era a inspeção final. Segundo a política da FMT, quando uma não-conformidade era detetada num centro, esta era imputada ao centro de trabalho anterior, se a causa não fosse possível rastrear e apurar com certeza onde, de facto, ocorreu a não-conformidade. Deste modo, existiam não-conformidades imputadas à montagem que podiam não ter ocorrido neste centro. Figura 26 - Diagrama de Pareto das não-conformidade imputadas à Montagem. A partir dos dados na tabela, tomando por base a regra de Pareto, verificou-se que as não-conformidades com maior impacto eram não-conformidades que a célula de montagem tinha a função de detetar,
63 corrigir ou evitar. Concretizando, para “Cortante esmilhado/ danificado” aquando da limpeza ou lavagem das ferramentas, os cortantes tinham sempre de ser inspecionados. Relativamente a “montagem incorreta”, como o nome indica, referia-se à montagem de acessórios, parafusos, pernos, entre outros e, visto que, a montagem era o único centro de trabalho a realizar este tipo de tarefas, esta nãoconformidade era diretamente imputável a este centro. Relativamente a “Furos de lubrificação obstruídos” era tarefa do operador verificar aquando da secagem (ferramentas de aço) ou aquando da limpeza (ferramentas de metal duro) se estes se encontravam obstruídos ou não, usando para tal uma pistola de ar comprimido. Por fim, no que respeitava a “Sujidade das ferramentas” como já mencionado várias vezes, uma das tarefas mais importantes nesta célula era a limpeza e desengorduramento das ferramentas pelo que uma não-conformidade deste tipo tinha de ser evitada por completo. Por fim, temos a “gravação incorreta” como uma das não-conformidades imputadas à montagem, sendo que esta categoria está diretamente relacionada com um processo que a montagem realiza para todas as ferramentas, pelo que também é importante considerar. De modo a dissecar e melhor compreender as causas-raiz que levam ao aparecimento destas nãoconformidades, foram realizados diagramas de Ishikawa para as cinco não-conformidades mais frequentes (Apêndice 4 – Diagramas de Ishikawa para as não-conformidades). Relativamente aos custos de não-qualidade, foram calculados os custos de correção de determinado defeito. Esta correção pode implicar a substituição de cortantes, a montagem de componentes novos ou até mesmo a produção de uma ferramenta totalmente nova. Estes custos são determinados pelo departamento de qualidade e os resultados estão ilustradas na Tabela 14: Tabela 14 - Custos de não qualidade imputados à célula de montagem. Não-conformidade Ocorrências Custo total Cortante esmilhado/danificado 28 1246,01 Montagem incorreta 7 436,64 Sujidade nas ferramentas 6 56,05 Furos de lubrificação obstruídos 4 48,2 Gravação incorreta 4 27,64 Além disso, foi relevante identificar a causa destas não-conformidades. Das 55 não-conformidades, sendo 56% eram relativas a “C3 - Manuseamento incorreto” e 30% relativas a “C4 - Método/procedimento não respeitado” como representado na Figura 27.
64 Figura 27 - Gráfico de Pareto por Causas de não-conformidade. 4.2.7 Inexistência de política de abastecimento de materiais e consumíveis Como descrito na secção 4.1.4, a célula de Montagem dispunha de vários armários e estantes de arrumação de materiais e de consumíveis. Contudo, não existia política de abastecimento definida quer para a reposição de embalagens, quer para a reposição de pernos e parafusos, sendo frequente as estantes estarem cheias e haver reposição e/ou haver quebra de stock . A título de exemplo, tal como verificado na Tabela 7 - local de armazenamento 4, existiam em stock mais de 500 unidades da embalagem com a referência EM61.30 (no canto superior esquerda da figura), quando, pela Tabela 43 (Apêndice 5 – Consumo médio diário de embalagens nos primeiros sete meses de 2023) sabe-se que o consumo médio diário durante os primeiros sete meses do ano de 2023 foi de 40 unidades por dia. Logo, existia neste espaço temporário, na célula de montagem, pelo menos 12 dias de stock . Como consequência de uma política de abastecimento bem definida, os operadores da Montagem deslocam-se, em média seis vezes por dia à logística para alcançar materiais, embalagens, sejam estes parafusos, ou até materiais auxiliares, visto que nem todas as referências de consumíveis se encontravam em stock na célula devido ao seu baixo consumo. Adicionalmente, o processo de requisição de materiais era moroso podendo demorar facilmente um a dois minutos apenas para requisitar um rolo de papel, na medida em que o operador tinha de procurar nas folhas de material o material que necessitava e introduzir a referência interna do mesmo no sistema. Ao próprio processo de procura pelo material pretendido na folha, acrescentava-se o facto de esta folha estar desorganizada, existindo anotações manuais e riscos. Na Figura 28 encontra-se um exemplo de uma folha de material.
65 Figura 28 - Exemplo de uma folha de material. Relativamente ao abastecimento de pernos e parafusos, tal como descrito no capítulo 4.1.4, o abastecimento de materiais à célula de montagem era realizado duas vezes por dia. Contudo, existiam dois casos que não seguiam esta regra: as embalagens e alguns parafusos. Relativamente às embalagens, quando os operadores da logística se deslocavam às áreas de produção para abastecer os restantes materiais, verificavam se era necessário abastecer a célula de montagem com embalagens. De notar que não existia nenhum indicador preciso e oficial que indicasse a partir de que nível era necessário repor o stock de embalagens, ficando inteiramente ao critério do operador da logística se o fazia ou não. No que respeita às embalagens de madeira, devido ao seu tamanho, estas não se encontravam em stock na célula sendo necessária a sua requisição através de um software . Nestes casos o operador era obrigado a parar o lote de ferramentas em causa e a avançar para um próximo lote, gerando entropia no centro. No caso dos parafusos especiais (referências 9395), parte destas referências não se encontravam em stock na estante de pernos e parafusos, existindo dois motivos para tal. Em primeiro lugar, o consumo destes parafusos era relativamente reduzido, representando cerca de 10% quando comparado com todas
66 as restantes referências de pernos e parafusos – “PR” e “PF”, respetivamente) e o custo médio unitário era relativamente elevado, ascendendo aos 2.2€, enquanto os custos médios dos restantes parafusos eram de 1.77€/unidade, representando uma diferença de 25%. Na Tabela 44 (Apêndice 6 – Consumo de Pernos e Parafusos) encontram-se os consumos de todos os pernos e parafusos. Ou seja, quando os operadores da montagem necessitavam de um destes componentes para uma ferramenta, tinham obrigatoriamente de se deslocar à logística. 4.2.8 Desatualização dos procedimentos operativos da Montagem Guardados na célula de montagem em suporte físico e em suporte digital na rede interna, existiam vários procedimentos operativos que regulavam e informavam sobre como executar vários processos e operações realizadas nesta célula. Contudo, detetou-se logo no início do projeto que alguns procedimentos se encontravam desatualizados ou com lacunas. Eis alguns exemplos: • Procedimento de Embalamento continha referências de embalagens que já não eram utilizadas e critérios de seleção de embalagens incorretos. • Procedimento de Gravação de ferramentas estava escrito de acordo com software de gravação que já não se utilizava. • Procedimento de Etiquetagem não fazia referência ao local onde devia ser colocada a etiquetagem. De notar que a standardização de processos devia ser acompanhada de uma documentação atualizada e eficaz, que permita uma consulta rápida por parte dos operadores em caso de dúvida e a formação de novos colaboradores que se juntem a esta célula. Por motivos de confidencialidade não foi possível apresentar nenhum exemplo. 4.2.9 Desorganização do material e ferramentaria da célula A célula de montagem dispunha de vários materiais e ferramentas para executar as suas funções, tal como chaves de aperto, alicates, chaves dinamométricas, colas, tinta, entre outros. Estes materiais estavam dispersos pela bancada de montagem (Figura 15 da secção 4.1.5), quer no tampo, quer no painel perfurado, quer na prateleira por baixo da bancada. De notar que estes locais estavam desorganizados, não havendo qualquer ordem ou lógica na disposição dos materiais, além de que maior parte não estavam devidamente etiquetados e não existia qualquer mecanismo (como quadros-sombra) que ajudassem a ter a noção do material existente e do que estava em falta. Além disso, também se
67 encontravam materiais repetidos, como por exemplo chaves de aperto exatamente iguais e a balança que estava nesta bancada, mas que raramente era utilizada, visto que existia uma outra balança na bancada de embalamento. A Figura 29 ilustra o estado em que a bancada se encontrava num dia normal de trabalho. Figura 29 - Evidência da desorganização do material da bancada de montagem. Na verdade, nem os próprios operadores tinham a real noção do material que dispunham e do seu estado e quantidade. Este facto era, também, exacerbado pelo modo como alguns materiais eram arrumados. Por exemplo, existia, na já referida prateleira por baixo da bancada uma mala de ferramentas que se encontrava totalmente desorganizada e um pequeno armário com ferramentas várias que, apesar de etiquetado, se encontrava desarrumado, sujo e com material repetido e não identificado (Figura 30). Figura 30 - Mala e armário de ferramentas da montagem.
68 4.2.10 Falta de segurança e condições de ergonomia inadequadas Um dos pontos fulcrais para uma boa produtividade é a existência de condições de trabalho adequadas que respeitem a segurança e saúde dos operadores. Na célula de montagem verificavam-se alguns fatores que contribuíam para um desgaste a longo prazo da saúde dos operadores e podiam até provocar acidentes de trabalho com consequências imediatas. Em primeiro lugar, verificava-se que as tinas de limpeza não possuíam um suporte adequado para as ferramentas e que permitia assegurar a integridade física do operador. Este era muitas vezes obrigado a segurar a ferramenta por um “gancho” e a mergulhá-la na água de limpeza até que esta ficasse totalmente submersa, quase contactando na água com as suas mãos. Este facto era principalmente preocupante atendendo à temperatura da água (80ºC) e ao facto de esta conter produtos químicos agressivos. A Figura 31 ilustra o descrito e evidencia o perigo que o operador corria. Figura 31 - Colocação de uma ferramenta na tina de limpeza. Na verdade, já ocorreu um acidente de trabalho durante o ano de 2023 que resultou numa queimadura grave e a consequente perda de 22 dias de trabalho. Em segundo lugar, as bancadas de trabalho da célula encontravam-se a uma altura de 90 cm sendo, portanto, desadequadas ao trabalho em pé, atendendo à estatura dos operadores. Este fator era agravado pelo facto de as bancadas serem fixas, não permitindo o ajuste em altura que seria necessário. Esta versatilidade seria fulcral na medida em que as estaturas das três pessoas alocadas a esta célula são díspares: 196 cm, 170 cm e 178 cm para o operador 1, 2 e 3, respetivamente. Adicionalmente, por vezes, era necessário trabalhar sentado (em algumas tarefas muito minuciosas e relativamente longas) o que implicaria um ajuste da altura da bancada. Em terceiro lugar, existiam ferramentas em que era necessário montar componentes com a ferramenta na horizontal. Como não existia nenhum suporte que fosse capaz de manter a ferramenta na horizontal,
69 o operador era forçado a colocá-la no seu colo para conseguir concluir a sua montagem. De notar o perigo de corte, visto que não era colocada nenhuma proteção entre o operador e a ferramenta. Por outro lado, existia, também, o risco de danificar a ferramenta, nomeadamente o de esmilhar os cortantes ou até de queda da ferramenta. A Figura 32 demonstra o descrito. Figura 32 - Manuseamento de uma ferramenta no colo. Por último, o banco que estava disponível na célula de montagem revelava-se desajustado na medida em que não possuía encosto lombar nem era possível regular a sua altura - Figura 33 Figura 33 - Banca disponível na célula de montagem. 4.2.11 Falta de polivalência dos operadores Visto que existiam três pessoas alocadas a esta célula, foi necessário aferir as competências de cada uma. Para tal, elaborou-se uma matriz de competências onde se colocaram tarefas singulares sob a alçada de tarefas gerais. A Figura 81 do Apêndice 7 – Matriz de competências da célula de montagem), ilustra os resultados obtidos. Pela análise da matriz, verificou-se claramente uma diferença entre o operador 1 e os restantes, visto que este é o único que desempenhava todas as tarefas de forma autónoma e hábil e tem capacidade de dar formação. Notou-se, também, uma diferença significativa entre o operador 2 e os restantes, em detrimento do facto de este ter começado a sua jornada na célula de montagem no início do ano de 2023, logo tem muito menos experiência do que os restantes.
70 Relativamente às tarefas que se revelaram mais desafiantes para os operadores, têm-se a “Medição/Afinação de buris” e “Emissão de relatórios de medição”, tarefas que estavam diretamente relacionadas com a máquina de medição e com o seu funcionamento. Logo, o manuseamento deste equipamento tornou-se um ponto crítico na distribuição de trabalho entre os operadores no caso do operador mais hábil não comparecer ao trabalho. 4.2.12 Resumo dos problemas identificados Após a conclusão das análises realizadas aos problemas da célula, foi elaborada uma tabela síntese de todos os problemas identificados, Tabela 15 que tem como objetivo condensar os vários problemas descritos, identificando as respetivas causas e consequências. Adicionalmente, são especificados os desperdícios resultantes de cada um desses problemas. Tabela 15 - Resumo dos problemas identificados. Problema Causa Consequência Desperdício Elevado número de deslocações e transportes Múltiplos locais de armazenamento de embalagens; Falta de organização do método de trabalho da célula Falta de arrumação de material Inexistência de One-piece-flow Perdas de tempo no alcance de embalagens Transporte Movimentação Elevado número de atividades que não acrescentam valor Falta de análise aos processos e métodos Aumento do tempo de operação Desperdício de potencial humano Procedimento de embalamento não adequado Não revisão e atualização do procedimento. Inexistência de método assertivo e racional para a seleção de embalagens Produtos mal embalados Perda de tempo na seleção da embalagem Defeitos Elevado número de nãoconformidades Inexistência de mecanismos anti-erro Falta de formação Necessidade de retrabalhar ou sucatar produtos Defeitos Inexistência de política de abastecimento de materiais Inexistência de políticas de encomenda bem definidas Via de comunicação entre montagem e logística ineficiente Quebras de stock ou excesso de stock Produção parada à espera de material Esperas Inventário Desatualização dos procedimentos operativos Controlo ineficaz sobre a documentação Produtos com defeito Necessidade de parar produção para esclarecimento de dúvidas Esperas Defeitos Desorganização da bancada de montagem Inexistência espaços de arrumação adequados Falta de cultura Lean Negligência Tempo despendido na procura de material Esperas Falta de condições ergonómicas e de segurança Falta de sensibilidade para o tópico Riscos de acidentes de trabalho e de LMERT Desperdício de potencial humano Falta de polivalência dos operadores Falta de formação e acompanhamento Ferramentas complexas apenas podem ser montadas por um operador ou existe propensão a erros Defeitos
71 5 APRESENTAÇÃO DE PROPOSTAS DE MELHORIA Neste capítulo são apresentadas as diversas propostas de melhoria que foram sugeridas. Estas propostas foram projetadas para fazer face a pelo menos um dos problemas identificados no capítulo anterior, visando a mitigação ou eliminação de todos. De forma a estruturar o plano e a resumir o mesmo, foi elaborado um plano de ações no formato 5W2H ( What, Why, Where, When, Who, How, How much ) - Tabela 16. Tabela 16 - Plano de ações 5W2H. What Why Where When Who How How much Reconfiguraçã o da Célula de Montagem Elevado número de deslocações e transportes Célula de montagem + áreas adjacentes + armazém + bordo de linha Nov/23 Eduardo Amorim Eliminação das estantes de embalagens fora da célula; Novas bancadas de trabalho 15.670 € Elevado número de atividades que não acrescentam valor Máquina de equilibragem e gravação Nov/23 - fev/24 Eduardo Amorim Digitalização e automatização de processos 160 € Gabaris para gravação de ferramentas 100 € Procedimento de embalamento não adequado Célula de Montagem Maijul/23 Eduardo Amorim, André Leite; Marcos Nascime nto Atualização de regras de embalamento; Criação de um algoritmo para seleção de embalagens Adição da referência de embalagem à BOM do produto 1200 € Elevado número de nãoconformidades Célula de Montagem Nov/23 -fev/24 Eduardo Amorim; Marcos Nascime nto Melhor conforto luminoso para deteção de não-conformidades; 200 € Gabaris para gravação de ferramentas 100 € Inexistência de política de abastecimento de materiais Célula de Montagem + armazém nov/23 – mar/24 Eduardo Amorim Sistema de abastecimento de materiais 240 € Desatualização dos procedimentos operativos Célula de Montagem Abrnov/23 Eduardo Amorim Revisão e atualização dos procedimentos operativos 160 € Falta de segurança e condições ergonómicas Célula de Montagem Set/23 Eduardo Amorim Sistema semi-automático para lavagem de ferramentas; Suportes para manipulação de ferramentas; Banco de trabalho 2500 € 5S e Gestão Visual Desorganização do material e ferramentaria Bancada de Montagem Novdez/23 Eduardo Amorim Aplicação de 5S e gestão visual 80 €
78 Por sua vez, a máquina de espuma atuava como um dispensador de sacos com espuma que se expandia e se adaptava quer à embalagem onde era colocada quer à ferramenta. Apenas se utilizava esta espuma para as embalagens de cartão e de madeira e, na esmagadora maioria dos casos e salvo exceções muito raras, estes dois tipos de embalagens eram utilizados para ferramentas E991 e E946 que, tendencialmente, tinham dimensões superiores às restantes famílias referenciadas. De notar que existiam ferramentas E992 e E991 cujas dimensões permitiam o embalamento em caixas de plástico, dispensando, assim, o uso da espuma, daí que na tabela surja “SA” como “Se aplicável”. Apesar de este equipamento ser utilizado por um número de famílias de produtos restrito, estas famílias equivaliam a cerca de 14% do número total de ferramentas. O mesmo raciocínio foi aplicado à máquina de furação, de equilibragem e às tinas de lavagem. Numa outra vertente, decidiu-se acrescentar um novo equipamento à célula, nomeadamente uma tina para secagem de ferramentas. Como descrito no capítulo 4.1.5, uma das tarefas realizadas na montagem é a limpeza das ferramentas que passam por duas tinas de lavagem. Após a lavagem, a secagem era realizada com a ferramenta fora das tinas pelo que, com o uso de ar comprimido, eram projetados para o chão a água remanescente e quaisquer outros detritos. Esta tina tinha, evitaria que se projetasse sujidade para o chão ou qualquer outra superfície na medida que o operador devia proceder à secagem com a ferramenta dentro da tina. De notar que esta adição não teria qualquer custo, visto que se iria utilizar um equipamento de outra área de produção que estava obsoleto. Adicionalmente, percebeu-se que existiam dois clusters de famílias de produtos que utilizavam diferentes equipamentos. Por um lado, as famílias E922, E993 e E925 utilizavam todas os mesmos equipamentos, sendo que as restantes famílias da Tabela 19 também tinham similaridades entre si no que ao uso de equipamento concerne. Este facto poderia levar à separação da atual célula de montagem em duas células distintas que ficassem encarregues de um destes dois conjuntos de famílias. A decisão de não optar por este caminho foi estratégica na medida em que não seria possível, no momento da escrita desta dissertação, criar uma célula numa outra localização da fábrica. Logo, esta hipótese não foi aprofundada. 5.1.2.1 Aquisição de novas bancadas de trabalho Aliado à reconfiguração per si do layout da célula, devido ao estado de degradação das bancadas de trabalho existentes e à necessidade de dotar as bancadas de melhores espaços de arrumação e de um melhor conforto luminoso e ergonómico ao espaço de trabalho, foi realizada uma pesquisa de mercado para identificar novas bancadas de trabalho mais adequadas. Além disso, como constatado adiante no
79 capítulo 5.1.4, foi necessário redesenhar os espaços de arrumação quer das embalagens, quer dos pernos e parafusos, visto que o objetivo foi o de centralizar as estantes de embalagens, sendo que este facto não seria possível com os espaços de arrumação que a célula dispunha. 5.1.2.2 Requisitos das bancadas Em primeiro lugar, relativamente à bancada de montagem, esta terá de ter uma configuração diferente da inicial. O objetivo é que incorpore a estante de pernos e parafusos de forma que o operador não tenha de sair do seu posto de trabalho para alcançar estes materiais. Para tal, foi necessário reduzir o número de referências expostas, visto que a estante atual alberga 92 referências diferentes e uma passagem integral das referências das estantes para os suportes da bancada não é possível. Além disso, como verificado no Apêndice 5 – Consumo médio diário de embalagens nos primeiros sete meses de 2023, existem várias referências cujo consumo é inferior à unidade por mês. A disposição e seleção das referências a colocar na estante é abordada em detalhe no capítulo 5.1.5.1. Adicionalmente, parte da bancada deverá ter um painel perfurado para colocar as várias ferramentas necessárias à montagem dos produtos. Tendo em conta que a FMT não produz produtos standard , existe um vasto leque de ferramentas que têm de estar expostas, mesmo que a sua utilização seja relativamente esporádica. Por fim, é, ainda, necessário que exista uma ou duas prateleiras para que possa ser possível colocar materiais auxiliares como lata de tinta, uma pequena aparafusadora, latas de óleo, entre outros. A seleção e organização destes materiais é analisada em pormenor no capítulo 5.2. Assim, procurou-se no mercado algo semelhante ao apresentado na Figura 35. Figura 35 – Conceito genérico a adotar para a bancada de montagem. Em segundo lugar, a bancada de gravação deverá ter espaço para a incorporação de um monitor para computador, bem como um local para a colocação das ferramentas em WIP que aguardam ser gravadas. Este local deverá conter uns suportes específicos para a colocação de ferramentas para que se evite
80 choques entre as mesmas e potenciais danos, nomeadamente, cortantes esmilhados, sendo esta uma das não-conformidades mais frequentemente imputada à montagem. Esta bancada é a que menos exigirá em termos de requisitos, visto que as operações aqui executadas são as mais triviais, nomeadamente a preparação do programa de gravação e a limpeza das ferramentas. Em terceiro lugar, a bancada de embalamento deverá reunir o maior número de referências de embalagens possível, estando estas numa posição ergonómica, acessível, e bem identificada. Visto que um dos objetivos é que a reposição das embalagens seja realizada por fora da célula, isto é, sem que seja necessário o operador da logística entrar dentro da célula para abastecer os materiais, sujeito a interromper ou incomodar a produção, a bancada de embalamento devia ter um sistema/estante que permita este conceito. Adicionalmente, este será também o local onde se realizará a impressão e preparação de etiquetas, sendo necessário ter os materiais necessários, tais como, monitor, impressoras e teclado. De notar que todas as bancadas têm de ter um sistema de iluminação robusto, sendo que se apontou para os 1500 lux, visto ser o indicada para trabalhos de precisão. Aquando da conceção das novas bancadas de trabalho para a célula, foi tido em conta o tipo de tampo e superfície dos mesmos. O requisito essencial foi a durabilidade e a suavidade dos mesmos. Apesar das ferramentas serem compostas por materiais duros e resistentes, por vezes apareciam mossas e riscos no corpo da ferramenta e é relativamente comum os cortantes de PCD aparecerem com fissuras e ou esmilhados, como verificado no capítulo 4.2.6, onde “cortante esmilhado/danificado” e “corpo/ferramenta danificada” equivalem a 47% e 6% de todas as não-conformidades detetadas, respetivamente. Como contramedida, as superfícies de trabalho de todas as bancadas foram revestidas com borracha, especificamente neopreno, um material suave e que permite algum amortecimento quando se colocam ferramentas nas bancadas. Até então, as medidas propostas para a redução do número de não-conformidades visavam a prevenção da ocorrência da não-conformidades. Contudo, importa, também, investir em meios que propiciem a deteção das irregularidades que chegam ao centro de trabalho. A não-conformidades são detetadas ou por meio visual ou pelo tato. Atendendo ao facto de que as ferramentas podem ter dimensões muito pequenas (por exemplo um raio de quatro milímetros e um comprimento de sete centímetros), os cortantes da ferramenta têm dimensões ainda menores, pelo que
81 a deteção de fissuras nos cortantes é uma tarefa difícil de realizar a olho nu. Deste modo, foram adquiridas duas lupas com luzes LED para facilitar a deteção destas não-conformidades. Uma lupa foi colocada na bancada de montagem e outra na bancada de gravação. A colocação destes utensílios nestes locais deveu-se ao facto que serem os locais onde os operadores inspecionam as ferramentas após lavagem nas tinas (no caso de ferramentas de aço), e após a limpeza com papel e álcool (no caso de ferramentas com o corpo de metal duro e/ou encabadouro). Um outro requisito foi dimensão das bancadas, nomeadamente a altura do tampo, ou seja, a altura da superfície de trabalho. Numa primeira fase, fez-se um levantamento sobre as situações em que o operador devia trabalhar em pé e sentado, tendo-se chegado à conclusão que, salvo algumas exceções na montagem de componentes de dimensão muito reduzida, os operadores devem laborar sempre em pé. Assim, as bancadas de gravação e embalamento podem ser fixas e a de montagem deve ser de altura ajustável. Relativamente às superfícies de trabalho das bancadas, estas devem estar à altura do cotovelo (Sousa, 2021). Segundo o Anexo 3 – Carta Antropométrica, 95% da população portuguesa adulta masculina tem uma altura do cotovelo ao solo de pelo menos 96,6 cm. Se consideramos correções como o calçado e o tapete ortopédico, chegamos aos 100 cm, sensivelmente. Apenas foi considerada a população masculina visto que, não só os operadores que laboram atualmente na célula são masculinos, como também cerca de 90% dos operadores da FMT são homens. Relativamente à bancada de montagem, sendo esta ajustada eletricamente, não é necessário definir uma altura fixa, tendo-se, em adição, dimensionado um banco de trabalho para quando são exigidas operações de montagem minuciosas e longas, o operador poder executar a tarefa sentado. 5.1.2.3 Avaliação de alternativas Para a aquisição das bancadas foram contactados três fornecedores distintos (fornecedor A, B e C) e apresentados os projetos e as suas restrições. A partir daí iniciou-se um longo de processo de ajustes, novas ideias e algumas alterações ao projeto inicial. Neste capítulo serão apresentados os projetos submetidos por cada fornecedor, bem como tecida uma análise comparativa entre todas as propostas que contemplará critérios como o preço, apoio ao cliente, versatilidade e qualidade do projeto. A pontuação atribuída nestes critérios foi qualitativa e não quantitativa.
82 Figura 36 - Projeto proposto por Fornecedor A (bancada de montagem, gravação e embalamento, respetivamente). Relativamente à bancada de montagem do fornecedor A (Figura 36), esta releva-se bastante versátil visto que possuía um painel perfurado em toda a sua extensão, permitindo que fosse possível rearranjar inteiramente a disposição e o tipo de acessórios que podiam ser colocados. Contudo, os problemas surgem na bancada e estante de embalamento. Em relação a este último projeto, foram falhadas completamente as dimensões propostas, não sendo possível cumprir os requisitos para o qual foi programada. Já a bancada em si cumpriu com os requisitos, mas falhou em pormenores como por exemplo a possibilidade de inclinação das prateleiras para embalagens e a possibilidade de colocação de roletes nas mesmas para facilitar o abastecimento das embalagens. Figura 37 - Projeto proposto por Fornecedor B (bancada de montagem, gravação e embalamento, respetivamente). Relativamente à proposta do fornecedor B (Figura 37), uma das características que distingue a bancada de gravação das restantes é o “friso” central que permite acoplar uns encaixes que por sua vez permitem que sejam colocadas ferramentas em WIP que aguardam gravação. De notar que este foi um requisito pedido a todos os fornecedores, mas apenas este apresentou a solução mais adequada e funcional. Quanto à estante de embalamento, as dimensões foram cumpridas e existe a possibilidade de inclinar e colocar roletes nas prateleiras quer da estante, quer da bancada.
83 Figura 38 - Projeto proposto por Fornecedor C (bancada de montagem, gravação e embalamento, respetivamente). De modo geral, a proposta do fornecedor C (Figura 38) cumpriu com os objetivos definidos, falhando na questão da apresentação de uma solução para colocação das ferramentas em WIP na bancada de gravação e pelo facto de não ter chegado a apresentar solução para a estante de embalamento até à tomada da decisão final. Aliás, a não submissão de uma proposta para esta estante deveu-se à letargia patente na interação entre cliente, serviço ao cliente e projetista, o que nunca permitiu uma resposta célere às alterações necessárias que foram propostas ao longo do projeto. De modo a sumarizar o descrito e a criar uma ferramenta de apoio à decisão, criou-se a Tabela 20 que ilustra a pontuação de cada fornecedor para os critérios já citados. Tabela 20 - Comparação entre Fornecedor A, B e C. Fornecedor Cumprimento de requisitos Versatilidade Qualidade Apoio ao cliente Preço Total A ++ +++ + ++ + 9 B +++ ++ +++ +++ +++ 14 C + + ++ + ++ 7 Assim, verifica-se que o fornecedor B é aquele que reúne a maior pontuação entre todos, pelo que foi esse o projeto escolhido para ser implementado. 5.1.2.4 Sistema semi-automático para lavagem das ferramentas Como reportado na secção 4.2.10, os operadores estão sob o risco de queimaduras quando introduzem as ferramentas nas tinas de limpeza. Para eliminar este risco e prevenir novos acidentes de trabalho, foi projetado um sistema de roldanas que fazia descer um cesto ou um suporte, dependendo se a ferramenta se tratava de uma ferramenta de encabadouro ou de cone, respetivamente. Um protótipo deste sistema encontra-se na Figura 39. Nesta figura não se encontram representados os cestos/suportes para as ferramentas, mas apenas os eixos de movimentação.
84 Figura 39 - Protótipo para sistema de movimentação das ferramentas nos tanques de limpeza. Com este sistema o operador introduzia as ferramentas no cesto/suporte e após premir um botão, o cesto desce até à tina de lavagem até ficar totalmente submerso. Após cinco minutos, o cesto volta a subir e move-se para a segunda tina de lavagem (com água à temperatura ambiente). Após dois minutos, o cesto sobe e é emitido um sinal sonoro para avisar o operador que o processo de lavagem está concluído e que este já pode continuar o processo de montagem da ferramenta. De notar que o sistema foi concebido de modo que o operador coloque a ferramenta no cesto e que o processo se desenrole automaticamente, dispensando a presença do operador durante o processo. Este apenas tem de voltar quando é avisado pelo sinal sonoro, estando livre para fazer outras tarefas enquanto decorre a lavagem. A adoção do sistema semi-automático para a lavagem de ferramentas, além de eliminar o risco de acidente de trabalho por queimadura, consiste em si mesmo num mecanismo anti-erro. Por outras palavras, foi possível programar o sistema de modo que os tempos de submersão das ferramentas em ambos o tanque de lavagem cumprisse exatamente o estipulado nos procedimentos operativos. Deste modo, é não só possível evitar que as ferramentas passem um tempo inferior ao necessário nos tanques, correndo o risco de não serem eliminados todos os resíduos, como também se evita que as ferramentas estejam sob lavagem demasiado tempo do que o necessário, correndo o risco de o operador estar à espera da ferramenta e aumentando, inadvertidamente, o próprio tempo de operação da ferramenta. Por um lado, esta medida ataca diretamente uma das não-conformidades mais proeminentes: “sujidade nas ferramentas” que representava cerca de 7% do total de não-conformidades. Por outro lado, foi também possível reduzir uma outra não-conformidade: “furos de lubrificação obstruídos” cuja representatividade era semelhante à anterior. Neste caso, o impacto poderia não ser tão significativo, visto que mesmo que sejam cumpridos os tempos estipulados de submersão em cada tina, pode não ser o suficiente para desobstruir os furos de lubrificação.
85 5.1.3 Instanciação de postos de trabalho Definidos os recursos materiais e as famílias a tratar nesta célula, definiram-se os recursos humanos necessários de modo que a célula cumprisse os objetivos propostos. Assim, calculou-se o conteúdo de trabalho total que representava o trabalho a realizar, em horas, para se cumprir o Takt-Time , sendo este obtido pela soma do produto entre o tempo de operação e o objetivo de produção por dia para todas as famílias comtempladas - equação (6). 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒ú𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ∑𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒ú𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜𝑖= 𝑛 𝑖=1 𝑇𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎çã𝑜𝑖× 𝑂𝑏𝑗𝑒𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜𝑖 (6) Em que: • 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒ú𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 é o conteúdo de trabalho, em horas, total da célula de montagem para um dia de trabalho; • 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒ú𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜𝑖 é o conteúdo de trabalho para a família 𝑖; • 𝑇𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎çã𝑜𝑖 é o tempo médio de operação de uma ferramenta da família 𝑖; • 𝑂𝑏𝑗𝑒𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜𝑖 é o valor objetivo, em unidades, que a célula de montagem deve produzir da família 𝑖 para um dia de trabalho; Calculado o conteúdo de trabalho, determinou-se o número de postos de trabalho necessários pela equação (7). 𝑁𝑟 𝑃𝑇 = 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒ú𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛í𝑣𝑒𝑙 (7) Em que: • 𝑁𝑟 𝑃𝑇 representa o número de postos de trabalho necessários; • 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒ú𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜 é o conteúdo de trabalho, em horas, total da célula de montagem para um dia de trabalho; • 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛í𝑣𝑒𝑙 representa o tempo, em horas, em que a célula de montagem está a lavorar por dia. Assim, compilando todos os dados, obtiveram-se os resultados da Tabela 21.
86 Tabela 21 - Cálculo do número de operadores para cumprir objetivo diário. Família Tempo Oper. (min) Obj. dia (uni) Conteúdo total (min) Total (min) Tempo Turno Nr operadores Objetivo dia (€) E922 1,0 73,0 69,8 361,8 7,5 0,80 46 491,00 € E993 1,7 40,5 70,1 E991 9,4 13,2 124,5 E990 5,0 6,8 33,8 E992 10,2 2,5 25,3 E925 1,1 7,0 7,8 E931 7,4 0,9 7,0 E946 14,7 1,6 23,5 Assim, verifica-se que apenas seria necessário um operador para a célula de Montagem. Contudo, estrategicamente e como indicado por superiores hierárquicos tomou-se a decisão de manter dois operadores na célula constantemente. Esta decisão foi justificada por dois motivos: 1. Verificou-se que o resultado, com duas casas decimais do número de operadores necessários é de 0,80, este valor, apesar de menor que um, é próximo de 1 pelo que, arredondado às unidades, caso ocorra um ligeiro aumento do conteúdo de trabalho, implicaria a alocação de um segundo operador. Também é de notar que foram consideradas as ferramentas com maior impacto nas vendas e com maior número de unidades produzidas. Contudo, empiricamente, reconhece-se que as ferramentas com menor rotação são mais exóticas pelo que o tempo de operação pode subir exponencialmente comparadas às restantes, devido à sua complexidade. 2. O cálculo para o número de operadores foi realizado com base no objetivo diário que a montagem tinha de cumprir, que por sua vez estava alinhado com o objetivo de vendas anual da fábrica: 46491€. No entanto, como verificado em 4.2.2, o WIP da célula não era de todo constante. Este facto era preocupante na medida em que sendo a montagem o penúltimo posto de trabalho antes da expedição, a administração tinha a expectativa que esta célula consiga tratar toda a carga, ou, pelo menos, a maioria da carga de trabalho que lhe chegava diariamente. Estes motivos têm ainda mais impacto se se considerar que cerca de 15% a 20% das encomendas tinham caráter urgente pelo que deixar o cliente à espera e correr o risco que quebrar o laço com o mesmo tinham de ser reduzidos. A Figura 40 ilustra o WIP da célula de Montagem nos primeiros sete meses do ano de 2023.
87 Figura 40 - Evolução do WIP da célula de montagem nos primeiros sete meses de 2023. Este gráfico permite constatar a oscilação do WIP da célula e a frequência com que este é superior ao objetivo diário, tendo-se mantido assim durante a maioria do período analisado. Posto isto, recalculou-se o número de operadores assumindo como “objetivo diário” (equação (6)) não o estipulado anteriormente, mas a média de WIP semanal (62.467 €) e o máximo semanal de WIP (74.511€) – Tabela 22. Tabela 22 - Cálculo do número de operadores considerando WIP médio e máximo. Família Tempo Oper. (min) Obj. dia (uni) Conteúdo total (min) Total (min) Tempo Turno Nr operadores WIP (€) E922 0,9 103,3 71,4 454,48 7,50 1,10 62 467,98 € E993 1,7 54,4 91,3 E991 9,4 17,8 168,3 E990 4,6 9,1 42,3 E992 9,0 3,3 30,0 E925 1,1 9,4 10,1 E931 7,4 1,3 9,4 E946 14,7 2,1 31,6 E922 1,0 123,2 117,8 587,06 7,50 1,30 74 511,83 € E993 1,7 64,9 112,4 E991 9,4 21,3 200,8 E990 5,0 10,9 54,1 E992 10,2 4,0 40,6 E925 1,1 11,2 12,5 E931 7,4 1,5 11,2 E946 14,7 2,6 37,7
94 ainda, ser considerada a hipótese de empate e mais do que uma alternativa teria a mesma pontuação. A atribuição desta pontuação foi realizada entre o autor desta dissertação, o supervisor de produção e o diretor de operações. Como todos os critérios eram subjetivos à exceção da distância percorrida, calcularam-se as distâncias obtendo-se um número absoluto e depois esse número é comparado com os restantes para se sejam possível atribuir uma pontuação, tal como suprarreferido. A Tabela 25 resume a pontuação dada em cada um dos critérios, para cada uma das alternativas, bem como o peso de cada critério no panorama geral. Tabela 25 - Análise de fatores ponderados para cada alternativa de layout. Critério Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3 Distância percorrida Distância absoluta (m) E922 + E993 9,6 5,9 8,7 E991 18,1 14,7 16,8 Pontuação 1 3 2 Fator 0,3 Pontuação ponderada 0,3 0,9 0,6 Fluidez do fluxo de materiais Pontuação 1 2 3 Fator 0,3 Pontuação ponderada 0,3 0,6 0,9 Dificuldade de reconfiguraçã o Pontuação 2 1 1 Fator 0,15 Pontuação ponderada 0,3 0,15 0,15 Facilidade de reposição de materiais Pontuação 3 2 1 Fator 0,25 Pontuação ponderada 0,75 0,5 0,25 Pontuação Total 1,65 2,15 1,9 Em primeiro lugar, calculada a distância percorrida para a produção das três famílias de produtos, fica evidente que a alternativa 2 é a que minimiza a distância percorrida, independentemente do tipo de produto que se trata. Relativamente ao fluxo de materiais, observando a Figura 42, Figura 43 e Figura 44 da secção 5.1.4, verificou-se que a alternativa 1 é a que tem pior desempenho quando se considera o número de vezes que os fluxos de materiais se cruzam, evidenciado pela interseção das linhas que representavam o fluxo de materiais. Logo esta alternativa teve a pior pontuação neste critério. De seguida, foi possível constatar que na alternativa 2, o operador seria forçado a retroceder na célula para executar uma operação, concretamente no que à equilibragem e furação da ferramenta concerne. Apesar de ser a priori algo mínimo e que apenas envolve a deslocação de cerca de um metro, foi este o
95 critério adotado para distinguir a fluidez do fluxo de matérias entre a alternativa 2 e 3, tendo esta última levado a melhor pontuação. Quanto à dificuldade de reconfiguração, verificou-se que, quer para a alternativa 2, quer para a alternativa 3 todos os equipamentos, máquinas e bancadas teriam de ser deslocados face à configuração existente, pelo que, para este critério, estas duas alternativas eram virtualmente semelhantes. Já na alternativa 1 a máquina de gravação e a bancada de embalamento permaneceriam no local igual ao vigente antes da alteração do layout . Posto isto, foi dada uma pontuação de “2” a esta última alternativa, pois, apesar de não obrigar à deslocação de todos os equipamento e máquinas, os equipamentos que ficavam no mesmo local eram aqueles cujo transporte e posterior ativação e calibração eram mais simples e não envolviam a contratação de serviços externos. Por outras palavras, apesar de melhor que as restantes, o impacto real não era assim tão significativo ao ponto de merecer a pontuação máxima. A alternativa 1 e 2 tiveram um ponto pelos motivos supracitados. Por fim, quanto à facilidade de reposição de materiais, existiam dois pontos que necessitavam frequentemente de ser repostos com materiais: a prateleira com embalagens e a estantes de pernos e parafusos. Destes dois locais, atendendo à estrutura inicial dos mesmos, apenas era possível repor a partir de fora da célula a prateleira de embalagens, visto que, tal como visível Tabela 6 da secção 4.1.3, a estante de pernos era constituída por pequenas caixas que necessitavam de ser trocadas ou repostas pela parte frontal. Ou seja, foi considerado para este critério a facilidade em repor pernos e parafusos pela parte frontal e a possibilidade de se repor o stock de embalagens do lado exterior da célula. Atendendo ao descrito, a única alternativa em que seria possível repor o stock de embalagens do lado exterior da célula era a alternativa 1, visto que para todas as outras hipóteses a estante de embalagens estava encostada a uma parede (em 3) ou a um outro centro produtivo (em 2). Comparando a alternativa 2 com a 3, a diferença residia no quão mais no interior da célula estavam estes armazéns temporários, ou seja, no quanto mais teria de se deslocar o operador da logística para reabastecer e no quão mais provável era que este, ao realizar o abastecimento, pudesse causar descoordenação e entropia na célula de montagem. Concretizando, induziu-se que para a alternativa 3 a entropia gerada por cada reposição seria maior, visto que a prateleira de embalagens se encontrava no canto oposto ao local de entrada dos operadores da célula, ao contrário do que acontecia na alternativa 2, sendo que a localização da estante de pernos era relativamente semelhante em ambos os casos. Deste modo, para este critério a alternativa 1, 2 e 3 tinham uma pontuação de 3, 2 e 1, respetivamente.
96 Atribuídos os pontos, para cada critério multiplicou-se a pontuação obtida por determinada alternativa de layout pelo fator (30%, 15% ou 25%), obtendo-se, assim, a “Pontuação ponderada”. A “Pontuação Total” é, então, a soma da “Pontuação ponderada”, para cada alternativa, para cada critério. Concluindo, pela Tabela 25, o layout da alternativa 2 foi o que obteve um melhor desempenho, pelo que foi esta a implantação adotada. 5.1.4.3 Definição do modo operatório Para a definição do modo operatório a adotar, foi necessário ter em conta algumas restrições, nomeadamente a diferença na polivalência e habilidade entre operadores. Tal como ilustrado pela Matriz de Competências (Figura 81 do Apêndice 7 – Matriz de competências da célula de montagem), existem diferenças significativas entre os operadores, sendo que o operador 3 é o que revela menos habilidade, de modo geral. De notar também que existem algumas tarefas, relacionadas com a afinação de buris e manuseio da máquina de medição que só o operador 1 é capaz de executar com distinção. Adicionalmente, existem tarefas que devem ser realizadas com o operador sentado. Estas restrições tornam difícil a implementação de modos operatórios mais flexíveis como o Toyota Sewing System ou Bucket-Brigades . Adicionalmente, o facto de existirem produtos muito diversificados e cujo número e tipo de operações necessárias são díspares significaria que, no caso de se aplicar Rabbit-Chase poderse-ia correr o risco de estarem os dois operadores a necessitarem de realizar a mesma operação em fases diferentes do processo, para famílias diferentes e com o número de unidades por lote diferente, causando entropia e esperas. Posto isto, decidiu-se optar pelo método de organização Working Balance em que existem tarefas alocadas a cada operador, sendo estas fixas e imutáveis e em que a carga está tendencialmente dividida de modo equitativo entre os operadores. Tal como referido anteriormente, o operador 1 é o mais habilidoso e com maior experiência pelo que lhe foram alocadas as tarefas mais exigentes. Visto que, como explicitado no capítulo 4.1 apesar de haver três operadores no total que podiam operar na célula, apenas estavam dois operadores ao mesmo tempo, tendo sido esse também o número definido no capítulo 5.1.3. Assim, foram alocadas todas as tarefas relativas a limpeza, gravação, embalamento e etiquetagem ao operador 2/3, ou seja, ao operador 2 ou 3, dependendo de qual estiver em serviço. Ainda foi alocada a estes operadores a tarefa de preencher a checklist do processo e a finalização do processo de fabrico no MES ( Manufacturing Execution System ), comummente denominada por “manutenção de caixa”.
97 Visto que existem famílias de produtos cujas tarefas necessárias a realizar são apenas as descritas anteriormente, produtos das famílias E922 ou E993, por exemplo, ficam inteiramente sob a responsabilidade do operador 2 ou 3. Como explicitado anteriormente, sendo o operador 1 o mais expedido e hábil, é da responsabilidade deste a realização das tarefas mais complexas e mais minuciosas tais como a montagem de pernos parafusos e outros componentes, a medição, quando necessário, de cotas de brocas centrais e de buris, a realização de testes de equilibragem e a furação ou introdução de pernos de equilibragem para ajuste do centro de massa da ferramenta. De notar que as famílias onde estas operações são realizadas são famílias com corpo de aço, pelo que é necessário proceder à sua lavagem na tina de limpeza. Apesar de esta tarefa ser simples, por uma questão de minimização das deslocações dos operadores e balanceamento da carga de trabalho, foi alocada ao operador 1. Alocadas as tarefas a cada um dos operadores foi calculada a carga de trabalho absoluta (para os primeiros sete meses do ano de 2023) e proporcional, tal como explicitada pela Tabela 26. Tabela 26 - Proporção da carga alocada a cada operador após aplicação de Working Balance. Operador Carga (horas) Carga % Operador 1 402,2 42,2% Operador 2/3 551,6 57,8% Total 953,8 100% Em suma, pode-se concluir que a carga se encontra relativamente bem balanceada, havendo uma diferença de cerca de 15%. A menor carga registada a favor do operador 1, não é de todo um problema significativo, visto que, as tarefas alocadas a este trabalhador são as mais complexas, sendo, por isso, a que podem ver os seus tempos de execução prolongarem e existir uma maior chance de ocorrem prolemas e ser necessário retrabalho. A alocação das tarefas para cada família a cada operador encontra-se no Apêndice 10 – Distribuição das tarefas por cada operador segundo o modo Working Balance. 5.1.4.4 Sequenciamento de produtos Definido o modo operatório, é necessário estabelecer regras para o sequenciamento de produtos. Como referido no capítulo 4.1.2, no que concerne à ordem pela qual cada ordem de fabrico é tratada, existe já uma regra a seguir, sendo que essa regra se manterá. Ou seja, a célula de montagem deve tratar as ordens de fabrico com base na sua data de entrega e de acordo com o seu estado de prioridade.
98 Concretizando, a prioridade é: urgências, atrasos e data de entrega ao cliente, da data mais próxima em relação ao momento presente à mais afastada em relação ao momento presente. Contudo, visto que a uma ordem de fabrico pode estar associada um lote unitário ou um lote de três, quatro, vinte ou até mais ferramentas, importa estabelecer regras para a operação das unidades dentro de cada lote. Assim, tendo em conta a natureza das tarefas alocadas anteriormente, a sequência de produtos para o operador 1 e 2/3 é diferente. No caso do operador 1, a sequência de operação deverá tender para o one-piece-flow (OPF) visto que este pode e deve seguir cada unidade do produto do início ao fim, executando todas as operações necessárias em cada ferramenta antes de começar a tratar de nova ferramenta. A exceção a esta regra prende-se com a lavagem inicial das ferramentas na tina de limpeza. Visto que as ferramentas devem estar no processo de lavagem cerca de cinco minutos, para que o operador não seja sujeito a este tempo de espera sempre que inicia o trabalho numa nova ferramenta, ainda que do mesmo lote, este deve colocar o maior número possível de unidades do mesmo lote a lavar para que, enquanto decorre este processo, o operador esteja ocupado com as restantes tarefas. Assim que termina a execução de uma unidade, a próxima ferramenta do lote já se encontrará lavada e pronta a ser montada, eliminando-se, assim, esperas. Relativamente ao operador 2/3, este deve operar sob uma filosofia de produção por lotes por diversos motivos. Em primeiro lugar, a máquina de gravação tem a capacidade de gravar várias ferramentas em sequência sem intervenção humana, ou seja, o operador pode colocar na máquina três, cinco ou vinte ferramentas, programar a máquina e os eixos da máquina deslocar-se-ão de modo que todas as ferramentas sejam gravadas. De notar que apenas funcionará para ferramentas de encabadouro como E922 ou E993. Ou seja, faz sentido colocar todo o lote em questão na máquina e aproveitar este automatismo do que colocar apenas uma ferramenta para gravação e ajustar manualmente a sua oposição para cada uma delas. Em segundo lugar, mesmo que se adotasse one-piece-flow , finalizada a primeira ferramenta, esta não poderia partir para o próximo centro de trabalho, porque não só é necessário preencher uma checklist do processo que só pode ser realizada aquando da finalização de todas as ferramentas do lote, como também a FMT quantifica o seu WIP e gere a sua produção por Ordem de Fabrico e não por unidades per si , o que impede que uma unidade de determinada OF siga o seu fluxo sem que todas as
99 restantes unidades da mesma OF o possam fazer também. Ou seja, neste caso específico, as vantagens do OPF não seriam observadas. 5.1.4.5 Documentação do método e organização da célula De forma a ilustrar o proposto neste capítulo e para que o processo fique oficial e seja possível dar formação aos operadores, foram produzidos dois mapas para o registo e documentação das ferramentas de Standard Work , nomeadamente o Standardized Work Chart e Standardized Work Combination Table , associados ao modo operatório e áreas de atuação e ao sequenciamento de tarefas, respetivamente. 5.1.4.5.1 Standardized Work Chart O Standardized Work Chart ilustra o modo como os operadores se devem movimentar e em que momento devem realizar determinada operação. Também, evidencia em que momentos deve haver um maior cuidado com a segurança do operador e em que momento são realizadas operações de inspeção. Foram produzidas cartas para as famílias E922, E993 e E991. Como cada carta é relativa ao movimento e ação de um operador e como na montagem das ferramentas E991 interagem os dois operadores da célula, foi elaborada uma carta para o operador 1 e para o 2, Figura 45 e Figura 46, respetivamente. As cartas para a família de produtos E922 e E993 encontram-se no Apêndice 11 – Standardized Work Chart para famílias E922 e E993. Figura 45 - Standarddized Work Chart para a família E991 - Operador 1. Standardized Work Chart Process Name: Assembly E991 - Worker 1 Author (Date): Eduardo Amorim jan/2024 Step # Worker Step Name 1 1 Alcançar ferramenta e desembalar 2 1 Colocar ferramenta 1) e 2) para lavagem 3 1 Secar ferramenta 1) e verificar furos de lubrificação 4 1 Montar parafusos/pernos na ferramenta 1) 5 1 Preparar programa de equilibragem 6 1 Executar programa de equilibragem e guardar relatório para a ferramenta 1) 7 1 Colocar pernos de equilibragem na ferramenta 1) 8 1 Furar ferramenta, escarear e pintar furos de equilibragem da ferramenta 1) 9 1 Colocar ferramenta 1) para gravação 10 1 Secar ferramenta 2) e verificar furos de lubrificação 11 1 Montar parafusos/pernos na ferramenta 2) 12 1 Executar programa de equilibragem e guardar relatório para a ferramenta 2) 13 1 Colocar pernos de equilibragem na ferramenta 2) 14 1 Furar ferramenta, escarear e pintar furos de equilibragem da ferramenta 2) 15 1 Colocar ferramenta 2) para gravação Quality Check Safety Caution Std. WIP Takt Time 2172 s Tapete Rolante 1) Furação Equilibragem Bancada de Montagem Tinas de limpeza 1 2 4 5+6+7 8 Bancada Gravação 3 10 9 12+13+14 11 15 16
100 Figura 46 - Standarddized Work Chart para a família E991 - Operador 2/3. 5.1.4.5.2 Standardized Work Combination Table A Standardized Work Combination Table permite ilustra os tempos despendidos em cada tarefa, quer seja tempo de operação manual, ou tempo de máquina, ou seja, de um processo automático que envolve o acompanhamento direto de um operador. Adicionalmente permite representar o tempo gasto em movimentações entre tarefas e esperas. Combinados todos estes tempos, é gerado um tempo total de operação que é comparado com o TaktTime . Naturalmente, o tempo total de operação deve ser menor do que o TT de modo a satisfazer a procura. Uma vez mais foram realizadas cartas para as famílias E991, E993 e E922. Para esta última família a carta encontra-se na Figura 47 e para as restantes encontra-se no Apêndice 12 – Standardized Work Combination Table para famílias E993 e E991. Standardized Work Chart Process Name: Assembly E991 - Worker 2 Author (Date): Eduardo Amorim jan/2024 Step # Worker Step Name 1 1 Preparar programa de gravação 2 1 Gravar ferramenta 1) 3 1 Gravar ferramenta 2) 4 1 Embalar ferramenta 5 1 Preparar programa de etiquetas 6 1 Colocar etiqueta na ferramenta 7 1 Preencher checklist e realizar manuteção de caixa Quality Check Safety Caution Std. WIP Takt Time 2172 s Bancada Embalamento + Etiquetagem Máquina de Gravação 1 Bancada Gravação 2+3 4 6 5 7
101 Figura 47 - Standardized Work Combination Table para a família E922. 5.1.5 Integração e coordenação da célula no sistema de produção No que concerne à localização da célula de montagem no chão-de-fábrica da FMT, esta manteve-se na medida em que não se encontrou nenhuma vantagem na sua mudança visto que, como referido, esta célula recebe materiais de vários centros de trabalho e é o último centro de trabalho, para qualquer material antes da inspeção final. Viste que, na atual localização a célula de montagem já se encontra adjacente a esta área de inspeção. 5.1.5.1 Abastecimento de pernos e parafusos Como já referido, a célula de montagem necessita de stock de vários componentes e materiais para montar e embalar uma ferramenta, nomeadamente pernos, parafusos e embalagens. Relativamente aos pernos e parafusos, colocaram-se na célula, nomeadamente na bancada de montagem, pequenas covetes com várias referências de pernos e parafusos (as mesmas covetes que estavam na estante de pernos e parafusos – Tabela 7 da secção 4.1.3). Durante o período de análise (primeiros sete meses de 2023) foram consumidas 82 referências diferentes de pernos e parafusos. Contudo, o espaço dedicado à armazenagem temporária destes componentes só tem capacidade para 70 covetes, como evidenciado pela Tabela 27.
102 Tabela 27 - Cálculo do número de covetes a colocar na bancada de montagem. Rail Frontal Rail Lateral largura covete (mm) 103 largura covete (mm) 103 largura rail (mm) 910 largura rail (mm) 706 número rails (mm) 5 número rails (mm) 5 nr covetes /rail 8 nr covetes /rail 6 nr covetes 40 nr covetes 30 Nr covetes Total: 70 Posto isto, tendo por base a análise ABC da Tabela 44 (Apêndice 6 – Consumo de Pernos e Parafusos) serão colocadas na bancada da montagem as 65 referências mais consumidas, sendo que todas as estas referências são consumidas, em média, pelo menos uma vez por mês. Embora as restantes referências não tenham uma rotação significativa, é necessário que estes materiais estejam disponíveis na célula no momento em que são necessários e na quantidade necessária. Desta forma, os cinco espaços vazios têm o intuito de servir como local de armazenagem para as restantes referências. O sistema de abastecimento para estas referências funciona da seguinte forma: os operadores da logística têm uma janela no software ERP que indica os materiais que estão a ser necessários em determinado momento para determinada OF, sendo também indicado o centro de trabalho onde está a ser gerada essa necessidade. Visto que existe um intervalo de tempo entre o despoletar da necessidade de abastecimento de determinado material e a entrega do mesmo por parte da logística, a necessidade de abastecimento destes materiais será, de modo artificial, gerada dois centros de trabalho antes da célula de montagem. Assim, é garantido que quando, de facto, a montagem necessitar destes componentes, estes já terão sido entregues pela logística. De notar que só será gerada necessidade de abastecimento dos pernos e parafusos que não estiverem em stock na célula, sendo que este ponto é programável no ERP. Por sua vez, de forma a tornar mais fácil a procura destas embalagens nas covetes aquando da montagem da caixa associada, as cinco covetes que estão livres estão divididas por intervalos dos números das caixas. A Figura 48 ilustra o resultado final da aplicação deste raciocínio. Figura 48 - Divisão dos números de caixas pelas covetes.
103 5.1.5.2 Abastecimento de embalagens Relativamente à reposição de stock de embalagens, o objetivo é sempre o de facilitar a tarefa aos operadores da logística, tendo sendo em consideração o sistema como um todo. Sendo assim, mantevese a frequência de abastecimento da logística à montagem, isto é, duas vezes por dia. Contudo, a diferença para o sistema inicial reside no facto de existirem indicações claras sobre em que momento deverá ser realizado esse abastecimento e em que quantidade. Concretizando, para cada referência de embalagens colocada nas prateleiras da bancada de embalamento, existem duas covetes, uma atrás da outra. Deste modo, é possível aplicar a política das duas caixas, ou seja, o operador da montagem usa as embalagens da caixa da frente, que é a mais próxima de si e a de acesso mais fácil, e quando se esgotam as embalagens este coloca a covete vazia atrás da covete com material. Por sua vez, num dos dois momentos em que a logística passa pelas áreas da produção deverá verificar se existem caixas vazias. Em caso afirmativo, estas caixas deverão ser recolhidas, levadas para a área da logística, abastecidas com embalagens e trazidas de volta à célula de montagem. No fundo esta abordagem permite standardizar não só a rotina de reposição, como é de fácil adaptação face ao sistema inicial, visto que é mantida a frequência de reposição. Assim, a grande diferença para o método inicial deve-se ao facto de só se abastecer quando existem caixas completamente vazias e a quantidade de embalagens a repor está, também, prefinida evitando-se, assim, a criação de um inventário sobredimensionado e não adequado às verdadeiras necessidades da célula. De notar que se adaptou o tamanho das covetes ao tamanho da embalagem e ao consumo da mesma com o objetivo de se ter em stock na montagem o dobro do consumo médio diário de determinada referência. 5.1.5.2.1 Preparação de embalagens pela logística Sendo um dos objetivos deste projeto a eliminação das estantes de embalagens que se encontram fora da célula e a centralização de todos os locais de armazenamento de embalagens dentro a própria célula, foi necessário tomar algumas medidas para que fosse possível ter todas as referências de embalagens disponíveis num espaço restrito, especificamente, na bancada de embalamento projetada. Tendo em conta que as embalagens (à exceção das de madeira) são constituídas por duas partes, uma base e um topo (Figura 49), algumas referências de embalagens, seja pela sua reduzida rotação ou pela sua elevada dimensão, passarão a ser abastecidas à montagem já encaixadas. Este facto permite colocar o dobro das embalagens para a mesma área ceteris paribus , visto que em vez de serem necessárias
110 Figura 55 - Locais de arrumação de ferramentaria da bancada de montagem. Apesar de ser reconhecido que não é um espaço ideal para colocação de material, pois o acesso não é tão facilitado, visual e ergonómico (operador tem de se baixar para alcançar material) as ferramentas do tipo C, foram colocadas por baixo do tapete rolante 2. Este foi o compromisso possível na medida que se priorizou as ferramentas mais utilizadas para colocação num local mais acessível., visto que não era possível aumentar os espaços de arrumação da célula, nem faria sentido colocar armários fora da célula sendo que um dos objetivos era, também, eliminar as deslocações dos operadores para fora da célula. 5.2.3 Terceira etapa: limpar No que concerne à terceira etapa desta ferramenta, a limpeza do material foi realizada aquando da colocação do mesmo nos espaços de arrumação na etapa anterior. Além disso, tendo em conta que a bancada de montagem era nova, encontrava-se num estado ótimo e limpo, pelo que não foi necessário proceder a qualquer limpeza extra. 5.2.4 Quarta etapa e quinta etapa: padronizar e disciplinar Relativamente à quarta e quinta etapa, visto que o objetivo é o de padronizar e disciplinar os operadores para o cumprimento dos 5S, a FMT já possui um sistema para tal, na medida em que a cada trimestre são realizadas auditorias a todos os centros produtivos não sendo a célula de montagem uma exceção.
111 Estas auditorias são acompanhadas pelos capitães de equipa, pelos responsáveis de melhoria contínua (no qual o autor desta tese se inclui), pelo supervisor de produção e pelo próprio diretor de operações. O envolvimento das chefias neste processo demonstra o quanto estas valorizam um local de trabalho limpo e arrumado. Para cada centro e para cada auditoria é preenchida uma lista de verificação com uma determinada pontuação para cada ponto e calculada uma classificação. Após a auditoria é definido um plano de ações para cada centro com os tópicos a melhorar, sendo que é da responsabilidade do capitão de equipa a atribuição de responsáveis para cada ação (pode ser qualquer elemento da secção em questão) e a definição de datas de fecho da ação. Este plano de ações é monitorizado e acompanhado de perto pelos responsáveis de melhoria contínua e pelo diretor de operações. 5.2.5 Gestão Visual Após a aplicação de 5S na célula, e restando apenas as ferramentas necessárias e na quantidade necessária, procedeu-se à colocação de etiquetas em cada local de armazenamento de ferramentaria. Relativamente ao painel perfurado, optou-se por colocar etiquetas no próprio gancho que sustenta o utensílio no painel, ficando expresso o nome da ferramenta e a quantidade – Figura 56. Figura 56 - Exemplo de uma etiqueta de um material. O facto de ser evidente o número de ferramentas que devem constar em determinado local é essencial, visto que, como referido na secção 5.2.1, existem ferramentas duplicadas, pelo que só o faco de existir uma unidade no local certo, não significa que todos os exemplares de determinada ferramenta estejam no local correto.
112 No que concerne às prateleiras, foi colocada uma etiqueta com o nome de cada utensílio que deve ser posicionado em determinado espaço da prateleira – Figura 57 Figura 57 - Identificação do material nas prateleiras da bancada de montagem. Relativamente às pequenas malas com ferramentas várias que foram colocadas nas prateleiras da bancada, de modo a haver um registo do inventário e permitir que o operador verificasse se o utensílio que necessita está de facto nessa mala sem que a tenha de abrir e vasculhar o seu interior, foi realizado o inventário de cada uma das malas, com ferramenta e quantidade disponível, e colado à mala, tal como exemplificado na Figura 58. Figura 58 - Mala de ferramentas da montagem. 5.3 Digitalização e melhoria de processos Esta secção apresenta a digitalização de alguns processos, assim como a melhoria de outros. 5.3.1 Lista de tecnologias
113 Como descrito na secção 4.1.5, aquando da gravação, o operador tem de inserir os parâmetros do feixe de laser, para a primeira ferramenta de cada lote. Esta etapa implicava inserir vários parâmetros tal como a potência, velocidade do feixe, duração do pulso do pulso e frequência do feixe, pelo que, sendo esta tarefa manual, está sujeita a erros. De modo a contornar esta situação, em vez do método inicial, foi aproveitada uma funcionalidade do próprio software de gravação que permite guardar tecnologias. Ou seja, é possível definir uma combinação de potência, velocidade, pulso e frequência, guardar essa combinação e dotar-lhe de um nome. Sempre que existe a necessidade de gerar um novo programa de gravação, é apenas necessário selecionar, a partir do nome, a tecnologia pretendida. A Figura 59 ilustra o menu de seleção das tecnologias definidas. Figura 59 - Lista de Tecnologias de Gravação. 5.3.2 Gravação semiautomática de ferramentas A máquina de gravação a laser dispõe de um eixo móvel, ou seja, é possível que o emissor do laser se movimente em X, Y e Z – comprimento, largura e altura. Como tal, a máquina tem a capacidade de realizar várias gravações consecutivas sem que o operador tenha de intervir, se programada para tal. Para que se possível garantir a qualidade das gravações, torna-se evidente a necessidade de desenvolver um sistema anti-erro que permita ao operador posicionar as ferramentas de forma adequada. Esta proposta de melhoria está assente em dois pilares: software – introdução de dados no programa de gravação, e hardware - gabaris para colocação das ferramentas. Relativamente ao software , o programa de gravação recebe como input o próprio esquema de gravação, ou seja, o que é, de facto, gravado no produto final, a tecnologia e os seguintes parâmetros:
114 a) Distância entre duas gravações no eixo X ( X offset ); b) Distância entre duas gravações no eixo Y ( Y offset ); c) Número de gravações em X; d) Número de gravações em Y; e) Eixo de início. A Figura 60 ilustra a janela de introdução destes dados no software: Figura 60 - Menu software para a gravação de ferramentas em sequência. Relativamente ao hardware , o gabari desenvolvido terá de ter as seguintes características: a) Fácil aplicação e remoção da máquina de gravação; b) Simples e sem peças móveis para garantir a sua durabilidade; c) A distância entre duas ferramentas tem de ser constante (requisito do software ); d) Cumprir com atravancamento e dimensões da cabine de gravação; e) Existência de um batente/barreira que permita acertar todas as ferramentas, ou seja, a base de cada ferramenta tem de estar na mesma cota em Y. Visto que o real ganho desta proposta é quando se trata de lotes não unitários, o foco desta proposta, pelo menos numa fase inicial, é o de criar um sistema para a gravação de ferramentas de encabadouro, essencialmente E922, E925 e E993. Esta priorização deve-se a facto de ser mais fácil de desenvolver um sistema para estes produtos, por causa da sua geometria cilindra e pelo facto de serem as famílias que mais frequentemente são produzidas em lotes não unitários. Atendendo a estes requisitos desenvolveu-se um protótipo de gabari ilustrado na Figura 61.
115 Figura 61 - Protótipo de gabari para gravação. Assim, o operador passa a colocar o maior número possível no gabari e coloca-o na máquina. De seguida, prepara-se o programa de gravação de acordo com o número de ferramentas a gravar. De notar que a distância entre o eixo X está pré-definida e é fixa para o mesmo gabari, independentemente do diâmetro da ferramenta a gravar. Apos este passo, basta mover o eixo da máquina até à primeira ferramenta a gravar, e executar o programa. A grande vantagem desta proposta é que, deste modo se garante que todas as gravações são gravadas no mesmo local de cada ferramenta. Além disso, enquanto decorre a gravação, o operador está livre e pode executar outra tarefa. 5.3.3 Folha de material Os operadores da célula de montagem tinham a necessidade de encomendar vários materiais auxiliares, tais como álcool, papel e até mesmo os barris de espuma para a máquina de espuma usado no embalamento de ferramentas. Como constatado na secção 0, a folha de material que existia na montagem, encontrava-se rasurada, desorganizada e incompleta. Assim, foi elaborada uma nova folha com todos os materiais que a montagem necessita. Em adição a essa folha, foi adicionado o código de barras correspondente à referência do material a encomendar para que a criação da sua necessidade fosse simplificada e se eliminasse o passo de introdução manual da referência do produto a requerer. A Figura 62 ilustra um excerto folha de material final.
116 Figura 62 - Excerto da folha de material da célula de montagem. 5.4 Plano de Formação Toda e qualquer melhoria ou mudança no funcionamento de um posto de trabalho, deve ser acompanhada de uma atualização da documentação e ações de formação aos operadores envolvidos. Assim, dividiu-se as ações em três vertentes com objetivos singulares: • colmatar algumas falhas de conhecimento detetadas com a realização da matriz de competências; • treinar os operadores ao novo modo operatório e funcionamento da célula em geral; • mitigar diretamente o impacto das não-conformidades analisadas na secção 4.2.6. Em primeiro lugar, pela matriz de competências apresentada no Apêndice 7, verificou-se que os operadores 2 e 3 não eram de todo expeditos relativamente à medição e afinação de buris bem como à emissão de relatórios de medição, sendo estas as atividades em que há maiores discrepâncias entre o operador 1 e os restantes. Ou seja, todas as tarefas que se realizam na máquina de medição deviam ser alvo de treino. Ademais, verificou-se que também existia um défice de proficiência por parte do operador 2 relativamente a várias operações no que respeita a apertos modulares, nomeadamente à sua montagem e afinação, sendo que este apenas desempenha estas tarefas com a supervisão de um outro. Este operador também revelou algumas dificuldades na interpretação de desenho técnico. Código barras Referência Artigo Código barras Referência Artigo 9000180.00021 Brocas Ø2.1 (sucessivamente) DVFT04937 Spray Preto 9800119.001000 Chip Balluf DVFT05244 Conjunto TPK26-PR-22K (Chaves dinamométricas) DVHS00199 LUVAS DA ANSEL HYFLEX FOAM DVFT17142 RETOCADOR COMPACT. 827234 (Tinta MQL) DVEC00942.3 Etiqueta (rolo) 70x32mm - Grande DVHS00113 PAPEL (ROLO) DVEC00979 FITA CARBONO ZEBRA EM23.04 FITA COLA C/ LOGO FMT DVEC01145 Etiqueta 65x15mm Poliéster - Média EM29.01 Sacos Plástico Pequenos (MINIGRIPZAKJES) DVEC01146.3 Etiqueta 80x8 mmm Poliéster - Pequena EM57.03 ESPUMA PU-C-Chem/Blue Instafil - Azul DVEC01686 EDDING 3000 Blau (Caneta Tinta preta - pintar ferramentas) EM57.04 ESPUMA PU-C-Chem/Red Instafil - Vermelho DVFT00063 PINCEL Nº10 EM59.01 Instapak-Simple-Trennfolie - Sealed Air InstaPak DVFT00064 PINCEL Nº20 EM93.06 ETIQUETA EM PAPEL AUTOCOLANTE - Símbolo Qualidde DVFT00091 COLA ARALDITE EM94.01 PAPEL VCI ANTIOX 70/1,00mx200m
117 Em segundo lugar, visto que se pretendeu implementar um novo modo operatório, é pertinente que estes operadores tenham formação e acompanhamento para que a sua adaptação a este novo modo de funcionamento fosse mais célere e para que de facto estas novas instruções fossem cumpridas. Esta formação foi ministrada em específico pelo autor desta dissertação visto que foi o próprio que formulou o funcionamento e tomou a decisão relativamente ao modo operatório. Em terceiro lugar, parte das não-conformidades podiam ser mitigadas e mesmo eliminadas com um reforço da formação relativamente a alguns tópicos. Concretizando, a não-conformidade “gravação incorreta” pode ser mitigada com o treino dos operadores em relação à nova forma de proceder a esta tarefa recorrendo ao uso dos gabaris, à lista predefinida de tecnologias e ao posicionamento semiautomático do eixo do laser. Já a “montagem incorreta” podia ser colmatada com formação em desenho técnico para que os operadores fiquem mais familiarizados com o layout dos desenhos e estejam mais aptos para perceber como deviam montar a ferramenta e que componentes deviam ser utilizados. Aliás, este tópico também vem de encontro à lacuna encontrada na matriz de competências e referida anteriormente. Relativamente a “cortantes esmilhados/fissurados” foi reforçada a importância desta tarefa junto dos operadores, visto que já faz parte do seu caderno de encargos. Podiam, ainda, ser realizadas auditorias aleatórios para verificar se esta tarefa está a ser cumprida. Sobre este tópico, os operadores já sabem como identificar um cortante danificado, tratando-se de uma questão de cumprimento de funções e de disciplina. O mesmo se aplica a “furos de lubrificação obstruídos”, ou seja, os operadores tinham consciência que deve verificar este aspeto da ferramenta, e têm meios adequados para o fazer. Por fim, relativamente a “sujidade nas ferramentas”, o sistema de lavagem semiautomático elimina esta falha na medida em que foi possível definir um tempo fixo para a lavagem das ferramentas. Como observado empiricamente, muito vezes o tempo estipulado para lavagem (cinco minutos) não era respeitado, pelo que isto deixou de acontecer com a implementação deste sistema. Para tal, os operadores devem, também, ter formação para o manuseio deste sistema. Em suma, é de importância capital que os operadores fossem expedidos e capazes de realizar todas as tarefas que lhes competem e estes devem ser polivalentes, sabendo desempenhar qualquer tarefa no caso de se verificar absentismo de um outro operador da célula. A Tabela 28 resume o plano de formação elaborado.
118 Tabela 28 - Resumo do plano de formação para os operadores da célula de montagem. Objetivo Tópico Duração Formando Formador Colmatar falhas de conhecimento Medição de buris 2h Operador 2 e 3 Operador 1 Emissão de protocolos de medição 30 min Operador 2 e 3 Operador 1 Funcionamento geral da máquina de medição 1h Operador 2 e 3 Operador 1 Adaptação ao novo modo operatório Divisão de tarefas 30 min Operador 1, 2 e 3 Eduardo Amorim Implementação de One-piece-flow 30 min Operador 1, 2 e 3 Eduardo Amorim Redução de nãoconformidades Manipulação do gabari de gravação 1h Operador 1, 2 e 3 Eduardo Amorim Utilização da lista de tecnologias 30 min Operador 1, 2 e 3 Eduardo Amorim Manipulação do eixo semiautomático 30 min Operador 1, 2 e 3 Eduardo Amorim + fornecedor da máquina Formação de desenho técnico 6h Operador 1, 2 e 3 Departamento de Design Como identificar cortantes esmilhado e como preveni-los 30 min Operador 1, 2 e 3 Departamento de Qualidade Como detetar furos obstruídos e como resolver 30 min Operador 1, 2 e 3 Departamento de Qualidade Manipulação do sistema semiautomático para lavagem de ferramentas 1h Operador 1, 2 e 3 Fornecedor do sistema
119 6 ANÁLISE E DISCUSSÃO DE RESULTADOS Neste capítulo são apresentados e discutidos os resultados obtidos com a implementação das propostas mencionadas anteriormente. Assim, é analisado o impacto real das ações de melhoria, evidenciando o estado inicial e o estado final de cada fator. 6.1 Redução da área da célula de Montagem No capítulo 5.1.4, foi apresentado o layout que seria adotado para a célula de Montagem (Figura 43), visto que esta foi a implantação com melhor pontuação na Weighted Factor Analysis realizada. Uma das características desta implantação celular é que permitia um fluxo de pessoas e de materiais no sentido contrário aos dos ponteiros do relógio. Contudo, o layout, tal como aprovado não permitia a reposição de embalagens por fora da célula, visto que a bancada e estante de embalagens estavam adjacentes a um outro centro de trabalho. Assim, por decisão das chefias, foi necessário rever esta alternativa de modo a dar maior ênfase à possibilidade de reposição de materiais por fora a célula do que ao facto de o fluxo de materiais e pessoas ocorrer no sentido contrário aos do ponteiro do relógio. Assim, decidiu-se inverter o layout da alternativa 2. Adicionalmente, entre a discussão de alternativas para o layout da célula de montagem na secção 5.1.4.2.4 e o presente capítulo, foi necessário adicionar um novo equipamento: a estante de embalagem, tal como explícito na secção 5.1.5.2.2. Compiladas estas alterações, o layout final da célula de montagem é o seguinte – Figura 63. Figura 63 - Layout final da célula de montagem. Com a implementação deste novo layout e com a reorganização das bancadas de trabalho e estantes de embalagens, foi possível eliminar por completo as estantes que se encontravam fora da célula de
126 produto já vem incluída na BOM do mesmo, o operador, aquando do alcance da embalagem, já sabe qual a embalagem a buscar e não tem necessidade de voltar a dirigir-se à estante de embalamento para troca da referência, tal como acontecia anteriormente. De modo a estimar os ganhos obtidos com esta nova configuração celular, no que à distância percorrida concerne, recorreu-se ao mesmo método utilizado anteriormente para cálculo das distâncias entre os equipamentos – método do centro de massa. A Tabela 32 resume as distâncias percorridas para o layout inicial e o final e evidencia as diferenças entre ambos. De notar que para o cálculo do tempo despendido, foi considerado que os operadores se movimentam a uma velocidade de 5km/h. Tabela 32 - Diferença da distância percorrida entre layout inicial e final. Família Layout inicial Layout final Diferença/lote Nr lotes/dia Distância total/dia (m) distância (m) tempo (s) distância (m) tempo (s) distância (m) tempo (s) Layout Inicial Layout Final Diferença (%) E922 26 18,7 8,9 6,4 17,1 12,3 10 1067,9 520,7 51% E993 38 27,1 14 9,8 24 17,3 11 E991 66 47,2 47 33,9 19 13,3 6 Pela análise da tabela anterior, verifica-se que existe uma redução considerável na distância percorrida para as famílias E922, E993 e E991 de cerca de 17, 24 e 19 metros, respetivamente, por cada lote de ferramentas montado. Considerando o número médio de lotes de cada família que são expedidos por dia, as diferenças, por cada dia de trabalho, ascendem aos 520 metros, verificando-se uma diferença de mais de 50% no que às distâncias percorridas concerne. 6.3.2 Implementação do sistema de abastecimento de materiais Como explicado na secção 5.1.5.1, foi desenvolvido um sistema de abastecimento para os materiais tais como pernos e parafusos. A implementação deste sistema permitiu eliminar por completo estas movimentações dos operadores da célula de montagem à logística para o alcance destes materiais. A Tabela 33 resume os resultados: Tabela 33 - Ganho obtido com implementação de sistema de abastecimento à montagem. Sem sistema de abastecimento Distância Montagem-Logística (m) Frequência diária Distância/dia (m) 65 6 390 Com sistema de abastecimento Distância Montagem-Logística (m) Frequência diária Distância/dia (m) 65 0 0 Diferença Distância (m) 390 Percentual (%) 100%
127 Como indicado pela tabela, por dia, em média, são realizadas cerca de seis viagens de ida e volta entre a Montagem e a Logística, culminado numa distância percorrida de 390 metros por dia que passou a zero metros com este sistema. Contudo, além do tempo gasto em deslocações, os operadores da montagem, quando chegam ao armazém, têm de esperar que um elemento da logística fique livre para poder satisfazer o seu pedido. Assim, para além da deslocação em si, os operadores da montagem têm depois de esperar que o material lhes seja entregue, tempo este que, em média, é de cinco minutos. Conjugados estes dados todos, é possível apurar a poupança gerado pela implementação deste sistema, ilustrada na Tabela 34: Tabela 34 - Poupança gerado pela implementação do sistema de abastecimento. Distância (km) Velocidade média (km/h) Tempo deslocação (h) Tempo de espera/dia (h) Custo (€/h) Custo/dia (€) Custo/ano (€) 0,39 5,00 0,078 0,5 11,1 6,4 1443,6 Em suma, com a implementação deste sistema poderia ser eliminada uma espera total de 30 minutos e um tempo de deslocação de quase cinco minutos por dia. No final do dia, isto reflete-se numa poupança de mais de seis euros e ao final do ano, assumindo 228 dias úteis de trabalho, a poupança gerada é de 1443,6 €. 6.4 Redução de não-conformidades Um dos objetivos inicialmente definidos foi a redução de não-conformidades, sendo que serão agora avaliados os resultados derivados das propostas de melhorias que visam mitigar este mesmo problema. Ao longo do capítulo 5 foram abordadas várias propostas que direta ou indiretamente mitigam ou eliminam as ocorrências de não conformidades. Assim, a Tabela 35 ilustra as não-conformidades mais prementes mencionadas na secção 4.2.6 e as respetivas propostas de mitigação das mesmas: Tabela 35 - Resumo das propostas de mitigação das não-conformidades. Não-conformidade Proposta para mitigação/deteção Gravação incorreta Gabaris para gravação Lista de tecnologias Sujidade nas ferramentas Sistema semi-automático para lavagem de ferramentas Cortantes esmilhados/fissurados Suportes para ferramentas em WIP Lupas Tampos das bancadas emborrachados Furos de lubrificação obstruídos Plano de formação Montagem incorreta Plano de formação
128 Tendo em conta que as propostas de melhoria que foram possíveis de implementar em tempo útil da escrita desta tese (todas exceto o sistema de lavagem de ferramentas) foram finalizadas até dezembro de 2023, não é possível ver os resultados dessas implementações. Deste modo, tentou-se apurar os ganhos destas propostas assumindo que as propostas de melhoria apresentadas terão a capacidade de eliminar por completo as ocorrências destas não-conformidades. Para tal, visto que o horizonte temporal onde se recolheu os dados das não-conformidades era de 1 de setembro de 2022 a 9 de março de 2023, extrapolou-se o custo incorrido nesse horizonte para um ano. De seguida, calculou-se o custo total anual incorrido apurado na Tabela 36 . Tabela 36 - Estimativa dos custos totais anuais das não-conformidades. Não-conformidade Ocorrências Custo total Custo total anual Cortante esmilhado/danificado 28 1246,0 € 2406,3 € Montagem incorreta 7 436,6 € 843,2 € Sujidade nas ferramentas 6 56,1 € 108,2 € Batimento radial fora de especificação 4 63,0 € 121,6 € Furos de lubrificação obstruídos 4 48,2 € 93,1 € Gravação incorreta 4 27,6 € 53,4 € Total 53 1877,5 € 3625,9 € Observando os dados da tabela acima, verifica-se que os custos totais anuais apenas para estas nãoconformidades ultrapassam os 3600 €, pelo que uma eliminação na totalidade destas ocorrências, resultaria numa poupança na mesma ordem. 6.5 Melhoria das condições ergonómicas e de segurança No que concerne às condições ergonómicas e de segurança, foram implementadas várias medidas na célula de montagem. Neste capítulo serão abordados os resultados produzidos por estas medidas. 6.5.1 Condições de segurança No que concerne ao risco de queimadura identificado em 4.2.10, a adoção do sistema semi-automático para lavagem de ferramentas evita por completo o risco de queimadura, visto que a introdução da ferramenta nas tinas de limpeza não é realizada diretamente pelo operador. De facto, este sistema ainda não foi implementado nem aprovado, visto haver dificuldade técnicas para adaptação do protótipo proposto à realidade física da empresa, nomeadamente, a dificuldade de integrar os eixos móveis nas tinas de limpeza já existentes.
129 Visto que o único dado que permite avaliar a eficácia destas medidas é o número de acidentes por queimaduras que ocorrem na célula de montagem, é de esperar que não ocorra mais nenhum acidente, desde que se implemente um sistema tendencialmente semelhante ao proposto. 6.5.2 Condições ergonómicas No que concerne às condições ergonómicas gerais da célula de montagem com a implementação das novas bancadas foi possível estudar previamente a altura das mesmas, tal como explícito na secção 5.1.2.2. Este ajuste permitiu que os operadores trabalhassem de modo mais confortável, diminuindo a fadiga acumulada no final de um dia de trabalho. Sendo a bancada de montagem ajustável em altura, e atendendo ao facto de se desempenharem tarefas na bancada que podem ser executadas em pé ou tarefas minuciosas que devem ser executadas enquanto sentado, esta flexibilidade permite que o operador, independentemente da sua altura ou tarefa a desempenhar, possa sempre trabalhar com uma altura de bancada que melhor se ajuste à sua estatura e tarefa. Em adição, o sistema de regulação da altura das bancadas permitia guardar até 3 posições prédefinidas, agilizando o ajuste – Figura 70. Figura 70 - Sistema de controlo de altura da bancada de montagem. Ademais, em conjunto com a bancada de montagem, foi adquirido um banco de trabalho ajustável e ergonómico. Este banco representa um incremento substancial no conforto do operador, visto que permite não só o ajuste em altura, como também possui encosto para a zona lombar – Figura 71.
130 Figura 71 - Novo banco da célula de montagem. Por fim, como referido em 4.2.10, para montagem de determinadas peças, o operador era forçado a manusear a ferramenta no colo, representando um risco de corte, visto que se trata exatamente de uma ferramenta de corte. Para eliminar este risco, adquiriu-se um suporte que se aparafusa ao tampo da bancada e que segura a ferramenta a partir do cone, permitindo, também, que esta rode 90º, tal como ilustrado em Figura 72. Figura 72 - Suportes para manipulação de ferramentas. 6.6 Síntese dos ganhos obtidos Até então neste capítulo, foram apurados os vários ganhos obtidos através da implementação das propostas de melhoria. Nesse sentido, urge sintetizar os vários resultados e apurar um resultado geral final.
131 Em primeiro lugar, verificou-se uma redução de 23 % da área total ocupada pela montagem, passando de 41 m2 para 32 m2. Em segundo lugar, registou-se uma redução das atividades de valor não acrescentado, sendo que o tempo empregue na realização destas atividades foi de 408 segundos no total para as três famílias face aos 520 segundos registados antes de melhorias. Em terceiro lugar, registou-se uma redução de mais de 50% na distância percorrida, no total das três famílias e, devido à implementação do sistema de abastecimento à montagem, evitou-se que os operadores percorressem 390 metros por dia, o que resulta em 1443,6 €. Como consequência destes pontos supracitados, foi possível diminuir o tempo de montagem das famílias consideradas. Os ganhos anuais calculados, têm em conta a formação de famílias realizada na secção 5.1.1 (Tabela 37). Tabela 37 - Poupança consequente da redução do tempo de operação. E922 E993 E991 Tempo de operação (s) Antes 57 72,6 264 Depois 41 60,4 223 Diferença 16 12,2 41 Unidades produzidas por ano 20431 11752 4668 Custo (€/h-H) 11,1 Poupança anual 1 008,0 € 442,0 € 590,0 € Total 2 040,0 € Em quarto lugar, apurou-se que tendo em conta as propostas de melhoria, foi possível eliminar as nãoconformidades mais impactantes imputadas à célula de montagem, obtendo-se um ganho de 3625,9€. Em quinto lugar, foram desenvolvidos sistemas e equipamentos que permitem um melhor conforto e segurança ao operador enquanto este desempenha as suas funções. No total, no que concerne às melhorias quantificáveis, serão poupados 7109,5€ por ano (Tabela 38) além de que as melhorias no conforto e segurança culminarão na redução do absentismo, aumento da motivação e em última instância, na proteção da integridade da vida humana. Tabela 38 - Tabela síntese dos ganhos obtidos. Proposta Poupança anual (€) Sistema de abastecimento 1 443,6 € Redução do tempo de operação 2 040,0 € Eliminação de não-conformidades 3 625,9 € Total 7 109,5 €
132 7 CONCLUSÕES Este capítulo apresenta as principais conclusões tecidas nesta dissertação, bem como apresenta algumas propostas de trabalho futuro que não puderem ser concretizadas durante este projeto. 7.1 Considerações Finais O projeto desenvolvido nesta dissertação foi o de reconfigurar uma célula de montagem numa indústria de ferramentas de corte. Os principais objetivos foram os de diminuir a área ocupada pela célula, reduzir o número de não-conformidades imputadas à célula, reduzir custos e simplificar o fluxo de materiais e de pessoas, entre outros. Para o cumprimento destes objetivos, numa primeira fase foram identificadas e calculadas todas as perdas, desperdícios ou falhas no funcionamento da célula antes de qualquer proposta de melhoria. Para tal, foi investido tempo no chão-de-fábrica junto dos operadores de modo a observar as dificuldades que sentiam e para verificar diretamente as perdas e desperdícios em que se estavam a incorrer. Durante esta fase foram utilizadas ferramentas como o diagrama de spaghetti, diagrama de sequênciaexecutante, diagrama de análise de processo e foi, ainda, realizado um estudo de tempos. De entre os vários problemas, destacaram-se a elevada distância percorrida, o número de não-conformidades e o tempo despendido em tarefas que não acrescentavam valor ao produto. Posteriormente, foi seguida a metodologia de projeto e implantação de células de produção de Alves (2007) de modo a apresentar as propostas de melhoria para a célula. Numa primeira fase, foram formadas grandes famílias de produtos conforme o grau de semelhança entre elas e a sua representatividade no mix de produção. Posteriormente, foram instanciadas as máquinas e equipamentos necessários para a produção dessas famílias tendo-se eliminado equipamentos não necessários tais como as mesas de apoio. De seguida foram instanciados os postos de trabalho, sendo que se teve em conta não o volume médio de carga que a célula de montagem registou durante os sete primeiros meses do ano, mas foram considerados os picos de WIP e o objetivo de se produzir ferramentas no valor de 60.000 € por dia. De modo a ser possível reduzir as deslocações que os operadores realizavam quer dentro da célula, quer para fora da célula, foi realizado um estudo de layouts , tendo-se recorrido ao método CORELAP para tal. No final, foi possível reduzir a área ocupada pela célula dos 41m2 para os 32 m2, culminado numa redução de 23%, permitindo, também, que as deslocações dos operadores para a montagem de um produto, de forma, geral, fossem reduzidas em 51%. Esta diminuição também só foi possível com a
133 mudança no método e organização do trabalho na célula, nomeadamente, com a implementação de um novo modo operatório que simplificou o fluxo de materiais e de pessoas. Em adição à mudança de layout e à implementação de Working Balance , o desenvolvimento de um sistema de abastecimento de materiais à célula eliminou as deslocações que os operadores faziam para alcançar material, representando uma poupança anual de 1443,6 €. A eliminação do número e do tempo despendido em tarefas de valor não acrescentado, permitiu reduzir o tempo de operação das famílias E922, E993 e E991 em 25%, 17% e 16%, respetivamente, culminado numa poupança anual de 2040 €. Ademais, foram utilizadas técnicas de 5S e de gestão visual de modo não só eliminar o material não necessário, bem como identificar e quantificar o necessário, tornando a sua busca mais fácil. Por fim, tratando-se o posto de trabalho de uma célula que manipula um elevado número de materiais diferentes, é essencial que o operador sejam o mais polivalente possíveis, tendo sido elaborado um plano de formação para tal que vise colmatar falhas de conhecimento identificadas através da matriz de competências e dotar os operadores de técnicas que previnam e/ou detetem não-conformidades. Em suma, os ganhos obtidos pela implementação das propostas de melhoria ascendem aos 7109 €. Destaque-se, ainda, algumas melhorias que não se traduzem diretamente em resultados palpáveis, mas de igual modo importantes: a incorporação da referência de embalagens na BOM do produto, referência essa que é obtido através de um algoritmo em VBA elaborado pelo autor da dissertação e a melhoria das condições de segurança e de conforto coma adoção de bancadas de trabalho mais ergonómicas e sistemas de segurança. Concluindo, face aos objetivos inicialmente tecidos, foram alcançados os seguintes: • aumento da flexibilidade do sistema; • redução do número de não-conformidades; • redução do lead time; • simplificação do fluxo de materiais e pessoas; • redução da área da célula; • aumento da produtividade; • redução de custos; • melhoria das condições de segurança e ergonómicas.
134 Numa outra vertente, importa destacar algumas dificuldades sentidas ao longo do projeto. Em primeiro lugar, a FMT apresenta um produto muito diversificado com mais de 50 famílias de produtos, sendo que cada uma tem as suas especificações e implica a realização de determinadas operações. Ou seja, numa fase inicial, o desafio foi o de conseguir perceber, do melhor modo possível, as características de cada ferramenta. Derivado do ponto anterior, para qualquer mudança de equipamentos ou método de trabalho teve de se considerar este vasto número de produtos, sob pena de se estar a melhorar um processo de fabrico e a piorar outro. Em segundo lugar, aquando de qualquer proposta de melhoria preliminar ou apenas debate de ideias, tive o cuidado de apresentar os meus argumentos de forma estruturada e simples, visto que, numa fase inicial, quando não o fazia, o resultado da discussão era sempre negativo, devido à natural resistência à mudança por partes dos operadores. Também aprendi que estabelecer uma relação próxima, profissional e saudável com os operadores era uma sólida base para qualquer discussão e implementação de melhorias. Por fim, a priori de apresentar qualquer proposta, percebi que deveria recolher dados e evidências que mostrassem, indubitavelmente, os benefícios da proposta para o operador, quer numa vertente de conforto e segurança, quer numa vertente de facilitar e simplificar as suas tarefas, sob pena de essa proposta não ser bem acolhida. Em terceiro lugar, friso o desafio que foi o de me adaptar à rotina da empresa e às exigências que naturalmente se requerem a um jovem engenheiro. 7.2 Trabalho futuro A filosofia kaizen pressupõe uma melhoria contínua e o buscar pela excelência. Este é um dos motes pelo qual todas as organizações devem atuar. Apesar de terem sido alcançados resultados significativos, existe margem para testar e implementar novas ideias que não foram possíveis de estudar durante o tempo útil deste projeto. Como tal, existe margem de melhoria no que ao funcionamento da célula de montagem concerne e ao funcionamento da FMT como um todo. Assim, dividiu-se as propostas de trabalho futuro em dois aspetos, as propostas relativas á célula de montagem em particular e às relativas a toda a fabrico em geral. Em primeiro lugar, no que concerne à célula de montagem, existe margem de melhoria no que concerne à digitalização e automatização de processos. Nomeadamente em relação a tarefas de preparação do programa quer de equilibragem, quer de gravação. De facto, os dados que o operador tem de inserir podem ser retirados diretamente o ERP da empresa, eliminando-se, assim, uma tarefa manual,
135 diminuindo-se o tempo de operação e a margem de erro. Deste modo, a inserção manual de dados podia ser substituída pelo scan do código de barras relativo ao produto. Ainda relativamente à célula podem ser implementadas luzes andon na estante de pernos e parafusos, sendo que o operador, após realizar o scan do código de barras do produto, recolhia o material onde uma luz verde se acendesse, diminuindo o tempo de procura pelo material e atuando também como um mecanismo Poke-Yoka, na medida em que as luzes só se apagariam quando o operador alcançasse todo o material necessário para a montagem da ferramenta, prevenindo a posteriori não conformidades relativas a “montagem incorreta” por falta de componentes Em segundo lugar, existem dois tópicos que não são da responsabilidade da célula de montagem, mas que influenciam diretamente o seu funcionamento: o inconstante fluxo de carga durante o ano e a desequilibragem das ferramentas de aço. O fluxo de carga inconstante deve-se ao facto de a FMT trabalhar sob uma filosofia de engineering-toorder , ou seja, os produtos manufaturados são desenhados e projetados de propósito para determinado cliente e para determinada aplicação. Como consequência a FMT está sujeita às flutuações de projetos que provenientes de empresas que fornecem a indústria automóvel e aos ciclos de procura e oferta dessa indústria, sendo, por isso, o seu fluxo de produção muito volátil e variável. Este facto obriga a sobredimensionar os recursos da célula de montagem e a prepará-la para os picos de carga. Já os desequilíbrios das ferramentas obrigam a ciclos sucessivos de equilibragem e furação/introdução de pernos para ajuste do centro de massa. De notar que é suposto que a montagem faça esta tarefa com a frequência que se verifica atualmente, visto que as ferramentas são projetas com um centro de massa perfeitamente centrado, na teoria. Assim, estes dois problemas devem ser endereçados o mais rapidamente, para que o fluxo de matérias na célula seja mais fluído e constante.