Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios

Universidade do Minho Escola de Engenharia Cátia Daniela Correia Cruz Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios setembro de 2020 Universidade do Minho Escola de Engenharia Cátia Daniela Correia Cruz Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios Dissertação de Mestrado Mestrado em Engenharia Industrial Ramo de Gestão Industrial Trabalho efetuado sob a orientação do(a) Professor Doutor José Dinis de Araújo Carvalho Professora Doutora Susana Raquel Pinto da Costa outubro de 2020 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 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/ Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios iii AGRADECIMENTOS “ O que prevemos raramente ocorre; o que menos esperamos geralmente acontece.” (Benjamin Disraeli) Marcada por altos e baixos, chega ao fim esta etapa do meu percurso que, mesmo fugindo ao planeado, foi levada a cabo com sucesso. Mas, como em qualquer viagem, sozinha posso ir mais rápido, mas acompanhada vou mais longe, pelo que não podia deixar de agradecer às pessoas que contribuíram para a conclusão desta dissertação. Aos meus orientadores, Professor Dinis Carvalho e Professora Susana Costa, muito obrigada por toda a disponibilidade, orientação e motivação dada ao longo deste projeto. Agradeço à Aptiv pela oportunidade fantástica de realizar o estágio e adquirir novos conhecimentos na área, em especial, à minha orientadora de estágio Dora Enes, por todo o suporte, pelos ensinamentos e pela confiança depositada ao longo desta experiência. A todos os colegas da equipa de Engenharia, obrigada pelo apoio, companheirismo e motivação que deram ao longo do estágio, e ao Engenheiro Jorge Duarte obrigada pelo acompanhamento e integração desde o primeiro dia. Aos meus pais, obrigada por me darem a possibilidade de realizar o mestrado, por me permitirem alcançar sonhos mais altos e por toda a paciência e carinho ao longo deste caminho. Ao meu irmão, obrigada por seres o meu pilar e distração nos tempos mais difíceis. Aos meus amigos e “ímpares”, obrigada pela paciência, compreensão e incentivo aos longos dos últimos meses. Às minhas colegas de curso, Carlota e Diana, que entraram comigo nesta viagem, obrigada por todo o apoio quando as coisas não foram fáceis e pela vossa amizade que fica para sempre. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 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. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios v RESUMO A presente dissertação foi realizada no âmbito do Mestrado em Engenharia Industrial – Gestão Industrial da Universidade do Minho e o projeto apresentado na mesma foi desenvolvido durante o estágio curricular realizado ao abrigo da empresa AptivPort Services S.A, localizada em Braga. O projeto teve como objetivo principal a implementação de uma nova linha de produção para um novo produto inserido no portefólio da organização, tendo como objetivos mais específicos atingir um tempo de ciclo aproximado de 90 segundos na produção em série, estruturar postos de trabalho ergonómicos, conseguir “ one-piece-flow” e zero defeitos à saída da linha. A primeira fase do projeto consistiu no enquadramento bibliográfico sobre os temas de Lean Production , produção em célula, ergonomia e ferramentas de avaliação ergonómica, antropometria e indicadores de desempenho. Posteriormente apresentou-se o estado inicial do contexto do projeto, definindo qual o objetivo para o estado futuro e estabelecendo-se as ações necessárias para o atingir. Após a definição das ações, iniciou-se a incorporação do novo produto, sendo explicado todo o procedimento efetuado desde o balanceamento teórico da linha de produção até à implementação da linha no chão de fábrica. Após a implementação da linha efetuou-se uma análise ao desempenho da mesma durante a fase de pré-séries relativamente a indicadores de desempenho, requisitos ergonómicos e outros fatores onde surgiram oportunidades de melhoria. Como o projeto passou por implementar uma linha de produção nova, os resultados obtidos traduziramse na linha propriamente dita, ou seja, na sua implementação física com sucesso, tendo-se conseguido “ one-piece-flow ” e sendo adotados mecanismos para conseguir zero defeitos à saída da linha. Adicionalmente, obtiveram-se resultados ao nível da redução de tempos de ciclo e melhorias ao nível da qualidade e ergonomia. Estabeleceu-se, ainda, um padrão relativamente às dimensões dos postos de trabalho para cumprir com os requisitos ergonómicos e, na fase de pré-séries, o tempo de ciclo verificado cumpriu com o takt time definido. PALAVRAS-CHAVE Antropometria, Configuração de linhas de produção, Ergonomia, Implementação de novos produtos, Lean Production Design and implementation of a new car radio production line vi ABSTRACT This dissertation was carried out within the scope of the Master’s in Industrial Engineering – Industrial Management at the University of Minho and the project presented was developed during the curricular internship carried out under the company AptivPort Services S.A., located in Braga. The project’s main objective was to implement a new production line for a new product inserted in the organization’s portfolio and had more specific objectives as reaching a cycle time of approximately 90 seconds in series production, structuring ergonomic workstations, achieve one-piece-flow and zero defects at the end of the line. The first phase of the project consisted in the bibliographic framework of the dissertation about Lean Production, cellular manufacturing, ergonomics and ergonomic assessment tools, anthropometry and performance indicators. Subsequently, the initial state of the project’s context was presented, as the future state was defined and the necessary actions to achieve it were established. After defining the actions, the incorporation of the new product began and the entire procedure carried out was explained, from the theoretical balancing of the production line to the implementation of the line on the factory floor. After the implementation of the line, an analysis was made of its performance during the pre-series phase in relation to performance indicators, ergonomics requirements and other factors where opportunities for improvement arose. As the purpose of the project was the implementation of a new production line, the results obtained were translated into the line itself, that is, in its successful physical implementation, having achieved one-pieceflow and adopting mechanisms to achieve zero defects at the end of the line. Additionally, it was possible to obtain results in terms of reduced cycle times and improvements in terms of quality and ergonomics. A standard was also established regarding the dimensions of the workstations to comply with the ergonomic requirements and, in the pre-series phase, the cycle time verified complied with the defined takt time. KEYWORDS Anthropometry, Configuration of production lines, Ergonomics, Implementation of new products, Lean Production Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios vii ÍNDICE Agradecimentos .................................................................................................................................. iii Resumo .............................................................................................................................................. v Abstract .............................................................................................................................................. vi Índice de Figuras ................................................................................................................................ x Índice de Tabelas .............................................................................................................................. xiii Índice de Equações ........................................................................................................................... xvi Lista de Abreviaturas, Siglas e Acrónimos ......................................................................................... xvii 1. Introdução .................................................................................................................................. 1 1.1 Enquadramento ................................................................................................................. 1 1.2 Objetivos ............................................................................................................................ 2 1.3 Metodologia de investigação ............................................................................................... 2 1.4 Estrutura da dissertação ..................................................................................................... 5 2. Enquadramento teórico ............................................................................................................... 7 2.1 Lean Production ................................................................................................................. 7 2.1.1 Toyota Production System .............................................................................................. 8 2.1.2 Princípios Lean Thinking .............................................................................................. 12 2.1.3 Conceito de desperdício ............................................................................................... 13 2.2 Ferramentas e metodologias Lean .................................................................................... 16 2.2.1 Standard Work ............................................................................................................. 16 2.2.2 Metodologia 5S ............................................................................................................ 18 2.2.3 Gestão Visual ............................................................................................................... 19 2.2.4 Mecanismos Poka Yoke ................................................................................................ 20 2.3 Produção em célula ......................................................................................................... 21 2.4 Ergonomia ....................................................................................................................... 22 2.4.1 Conceito de ergonomia ................................................................................................ 23 2.4.2 Ferramentas de avaliação ergonómica .......................................................................... 23 2.5 Antropometria .................................................................................................................. 25 2.5.1 Princípios antropométricos ........................................................................................... 26 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios viii 2.5.2 Dimensões antropométricas mínimas e máximas ......................................................... 27 2.5.3 Dados antropométricos ................................................................................................ 27 2.6 Dimensionamento do espaço de trabalho ......................................................................... 30 2.6.1 Restrições no dimensionamento dos postos de trabalho ............................................... 32 2.6.2 Posto de trabalho em pé .............................................................................................. 34 2.7 Indicadores de desempenho ............................................................................................. 35 2.7.1 Capacidade Produtiva .................................................................................................. 35 2.7.2 Eficiência do sistema ................................................................................................... 36 2.7.3 Índice de planura ......................................................................................................... 37 3. Descrição da situação inicial ...................................................................................................... 38 3.1 A empresa – APTIV .......................................................................................................... 38 3.2 Projeto a desenvolver na empresa .................................................................................... 40 3.3 Caracterização do novo produto ....................................................................................... 40 3.4 Processo produtivo do novo produto e fluxo de materiais .................................................. 41 3.4.1 Área produtiva do Edifício 2 .......................................................................................... 41 3.4.2 Área produtiva do Edifício 1 .......................................................................................... 43 3.5 Definição do estado futuro e necessidades do projeto ....................................................... 47 4. Implementação de uma nova linha de produção ........................................................................ 50 4.1 Fases da integração de um novo produto na empresa ...................................................... 50 4.2 Balanceamento da linha de produção ............................................................................... 53 4.2.1 Cálculo do takt time ..................................................................................................... 53 4.2.2 Conteúdo de trabalho dos postos ................................................................................. 54 4.2.3 Cálculo do número de operadores e equipamentos ....................................................... 60 4.3 Produção em pré-séries .................................................................................................... 61 4.3.1 Protótipo da nova linha de montagem .......................................................................... 62 4.3.2 Disposição da linha de montagem ................................................................................ 63 4.3.3 Postos de trabalho ....................................................................................................... 64 4.3.4 Material e rampas de abastecimento ............................................................................ 67 4.3.5 Instruções de trabalho normalizadas ............................................................................ 72 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios xv Tabela 63 - Pontuação para a postura do membro superior (Antebraço) do posto de trabalho 3 ....... 130 Tabela 64 - Pontuação para a postura do membro superior (Pulso) do posto de trabalho 3 .............. 131 Tabela 65 - Pontuação para a postura do membro superior (Rotação pulso) do posto de trabalho 3 . 131 Tabela 66 - Pontuação para a postura do pescoço do posto de trabalho 3 ....................................... 132 Tabela 67 - Pontuação para a postura do tronco do posto de trabalho 3 .......................................... 132 Tabela 68 - Pontuação para a postura dos membros inferiores do posto de trabalho 3 ..................... 133 Tabela 69 - Pontuação para a postura do membro superior (Braços) do posto de trabalho 4 ............ 133 Tabela 70 - Pontuação para a postura do membro superior (Antebraço) do posto de trabalho 4 ....... 134 Tabela 71 - Pontuação para a postura do membro superior (Pulso) do posto de trabalho 4 .............. 134 Tabela 72 - Pontuação para a postura do membro superior (Rotação pulso) do posto de trabalho 4 . 135 Tabela 73 - Pontuação para a postura do pescoço do posto de trabalho 4 ....................................... 135 Tabela 74 - Pontuação para a postura do tronco do posto de trabalho 4 .......................................... 136 Tabela 75 - Pontuação para a postura dos membros inferiores do posto de trabalho 4 ..................... 136 Tabela 76 - Cálculo dos tempos de ciclo da pré-série 1 .................................................................... 137 Tabela 77 - Cálculo dos tempos de ciclo da pré-série 2 .................................................................... 137 Tabela 78 - Cálculo dos tempos de ciclo da pré-série 3 .................................................................... 137 Tabela 79 - Cálculo dos tempos de ciclo da pré-série 4 .................................................................... 137 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios xvi ÍNDICE DE EQUAÇÕES (Equação 1) ...................................................................................................................................... 11 (Equação 2) ...................................................................................................................................... 36 (Equação 3) ...................................................................................................................................... 36 (Equação 4) ...................................................................................................................................... 36 (Equação 5) ...................................................................................................................................... 36 (Equação 6) ...................................................................................................................................... 36 (Equação 7) ...................................................................................................................................... 36 (Equação 8) ...................................................................................................................................... 37 (Equação 9) ...................................................................................................................................... 37 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios xvii LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E ACRÓNIMOS AOI Automated Optical Inspection AVI Automated Vision Inspection CBA Circuit Board Assembly CMI Control and Monitoring Interface EOL End of Line FOT First of Tool IC Integrated Circuits IT Instruções de Trabalho JIT Just-In-Time LMERT Lesões músculo-esqueléticas relacionadas com o trabalho MOL Middle of Line MSD Manufacturing System Design OEE Overall Equipment Effectiveness PC&L Planeamento e Controlo Logístico PCB Printed Circuit Boards PPIE Pre Production Industrial Engineering QRC Quick Response Code RULA Rapid Upper Limb Assessment SMT Surface Mount Technology SWCT Standard Work Combination Table TC Tempo de Ciclo TPS Toyota Production System WCT Work Combination Table WIP Work in Process Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 1 1. INTRODUÇÃO O presente documento descreve o projeto de dissertação desenvolvido na empresa AptivPort Services S.A., no âmbito do Mestrado em Engenharia Industrial – ramo de Gestão Industrial. Este capítulo apresenta o enquadramento da dissertação, os objetivos estabelecidos para o projeto, a metodologia de investigação adotada e, por último, a estrutura da dissertação. 1.1 Enquadramento Na atualidade, devido à rápida mudança do ambiente no mundo empresarial, as organizações são forçadas a enfrentar desafios e complexidades cada vez maiores, estando o seu sucesso dependente da sua capacidade de responder de forma sistemática e contínua às mudanças do mercado (Sundar, Balaji & Kumar, 2014). O projeto de dissertação foi realizado numa empresa que produz autorrádios, displays , sistemas de navegação e sistemas de controlo para as principais marcas da indústria automóvel, a AptivPort Services S.A. Caracterizada por primar pelo cumprimento dos requisitos dos clientes, a empresa tem de se adaptar aos novos produtos e à alteração dos produtos existentes no mercado global, o que implica muitas vezes uma alteração do sistema produtivo. No caso deste projeto, ocorreu a necessidade de implementar uma nova linha de produção, na secção de Montagem Final, com a introdução de um novo produto no portefólio da empresa, dado que esta não possuía no seu sistema produtivo nenhum produto com o mesmo processo de montagem e que permitisse a utilização de uma linha de montagem final já existente. A integração da filosofia do Lean Production é um ponto obrigatório em todo o projeto, uma vez que o seu uso é uma realidade no funcionamento da Aptiv , sendo uma ferramenta essencial para a adaptação aos mercados cada vez mais exigentes e competitivos. A filosofia Lean Production é oriunda do Toyota Production System (TPS), que surgiu como alternativa ao sistema de produção em massa (Monden, 2012). O TPS assenta em dois pilares principais, nomeadamente, a autonomation e a produção Just-In-Time (JIT) e tem como objetivo reduzir ou eliminar todos os desperdícios para diminuir os custos e aumentar a produtividade (Monden, 2012; Ohno, 1988). O termo Lean ganhou popularidade no livro “ The Machine That Changed The World” (Womack, Jones & Roos, 1990), e mais tarde, Womack e Jones (2003) aprofundaram o conceito, tendo surgido o Lean Thinking , que assenta em cinco princípios: definição de valor, cadeia de valor, fluxo contínuo, produção puxada e busca pela perfeição. Um sistema Lean é alcançado através da ligação de todas as etapas que Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 2 criam valor numa sequência contínua (Haque & James-moore, 2004) e da eliminação de desperdícios e ações desnecessárias, sendo estes o transporte, stock , sobreprocessamento, sobreprodução, esperas, defeitos, movimentos e o não aproveitamento do potencial humano (Liker, 2004; Ohno, 1988). Para tal, existem várias ferramentas que permitem atingir estes objetivos e manter o ideal de melhoria contínua na empresa como os 5S, o standard work , o poka-yoke , a gestão visual, entre outras. Uma das partes centrais do TPS recaí sobre a força laboral, devendo-se providenciar à mesma todas as condições ótimas para realizar o seu trabalho, assim como para a manter motivada e satisfeita, pelo que a utilização de ferramentas de avaliação ergonómica aquando a implementação de uma linha nova é fundamental, de forma a diminuir o máximo possível o esforço humano e o risco. Para tal, são várias as ferramentas que permitem avaliar e conceber tarefas, postos de trabalho, produtos, ambientes e sistemas, de forma a torná-los compatíveis com as capacidades, necessidades e limitações das pessoas (International Ergonomics Association, 2019). 1.2 Objetivos O objetivo principal deste projeto consiste na implementação de uma nova linha de produção para um novo produto a ser inserido no portefólio da empresa. Assim, tem-se como foco atingir o melhor desempenho possível aquando a implementação da linha, indo sempre ao encontro dos requisitos préestabelecidos. Alguns objetivos específicos são: • Atingir o Tempo de Ciclo (TC) próximo de 90 segundos na produção em série; • Conseguir “ one-piece-flow ”; • Conseguir zero defeitos à saída da linha; • Estruturar postos de trabalho ergonómicos. 1.3 Metodologia de investigação A metodologia determina a linha de pensamento do projeto, definindo um plano de atuação com vista ao cumprimento dos objetivos propostos para a investigação, pelo que a sua definição é essencial, de forma a cumprir com sucesso o projeto e garantir que este se encontre compreensível e corretamente estruturado (Oliveira, 2011). Neste projeto, a filosofia adotada é a do realismo, que diz que apenas os fenómenos observáveis podem fornecer dados confiáveis para a investigação. Também se adota o método misto, que utiliza técnicas de recolha e procedimentos de análise de dados quantitativos e Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 3 qualitativos, em paralelo ou sequencialmente, mas sem os combinar. Este projeto decorreu num horizonte temporal transversal e no decorrer da investigação foram utilizadas técnicas de observação participativa e análise documental (Saunders, Thornhill & Lewis, 2009). Com o intuito de alcançar todos os objetivos propostos para este projeto, utilizou-se como base a metodologia Action Research (Investigação-Ação), que promove a mudança na organização e permite o envolvimento de todos os intervenientes no projeto, sendo adequada a situações que necessitem de flexibilidade (Coughlan & Coghlan, 2002). A escolha recaiu sobre esta metodologia, uma vez que a investigadora assumiu um papel igual ao de um colaborador na empresa, tendo assim uma postura participativa e interativa, não sendo apenas uma mera observadora. Esta metodologia de investigação envolve cinco etapas fundamentais, que se encontram identificadas na Figura 1 (Susman & Evered, 1978). O projeto foi dividido em várias fases no horizonte temporal, tendo-se adaptado as fases da metodologia de Investigação-Ação à realidade do projeto. Assim, o primeiro passo adotado foi o enquadramento bibliográfico de temas relacionados com o projeto , de modo a serem constituídos alicerces para fundamentar o projeto. Contudo, apesar de a pesquisa bibliográfica ser estabelecida como a primeira etapa devido à sua intensidade na fase inicial, esta foi efetuada ao longo de todo o projeto. Para efetuar este enquadramento recorreu-se ao uso de fontes primárias (por exemplo, teses e artigos científicos), fontes secundárias (por exemplo, livros e revistas científicas) e fontes terciárias. A segunda fase consistiu na descrição da situação inicial do contexto onde decorreu o projeto, sendo apresentada a empresa onde foi realizado o projeto, o produto para o qual foi implementada a nova linha de produção, assim como o seu processo produtivo e fluxo de materiais. Posteriormente, foi definido o estado futuro que se pretendia alcançar com o projeto e foram identificadas as necessidades que Diagnóstico Planeamento de ações Implementação de ações Avaliação dos resultados Especificação de aprendizagem Figura 1 - Etapas da metodologia Investigação-Ação (Adaptado de Susman & Evered, 1978) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 4 advinham do mesmo, sendo planeadas as ações a serem tomadas para conseguir atingir o estado pretendido. A fase seguinte consistiu na implementação das ações estabelecidas , sendo apresentado todo o processo para atingir o estado futuro pretendido. Assim, estabeleceu-se o takt time, definiu-se o número de postos de trabalho necessários, realizou-se o balanceamento dos mesmos, assim como o seu estudo ergonómico, efetuou-se a análise da melhor forma de abastecimento da linha e a estruturação da incorporação de sistemas à prova de erro. De forma a cumprir estas atividades foram utilizadas várias ferramentas Lean como o poka-yoke , a gestão visual, o standard work e os 5S. Esta fase exigiu, a partir de certo ponto, que a linha se encontrasse em funcionamento para as pré-séries e, consequentemente, foi necessário dar formação às operadoras relativamente aos processos de montagem do novo produto e realizar Instruções de Trabalho (IT) normalizadas. Posteriormente, na fase que objetiva a análise dos resultados obtidos , verificou-se se a linha estava a produzir conforme planeado e se eram necessários ajustes, havendo um estudo de eventuais oportunidades de melhoria. Desta forma, efetuou-se um estudo dos tempos de ciclo, analisou-se o balanceamento da linha e da sua eficiência e implementaram-se as melhorias identificadas. Na etapa da especificação de aprendizagem foram retiradas as conclusões do projeto, sendo elaborada uma revisão a todo o projeto, concluindo acerca do cumprimento dos objetivos, das melhorias implementadas, dos obstáculos enfrentados e do trabalho futuro. A fase da escrita de dissertação , embora apresentada como a última, ocorreu simultaneamente ao longo de quase todo o projeto, uma vez que os dados recolhidos e medidas adotadas foram sendo registados à medida que ocorreram. Na Figura 2 encontram-se representadas sequencialmente todas as etapas da metodologia adotada ao longo do projeto. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 5 1.4 Estrutura da dissertação O presente projeto de dissertação é constituído por 6 capítulos e duas secções compostas por Apêndices e Anexos. O capítulo inicial consiste na Introdução , onde é elaborado o enquadramento do tema da dissertação, são apresentados os objetivos do projeto, a metodologia de investigação utilizada e é feita a descrição da estrutura da dissertação. No segundo capítulo, o Enquadramento teórico , são expostos os conceitos que fundamentam a investigação, começando por abordar a filosofia do Lean Production , incluindo temas como o Toyota Production System , os princípios do Lean Thinking , os desperdícios Lean e as ferramentas e técnicas da filosofia mais relevantes para o projeto. É ainda efetuado um enquadramento sobre produção em célula, ergonomia, ferramentas de avaliação ergonómica e antropometria, uma vez que o projeto consiste em implementar uma linha de produção nova que cumpra com os requisitos ergonómicos. No final do capítulo são descritos os indicadores de desempenho relevantes para o projeto. O terceiro capítulo consiste no Descrição da situação inicial , sendo apresentada a empresa onde se realizou o projeto, mencionando os seus clientes, produtos e organização a nível global e nacional. Posteriormente é caracterizado o produto para o qual foi implementada uma nova linha de produção, sendo ainda descrito o seu processo produtivo nos vários complexos da empresa, dando maior ênfase às secções produtivas do Edifício 1, local onde foi realizado o projeto. Neste capítulo é ainda definido o estado futuro que se pretende alcançar com o projeto e são identificadas as necessidades que advém do mesmo, sendo planeadas as ações necessárias para atingir o estado futuro pretendido. Revisão bibliográfica Descrição da situação inicial Definição do estado futuro e planeamento das ações Implementação das ações Análise dos resultados Especificação de aprendizagem Escrita da dissertação Figura 2 - Etapas da metodologia adaptada ao projeto Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 6 O quarto capítulo, Projeto e implementação de uma nova linha de produção , traduz-se na descrição da implementação das ações estabelecidas para o projeto. Primeiramente são referidas as fases de um projeto de integração de um novo produto na empresa, apresentando-se depois o estudo do balanceamento teórico da linha de montagem, desde o cálculo do takt time ao cálculo do número de operadores e equipamentos necessários. Este capítulo contém ainda uma secção dedicada à fase de pré-séries, onde são descritos os vários pontos realizados ao longo dessa fase, uma secção dedicada à avaliação ergonómica, onde é efetuada a avaliação ergonómica dos postos de trabalho e o dimensionamento antropométrico dos postos de trabalho, e uma secção dedicada à fase de validação da linha de produção. No quinto capítulo, Resultados , é apresentada a análise do processo produtivo na linha de produção durante a fase de pré-séries, assim como a discussão dos resultados obtidos com a implementação da linha e as melhorias implementadas. Por último, no capítulo Conclusões são retiradas as considerações finais relativamente aos objetivos do projeto e ao trabalho futuro que ainda pode ser desenvolvido pela empresa. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 7 2. ENQUADRAMENTO TEÓRICO No presente capítulo é elaborado o enquadramento teórico dos temas que fundamentam o projeto descrito na dissertação. Com este objetivo, primeiramente aborda-se brevemente a evolução histórica do Lean Production e a sua origem no Toyota Production System . Para complementar, são ainda descritos os princípios da filosofia Lean Thinking e o conceito de desperdício no contexto industrial. Posteriormente, é apresentada uma secção onde são descritas as ferramentas e técnicas da filosofia que são relevantes para a presente dissertação. Para além dos temas referidos, é ainda abordado o conceito de produção em célula, ergonomia, incluindo as ferramentas de avaliação ergonómicas consideradas pertinentes para o projeto, antropometria e os indicadores de desempenho mais relevantes para o projeto. 2.1 Lean Production Na atualidade, a filosofia Lean Production é uma das filosofias mais adotadas nas empresas das várias indústrias do mundo, tendo como objetivo principal maximizar o valor para o cliente através da eliminação dos desperdícios do sistema produtivo, mantendo o foco na melhoria contínua (Lacerda, Xambre & Alvelos, 2016). Esta filosofia teve origem no TPS, no entanto, os conceitos associados passaram por um processo evolutivo. Os conceitos inerentes ao TPS têm como base o conceito do fluxo contínuo e da linha de montagem em movimento criados por Henry Ford (Correia, Silva, Gouveia, Pereira & Ferreira, 2018). O termo Lean foi referenciado pela primeira vez em 1988 por John Krafcik em “ Triumph of the Lean Production System ”. Krafcik fazia parte da equipa liderada por James Womack que participou num projeto sobre a indústria automóvel e do qual resultou o livro “ The Machine That Changed The World ” (Carvalho, 2010). Foi nesta publicação de Womack, Jones e Ross (1990) que o conceito do Lean foi popularizado, sendo apresentada uma comparação entre os diferentes sistemas de produção existentes na indústria automóvel, constatando-se que o TPS, que era o sistema de produção utilizado na Toyota , apresentava melhor desempenho comparativamente ao sistema da produção em massa utilizado no Ocidente. Comparativamente com o sistema de produção em massa, o Lean Production tem capacidade de “fazer mais com menos”, ou seja, é possível gerar produtos com menos material, menos investimento, menos stock , menos espaço ocupado e menos esforço humano (Wilson, 2010). O Lean Production é caracterizado por ser uma filosofia de crescimento a longo prazo que permite gerar valor para o cliente, a sociedade e a economia, com o objetivo de reduzir custos, melhorar prazos de entrega Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 14 Os desperdícios são considerados os principais inimigos da filosofia Lean e são representados pelos 3M’s: Muda , Mura e Muri , sendo traduzidos para desperdício, distribuição desigual e sobrecarga (Liker, 2004). Muda significa desperdício, consistindo em toda a atividade humana que consome recursos, mas não acrescenta valor, pelo que deve ser reduzida ou eliminada. Por outras palavras, representa todos os componentes do produto e/ou serviço pelos quais o cliente não está disposto a pagar (Pinto, 2014). Mura representa a variabilidade, referindo-se às anomalias e às instabilidades na produção do produto e/ou serviço. Para eliminar este tipo de desperdício é necessário a adotar um sistema JIT, produzindo apenas o necessário quando pedido (Pinto, 2014). Muri significa sobrecarga, traduzindo-se na utilização de uma pessoa ou máquina a um nível superior dos seus limites. De forma a eliminar este desperdício é necessário uniformizar o trabalho, tornando os processos mais previsíveis, estáveis e controláveis (Liker, 2004; Pinto, 2014). Ohno (1988) identificou os sete principais tipos de desperdícios ( Muda ) num sistema de produção: • Defeitos: Traduz-se na produção de produtos fora das especificações pelo cliente. Normalmente devem-se à falta de processos normalizados, a falhas nos sistemas de controlo da qualidade ou a erros humanos, o que provocará um efeito negativo na produtividade e nos custos de produção (Lacerda et al ., 2016). Os produtos não conformes podem ter dois destinos distintos: serem enviados para refugo, devido ao facto de não existir forma de poderem ser aproveitados, ou serem retrabalhados, passando por um processo que permite a recuperação do produto, não acrescentado valor ao mesmo (Melton, 2005). • Esperas: Diz respeito aos períodos de tempos improdutivos que as pessoas, máquinas, materiais ou informação estão parados à espera de executar a sua função (Dennis, 2015). O motivo da paragem pode ser falta de material, balanceamento inadequado das linhas, elevados lotes de Figura 6 - Tipos de atividades numa organização (Adaptado de Pinto, 2008) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 15 produção, elevados tempos de setup , avaria de equipamentos, entre outros, levando ao aumento do lead time e à deficiência do fluxo produtivo (Monden, 2012; Ohno, 1988). • Sobreprocessamento ou Processamento incorreto: Consiste em realizar mais operações do que aquelas exigidas pelo cliente a nível de qualidade do produto e das suas características (ElNamrouty & Abushaaban, 2013). Para além desta situação, em que são realizadas mais atividades do que as planeadas, este defeito também pode ocorrer quando na produção são utilizadas ferramentas inadequadas e procedimentos ou sistemas incorretos (Hines & Taylor, 2000). Estes desperdícios ocorrem muitas vezes devido à falta de formação dos colaboradores e uniformização dos processos, o que resulta no aumento do número de defeitos (Hines & Taylor, 2000; Lacerda et al ., 2016). • Sobreprodução: Traduz-se na produção de quantidades superiores às requeridas pelos clientes, à produção antecipada ou produzir a uma cadência superior à necessária (Liker, 2004). Este desperdício é considerado o pior de todos, uma vez que pode levar ao surgimento dos restantes tipos de desperdícios (Ohno, 1988). • Movimentações: Consiste em todas as atividades do operador nas quais este se movimenta desnecessariamente, não adicionando valor ao produto final e, por essa razão, o cliente não está disposto a pagar por elas. As causas normalmente associadas são a má elaboração do layout fabril, a desarrumação dos postos de trabalho ou a inexistência de processos normalizados (Melton, 2005). • Inventário: Diz respeito ao excesso de matéria-prima, WIP ou produto acabado. Este excesso causa lead times mais longos, obsolescência, danificação de materiais e maiores custos de transporte e de armazenamento (Liker, 2004). Este defeito esconde desequilíbrios nos sistemas produtivos das empresas, contribuindo para a diminuição da competitividade das mesmas e para a redução do fluxo de valor (Hines & Rich, 1997). • Transporte: Trata-se da movimentação ou transferência de matéria-prima, WIP ou produtos acabados no chão de fábrica (Liker, 2004). O transporte é muitas vezes uma atividade necessária à produção, no entanto, não acrescenta valor ao produto, pelo que na impossibilidade de ser eliminada, deve ser minimizada o máximo possível (Hines & Rich, 1997). Liker (2004) identificou ainda um oitavo desperdício que consiste no não aproveitamento do potencial humano . Ou seja, trata-se das ideias, propostas de melhoria, capacidades e aprendizagens que são Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 16 perdidas ao não envolver e ouvir os colaboradores. A utilização das propostas dos colaboradores tornaos mais motivados e, consequentemente, o ambiente torna-se mais propício para trabalhar. 2.2 Ferramentas e metodologias Lean Tendo como foco maximizar o valor através da redução dos desperdícios e da melhoria contínua, a filosofia Lean Production recorre a um conjunto de ferramentas e metodologias que permitem as organizações simplificar e otimizar as suas operações e processos produtivos, assim como eliminar os desperdícios do sistema (Alves & Alves, 2015; Belekoukias, Garza-Reyes & Kumar, 2014). Desta forma, nesta secção são descritas algumas ferramentas e metodologias da filosofia Lean Production , sendo apenas apresentadas as mais pertinentes para a realização desta dissertação. 2.2.1 Standard Work O standard work , ou trabalho normalizado, é um dos pilares do TPS e é considerado uma ferramenta básica para a melhoria contínua, consistindo no método mais seguro e eficaz de efetuar uma operação no menor tempo repetitivo possível, através da utilização eficaz de recursos como pessoas, máquinas e materiais (Sundar et al ., 2014). É caracterizado por ser uma ferramenta que permite tornar os processos mais estáveis e consistentes através da documentação simples e de fácil consulta das melhores práticas (Ohno, 1988). Assim, de forma a normalizar um processo, deve-se criar uma sequência de operações e de utilização de ferramentas que devem ser seguidas criteriosamente, de modo que, independentemente da pessoa que opera, a tarefa seja realizada do mesmo modo e no mesmo tempo (Pinto, 2008). A redução da variabilidade dos processos, dos tempos de ciclo, dos lead times e dos custos e o aumento da qualidade dos produtos através da consistência nos processamentos são alguns dos benefícios da implementação do trabalho normalizado (Pinto, 2014). Segundo Monden (2012), a documentação do trabalho normalizado engloba três elementos fundamentais: • Tempo de ciclo normalizado: O tempo normalizado de produção de um produto desde o início do processo até ao final deve corresponder à procura do cliente, ou seja, o tempo de ciclo deve estar alinhado com o takt time para que o sistema produtivo consiga satisfazer as necessidades do cliente. É crucial a normalização do TC, de forma a não ocorrem nem esperas nos processos a jusante nem desperdícios por sobreprodução e excesso de inventário. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 17 • Sequência de processos normalizada: Corresponde ao conjunto de operações de um processo que, quando efetuadas numa sequência normalizada, equivalem à melhor maneira, mais rápida e segura de produzir determinado produto, evitando grandes flutuações no tempo de ciclo normalizado provocadas pela aleatoriedade na sequência da execução de tarefas; • WIP normalizado : Consiste na mínima quantidade necessária de inventário intermédio entre os diferentes postos de trabalho que garante o funcionamento da produção sem paragens e com um fluxo contínuo. Existem vários documentos que podem ser utilizados aquando a implementação desta ferramenta, sendo abaixo descritos aqueles que apresentam maior relevância para o projeto em estudo. Standard Work Combination Table (SWCT) Baseada na observação dos tempos, a SWCT é utilizada para descrever as tarefas que combinam o tempo de trabalho manual, o tempo de deslocação do operador e o tempo de processamento da máquina num determinado posto de trabalho, utilizando o takt time como referência para a observação do tempo (Mariz, Picchi, Granja & Melo, 2012; Surekha, Gowda & Kulkarni, 2013). Para além de permitir distinguir visualmente o trabalho do operador do trabalho da máquina, a SWCT ainda expõe problemas relacionados com a combinação destes dois elementos, identifica os tempos de espera e de sobrecarga e verifica se os processos estão a ser bem executados (Lean Enterprise Institute, 2012; Lu & Yang, 2015). Na Figura 7 pode-se analisar um exemplo do documento descrito. Figura 7 - Exemplo de uma SWCT (Dennis, 2015) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 18 Instruções de Trabalho (IT) São documentos essenciais para a normalização do trabalho, onde se descrevem todos os passos necessários para a execução de um processo, assim como a ordem pela qual devem ser executados. Estes documentos são caracterizados por incluir imagens de forma a tornar os passos do processo mais percetíveis, assim como notas de atenção para pontos críticos e registos de revisão (Dennis, 2015). A adoção desta ferramenta tem efeitos positivos tanto para a empresa como para o ambiente de trabalho dos operadores, dado que permite que estes esclareçam as suas dúvidas relativas aos processos, servindo simultaneamente de suporte para a aprendizagem de novos colaboradores (Mariz et al ., 2012). Um exemplo de uma instrução de trabalho encontra-se representado na Figura 8. 2.2.2 Metodologia 5S A metodologia dos 5S consiste num conjunto de práticas simples que objetivam a redução dos desperdícios e a otimização do desempenho das pessoas, recursos e processos através da manutenção das condições ótimas nos locais de trabalho, que se devem encontrar ordenados, arrumados, organizados e livres de qualquer fonte de desperdício (Pinto, 2014). A existência de uma área de trabalho limpa e organizada é essencial para a adoção de procedimentos de trabalho normalizados, sendo estes necessários para o controlo do espaço de trabalho. Para além de exigirem mudanças no local de trabalho, os 5S promovem uma mudança a nível cultural – deve-se passar da atitude de “trabalho num local desorganizado e sujo” para “trabalho num local bem organizado, onde toda a gente sabe onde está tudo, Figura 8 - Exemplo de uma IT (Dennis, 2015) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 19 nada está fora do lugar e não falta nenhum material” (Bicheno & Holweg, 2009). Na Figura 9 estão representadas as várias etapas da metodologia. Com origem japonesa, a designação 5S tem por base cinco palavras que constituem as etapas da metodologia que orienta a evolução contínua e a manutenção desta (Liker, 2004; Pinto, 2008): • Seiri (Organização): Consiste em identificar tudo aquilo que não é necessário para a atividade do que é utilizado para agregar valor, e eliminar o que é desnecessário da área de trabalho; • Seiton (Arrumação): “Um lugar para tudo e tudo no seu lugar”, ou seja, cada coisa tem o seu lugar e como tal deve estar colocada e identificada no mesmo, de forma a ser encontrada facilmente e estar acessível quando for necessária; • Seiso (Limpeza): Efetuar uma revisão regular do inventário e uma limpeza geral da área de trabalho, uma vez que o processo de limpeza geralmente atua como uma forma de inspeção que expõe condições anormais que possam prejudicar a qualidade ou causar falhas nas máquinas. • Seiketsu (Normalização): Desenvolver e definir sistemas e procedimentos para a manutenção e monitorização dos primeiros 3S. • Shitsuke (Disciplina): Manter o local de trabalho estabilizado é um processo de melhoria contínua, devendo o sentido de responsabilidade para cumprir as normas pré-estabelecidas estar presente entre todos os colaboradores. Como tal, deve-se efetuar auditorias regulares ao desempenho, aos processos e ao cumprimento dos compromissos de melhoria contínua. 2.2.3 Gestão Visual A gestão visual trata-se de uma ferramenta Lean que é aplicada nos locais de trabalho através de dispositivos visuais ou sinais sonoros com o objetivo de informar, delimitar ou sinalizar, de forma intuitiva, Figura 9 - Etapas da metodologia 5S (Liker, 2004) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 20 rápida e de fácil interpretação, vários aspetos do espaço produtivo (Shingo, 2005). Ou seja, com a adoção dos sinais visuais ou sonoros é possível informar as pessoas do que fazer, quando fazer, os problemas que estão a ocorrer ou quem necessita de ajuda (Pinto, 2008). Adicionalmente, a ferramenta também pode ser utilizada para identificar materiais ou limitar o espaço fabril. Através da implementação correta de um sistema de gestão visual é possível notar efeitos positivos na organização como o aumento da qualidade de comunicação e da produtividade, redução do número de defeitos e dos custos, assim como um melhor controlo do sistema produtivo por parte dos operadores (Liker, 2004). Alguns exemplos dos mecanismos utilizados na gestão visual são as marcações no chão, os sinais luminosos, os sinais sonoros, os quadros de Key Performance Indicators , as etiquetas identificadoras, os sistemas Andon , entre outros (Pinto, 2008). Na Figura 10 estão representados alguns exemplos de aplicação de gestão visual no chão de fábrica de uma indústria. 2.2.4 Mecanismos Poka Yoke Poka Yoke é um termo japonês para sistema “à prova de erros” e representa um mecanismo, desenvolvido por Shiego Shingo, que pode ser aplicado a processos de todo o tipo de organizações. A adoção de dispositivos error-proofing está intimamente ligada a um dos principais pilares da casa TPS descritos anteriormente, o Jidoka . A sua utilização garante que os produtos que não cumpram com os requisitos exigidos não transitem dos postos de trabalho ou equipamentos em que estão a ser produzidos, evitando assim que propaguem defeitos pelo sistema (Pinto, 2014). De acordo com Shingo (2005), os sistemas de deteção de erros podem ser classificados de duas formas quanto à sua função: • Controlo : Quando detetada alguma anomalia, o processo é interrompido até que o problema seja corrigido, com o objetivo de impedir a produção de peças com defeitos e que estas prossigam no fluxo produtivo; Figura 10 - Exemplos de aplicação de gestão visual (Pinto, 2008) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 21 • Advertência : Este tipo de sistemas ativa sinais luminosos e sonoros de forma a alertar o operador para alguma anormalidade que ocorreu, no entanto, não interrompe a produção como o tipo de sistemas anterior. Este tipo de sistemas permite, caso o colaborador não se aperceba do sinal, que o produto continue o seu fluxo normal, seguindo peças com defeitos para postos posteriores. Os dispositivos poka yoke podem ser de três tipos de acordo com as técnicas que utilizam (Shingo, 2005): • Contacto (“ Contact Method ”): Identificam os defeitos através do contacto, ou da sua ausência, entre o dispositivo e o produto ou através da forma ou dimensão do produto; • Conjunto (“ Fixed-value Method ”): Inspecionam se um dado número de movimentos, previamente definido, é realizado em determinada operação; • Etapas (“ Motion-step Method ”): Determina se a sequência das operações é executada corretamente. 2.3 Produção em célula A produção em célula é uma das abordagens do Lean Production que ajuda as empresas a produzir uma vasta variedade de produtos para os seus clientes com o mínimo de desperdício possível. Neste modelo de produção, os recursos, desde equipamentos a postos de trabalhos e ferramentas, estão sequenciados numa forma que suporta o fluxo contínuo dos materiais e componentes ao longo do processo, com o mínimo de transportes e atrasos (The Productivity Development Team, 1999). Assim, a célula de produção consiste no agrupamento dos operadores, equipamentos e postos de trabalhos necessários para o processamento de um produto ou família de produtos, com os equipamentos dispostos na sequência do processamento (Bittencourt, Alves & Arezes, 2011; The Productivity Development Team, 1999). A utilização deste modelo de produção contribui para que as empresas que adotam a filosofia Lean alcancem dois objetivos importantes: o “ one-piece-flow ” e a produção de alta variedade (The Productivity Development Team, 1999). Através da disposição dos recursos segundo a sequência das etapas do processamento e do layout geralmente apresentado em forma curva como U ou C, é possível diminuir os movimentos e os transportes desnecessários, promovendo um fluxo contínuo. Adicionalmente, o layout em forma de U ou C aproxima o ponto final do processo do ponto inicial, diminuindo o deslocamento do operador para iniciar o próximo ciclo (The Productivity Development Team, 1999). Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 22 A adoção de produção em célula permite a visualização por parte de todos os membros que integram a mesma de como a matéria-prima entra na célula e de como é processada. Este modelo de produção altera também o relacionamento entre os operadores e as máquinas, pois organizar os equipamentos segundo o fluxo do processo significa que os operadores podem precisar de aprender a trabalhar com diferentes tipos de equipamentos para dar suporte ao processo (The Productivity Development Team, 1999). Como as células utilizam muitas vezes equipamentos a operar em ciclos automáticos, seria um desperdício utilizar o tempo, a inteligência e a habilidade do operador apenas em observar. Desta forma, os desperdícios podem ser evitados através da formação dos operadores para que estes possam operar várias máquinas diferentes do processo. Através da formação cruzada, os operadores têm maior flexibilidade de desempenharem diferentes funções e de alterarem o método de como trabalham juntos na célula, podendo também as equipas assumir total responsabilidade pelos seus processos. Um dos requisitos para executar vários equipamentos em sequência é que o operador trabalhe em pé, o que tem como benefício a maior rapidez na resposta a eventuais problemas nos equipamentos (The Productivity Development Team, 1999). No que diz respeito a requisitos necessários das células para que estas sejam eficientes pode-se referir que, normalmente, utilizam-se máquinas menores e mais lentas que os equipamentos utilizados para a produção de grandes lotes, uma vez que máquinas mais pequenas ocupam menos espaço e as máquinas com processamento mais lento são usadas para produzir uma peça de cada vez, à velocidade determinada pelo takt time . De referir também, que os equipamentos são colocados juntos, reduzindo assim as distâncias percorridas e não deixando espaço para acumulação de excesso de WIP. As máquinas nas células de produção necessitam de ser flexíveis, ou seja, fáceis de configurar rapidamente, para que possam ser usadas para um maior número de produtos (The Productivity Development Team, 1999). 2.4 Ergonomia A ergonomia é um dos temas cada vez mais presentes nas diversas empresas do mundo industrial, tendo bastante influência aquando a implementação de linhas de produção. É possível estruturar os postos de trabalho de uma linha de produção de forma a maximizar o desempenho e minimizar os custos, tendo em conta não só a produtividade como a ergonomia (Battini, Faccio, Persona & Sgarbossa, 2011). Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 23 2.4.1 Conceito de ergonomia Ergonomia pode ser definida como a aplicação das ciências biológicas em conjunto com as ciências da engenharia, de forma a conseguir o ajustamento correto entre o ser humano e o seu trabalho e assegurar, simultaneamente, a eficiência e o bem-estar (Organização Internacional do Trabalho, 2002), sendo fundamental identificar os riscos para a saúde do colaborador de forma a controlá-los, eliminá-los e/ou reduzi-los (Castillo & Villena, 2005). Quanto ao momento de intervenção, podemos classificar a ergonomia como ergonomia de conceção ou de correção. Ou seja, podemos ter uma ergonomia reativa, que ocorre quando a ação é efetuada para corrigir algo que já existe e apresenta problemas, ou uma ergonomia pró-ativa, que ocorre quando a ação é levada a cabo no momento inicial da conceção de um novo produto ou máquina (Silva, 2008). A adoção de elementos ergonómicos na fase de implementação de linhas de produção tem um impacto bastante positivo, uma vez que quando estas apresentam um nível ergonómico baixo podem levar ao aumento do absentismo devido a problemas músculo-esqueléticos (Battini et al ., 2011). As lesões músculo-esqueléticas relacionadas com o trabalho (LMERT) são frequentes em contexto industrial, particularmente, as lesões a nível dos membros superiores. Isto acontece quando é comum na empresa ocorrerem exigências ou solicitações que exponham os operadores a fatores de risco como posturas extremas, repetitividade, aplicações de força com a mão ou dedos e exposição a vibrações (Serranheira & Uva, 2010). No entanto, a presença de fatores de risco não determina por si só o risco de desenvolvimento destas lesões, pelo que a “dose de exposição” é determinante e envolve variáveis como a intensidade, a duração e/ou a frequência, que estão diretamente relacionadas com o tempo de recuperação (Serranheira, Uva & Lopes, 2008). A relação entre o trabalho e o aparecimento de LMERT tem sido alvo de estudo ao longo dos anos e foram encontrados alguns fatores de risco para o seu desenvolvimento. Estes têm origem multifatorial e podem ser subdivididos em três grupos diferentes: físicos, individuais e organizacionais/psicossociais, podendo quaisquer destes grupos atuar em conjunto ou separadamente (Occupational Safety and Health Administration, 2007). 2.4.2 Ferramentas de avaliação ergonómica A força laboral desempenha um papel fulcral nas empresas e, por essa razão, deve-se providenciar à mesma todas as condições ótimas para realizar o seu trabalho, assim como para a manter motivada e satisfeita, pelo que a adoção de ferramentas de avaliação ergonómica aquando a implementação de uma nova linha é fundamental, de forma a diminuir o máximo possível o esforço humano e o risco. Uma Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 30 normais, são denominados de movimentos de abdução, sendo o contrário denominado adução. Quando um braço é elevado acima da horizontal, o movimento é denominado de elevação. O movimento do braço para a frente designa-se de flexão e o inverso, onde se traz o braço de volta para perto do tronco designase de extensão. No movimento de rotação da mão, quando o polegar gira para dentro do corpo chamase pronação e quando gira para fora chama-se supinação (Iida, 2005). Na Figura 14 podem-se verificar os valores médios de rotações voluntárias que podem ser executadas pela cabeça, braços, antebraço, pernas e mão. 2.6 Dimensionamento do espaço de trabalho O posto de trabalho é o local onde ocorre a ligação entre os vários meios de produção, sendo por isso importante que este seja o mais cómodo possível para o operador, permitindo ao operador ter o melhor rendimento possível nas suas operações (Kroemer & Grandjean, 2009). Assim, aquando a projeção de Figura 14 - Valores médios de rotação voluntária do corpo (Iida, 2005) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 31 um posto de trabalho, é necessário ter em consideração as regras estabelecidas por Kroemer e Grandjean (2009) para a configuração de um espaço de trabalho. É de notar que o trabalho estático é o que exige mais esforço por parte dos músculos para manter uma determinada posição e isso deve-se ter em conta quando se dimensiona um posto de trabalho (Iida, 2005). As regras a ter em consideração no processo de dimensionamento de um posto de trabalho são: 1. A primeira regra indica que se deve evitar qualquer postura curvada ou não natural do corpo (Kroemer & Grandjean, 2009). 2. Na segunda regra é indicado que a imobilidade dos braços estendidos para a frente ou para o lado deve ser evitada, uma vez que este tipo de postura conduz rapidamente à fadiga e à diminuição da precisão e destreza dos movimentos, sendo tanto pior quanto mais elevado for o tempo de ciclo da tarefa a ser realizada (Silva, 2008). 3. A terceira regra indica que se deve procurar, sempre que possível, trabalhar sentado. Quando tal não for possível, a melhor solução passa por alternar o trabalho de pé com o trabalho sentado (Silva, 2008). 4. A quarta regra indica que o movimento dos braços deve ser efetuado no sentido oposto a cada um dos braços ou em direção simétrica, sendo possível evitar os movimentos estáticos de um dos lados do corpo e estimular o comando nervoso da atividade (Silva, 2008). 5. Na quinta regra é indicado que a superfície de trabalho se deve encontrar a uma altura que permita uma observação visual ótima e uma postura do corpo o mais natural possível. Desta forma, quanto menor for a distância visual ótima, mais alta se deve encontrar a superfície de trabalho (Silva, 2008). 6. É estabelecido na sexta regra que os manípulos, alavancas, ferramentas e materiais de trabalho devem-se encontrar organizados nas máquinas e locais de trabalho, de forma a que os movimentos mais frequentes sejam efetuados com os cotovelos dobrados e próximos do corpo (Kroemer & Grandjean, 2009). Esta posição corporal permite que os braços encontrem um apoio para descanso, enquanto que se estiverem afastados do tronco é criada uma tensão nos músculos que provoca fadiga (Silva, 2008). Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 32 7. A sétima regra indica que o trabalho manual pode ser elevado através do uso de apoios para as mãos, antebraços e cotovelos. Os apoios devem ser forrados com material macio para não magoarem o operador e devem ser reguláveis (Silva, 2008). Para além disso, os postos de trabalho podem ter um apoio para os pés, o que permite o descanso dos membros inferiores. 2.6.1 Restrições no dimensionamento dos postos de trabalho Ao longo dos anos, o dimensionamento dos espaços de trabalho tem vindo a ser adaptado às necessidades da vida moderna. Como tal, foi necessário a criação de restrições e limitações aos espaços, com o intuito de estes se adequarem da melhor forma às atividades modernas (Iida, 2005). As quatro características que podem influenciar os espaços e equipamentos são o espaço livre, o alcance, a força e a postura (Rebelo, 2004). Espaço livre O espaço livre é a variável que define qual deve ser a dimensão mínima de um espaço ou objeto, permitindo que o operador tenha liberdade de movimentos, um acesso adequado, bons espaços de circulação e aberturas adequadas para os dedos ou a mão. De forma a que estas características abranjam o máximo de população possível, deve-se utilizar como referência o percentil 95º da população em estudo (Rebelo, 2004). Na Figura 15 encontram-se as dimensões mínimas que se devem adotar consoante a postura de trabalho do operador. Figura 15 - Dimensões mínimas recomendadas dos espaços de trabalho para algumas posturas típicas (Iida, 2005) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 33 Alcance Esta variável está relacionada com os movimentos que se fazem para executar determinada tarefa e, normalmente, está associada a tarefas de agarrar e/ou operar controlos manuais ou pedais (Silva, 2008). Os limites de alcance são determinados através do percentil 5º da população em estudo, tendo como referência a distância do eixo de articulação do ombro à mão. Força Esta variável é definida como uma ação sobre um objeto, com uma direção e uma intensidade, e que varia em função dos grupos musculares envolvidos, da posição dos segmentos corporais no espaço e das características do indivíduo (Rebelo, 2004). Desta forma, existem limites máximos para o manuseamento de cargas e acionamentos de dispositivos, pelo que quando se efetuar a projeção destes dispositivos deve-se ter como referência os indivíduos com menos força, pois se estes não tiverem problemas, os restantes também não terão (Silva, 2008). Postura É definida como a posição e orientação dos segmentos corporais no espaço, ou seja, consiste no posicionamento relativo do corpo, nomeadamente da cabeça, tronco e membros, no espaço de trabalho. Existem três posturas básicas para o corpo humano: a posição deitada, sentada ou de pé. A posição deitada é considerada a mais confortável, relaxante e recuperadora da fadiga porque não existem tensões em nenhuma parte do corpo. No entanto, a mobilidade de movimentos nesta posição é reduzida, pelo que é desaconselhada para trabalhar (Iida, 2005). A posição de pé é uma das mais comuns nos postos de trabalho devido à elevado mobilidade de movimentos que permite. Contudo, a posição parada, em pé, exige muito trabalho estático dos músculos para manter essa posição, o que leva a elevados níveis de fadiga. Para além disso, nesta posição é complicado manter o corpo totalmente estático, sendo necessários reposicionamentos contantes, o que dificulta a realização de movimentos precisos (Silva, 2008). Quanto à posição sentada, esta é caracterizada por ser bastante exigente devido à elevada atividade muscular do ventre e dorso. Neste tipo de atividade, a cadeira utilizada deve permitir diferentes posições para reduzir a fadiga (Iida, 2005). Uma boa postura é essencial para o conforto do operador e uma boa realização do trabalho, pelo que se as dimensões do espaço ou dos equipamentos forem mal definidas podem conduzir a uma má postura (Rebelo, 2004). Na vertente desta variável, é possível definir a altura de uma bancada de trabalho, sendo necessário ter em consideração que a mesma não pode ser demasiado alta para não dificultar o seu uso Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 34 a pessoas de estatura baixa, nem demasiado baixa para dificultar o seu uso a pessoas de estatura alta. Concluindo, não existe uma altura exata para a bancada de trabalho, mas deve-se ter sempre em conta a altura máxima e mínima dos operadores. 2.6.2 Posto de trabalho em pé Aquando o dimensionamento de um posto de trabalho é necessário ter em consideração diversos fatores como a postura adequada do corpo, os movimentos corporais necessários, o alcance dos movimentos, a antropometria dos operadores, as dimensões das máquinas, os equipamentos e as ferramentas (Iida, 2005). Uma das dimensões a definir no dimensionamento do posto de trabalho é a altura da bancada. Para tal, é necessário realizar um levantamento das características dos indivíduos a quem o posto de destina, com o intuito de adequar a altura do posto de trabalho à altura dos trabalhadores. Quando as operações a realizar na bancada são essencialmente de pé, a mesma deve ficar, normalmente, 5 a 10 cm abaixo da altura dos cotovelos do indivíduo (Iida, 2005). Para além disso, deve-se ainda considerar o tipo de trabalho a executar no posto. Na Figura 16 encontram-se representadas as várias alturas da bancada de trabalho a considerar consoante o tipo de trabalho: trabalho leve, trabalho de precisão e trabalho pesado. Outra das dimensões a definir é o alcance na superfície de trabalho. A superfície de trabalho deve ser o mais prática, organizada e de fácil manuseio possível (Iida, 2005). A área de alcance de uma superfície de trabalho pode ser definida facilmente. Segundo Iida (2005), a área adequada para colocar o material a montar pode ser definida girando o antebraço num raio de 35 a 45 cm e com os braços estendidos traçar um raio de 55 a 65 cm. Quanto à área de trabalho, esta considera-se a área em frente ao corpo, permitindo assim o manuseamento com as duas mãos. Para o cálculo das medidas de alcance deve-se ter como referência o percentil 5º da população em estudo, para que todas as pessoas consigam Figura 16 - Alturas da bancada de trabalho dependendo da altura do cotovelo e do tipo de trabalho (Kroemer & Grandjean, 2009) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 35 trabalhar (Iida, 2005). Na Figura 17 estão representados os alcances ótimos e máximos num posto de trabalho. 2.7 Indicadores de desempenho Na presente secção são detalhados os indicadores de desempenho, também denominados como Key Performance Indicators , mais relevantes para a dissertação. Estes são utilizados para medir o desempenho dos processos, permitindo perceber se uma dada ação está a desempenhar o papel pretendido. A escolha destes deve basear-se nos objetivos que a empresa pretende cumprir, permitindo, assim, a identificação do sítio exato onde é necessário atuar. Segundo Kaganski, Majak, Karjust e Toompalu (2017), a utilização das métricas corretas e a sua monitorização em tempo real permite detetar e entender os estrangulamentos presentes no sistema produtivo, avaliar a eficiência tanto dos trabalhadores como dos equipamentos e alcançar os objetivos estabelecidos para a empresa. 2.7.1 Capacidade Produtiva Capacidade é definida como o nível máximo de atividade de valor acrescentado que um processo pode alcançar, sob condições normais, num determinado horizonte temporal (Slack, Chambers & Johnston, 2002). Esta medida assume um papel fundamental para a gestão das organizações, dado que influencia a posição das mesmas a nível de aceitação de novos projetos e possíveis investimentos (Peinado & Graeml, 2007; Staudt, Coelho & Gonçalves, 2011). O conceito de capacidade pode ser dividido em tipos mais específicos (Peinado & Graeml, 2007): • Capacidade instalada: Corresponde à capacidade máxima de produção de um sistema produtivo trabalhando vinte e quatro horas por dia sem interrupções. No entanto, esta é uma medida apenas teórica, não sendo utilizada a nível prático, devido à impossibilidade deste grau de produção (Staudt et al ., 2011). Figura 17 - Alcances ótimos e máximos numa superfície de trabalho (Iida, 2005) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 36 • Capacidade disponível: Refere-se à quantidade máxima que um sistema produtivo é capaz de produzir durante o período de trabalho diário estabelecido, sem interrupções (Equação 2). 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒%𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛í𝑣𝑒𝑙%(𝑠)=𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜%𝑑𝑜%𝑡𝑢𝑟𝑛𝑜%(ℎ)×𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜%𝑑𝑒%𝑡𝑢𝑟𝑛𝑜𝑠%(𝑑𝑖𝑎)×3600 (Equação 2) • Capacidade efetiva: Diz respeito à capacidade disponível, tendo em consideração as paragens planeadas. Estas dizem respeito a tempos resultantes de intervalos, mudanças de turnos, setups , manutenções preventivas, realização de ginástica laboral, limpezas, entre outras (Equação 3). 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒%𝐸𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑎%(𝑠)=𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒%𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛í𝑣𝑒𝑙−𝑃𝑎𝑟𝑎𝑔𝑒𝑛𝑠%𝑃𝑙𝑎𝑛𝑒𝑎𝑑𝑎𝑠%(𝑠% / %𝑡𝑢𝑟𝑛𝑜) (Equação 3) • Capacidade realizada : Corresponde ao que efetivamente é produzido, tendo em consideração tanto as paragens planeadas como as não planeadas. São exemplo de paragens não planeadas a falta ou atraso no abastecimento do material, manutenções corretivas, avarias nos equipamentos, entre outras (Equação 4). 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒%𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎%(𝑠)%=𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒%𝑒𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑎−𝑃𝑎𝑟𝑎𝑔𝑒𝑛𝑠%𝑛ã𝑜%𝑝𝑙𝑎𝑛𝑒𝑎𝑑𝑎𝑠%(𝑠 / %𝑡𝑢𝑟𝑛𝑜) (Equação 4) Esta capacidade também pode ser calculada com recurso ao Overall Equipment Effectiveness (OEE), como se pode verificar na Equação 5. 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒%𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎%(𝑠)=𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒%𝑒𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑎%×%𝑂𝐸𝐸 (Equação 5) • Capacidade esperada: Trata-se do tempo que teoricamente é necessário para produzir um determinado volume de um produto, tendo em conta o seu tempo de ciclo (Equação 6). 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒%𝑒𝑠𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑎%(𝑠)=𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜%𝑑𝑒%𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜%𝑑𝑜%𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑜%(𝑠)×%𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜%𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎(𝑢𝑛𝑖) (Equação 6) Outro indicador relevante para a análise da capacidade é o grau de utilização da capacidade de um sistema (U) , que relaciona a capacidade esperada com a realizada (Equação 7). 𝑈(%)=𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒%𝑒𝑠𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑎 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒%𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎%×%100 (Equação 7) 2.7.2 Eficiência do sistema A eficiência é utilizada para estimar a utilização de uma linha de produção, em termos percentuais, relacionando os tempos de ciclo com o número de postos. É calculada através da razão entre o conteúdo Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 37 de trabalho de um determinado produto e o número de postos de trabalho existentes na linha de montagem (Equação 8). 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎%(%)=∑𝑇𝐶%𝑑𝑒%𝑐𝑎𝑑𝑎%𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜%(𝑠) 𝑇𝐶%𝑑𝑜%𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎%(𝑠)×%𝑁º%𝑑𝑒%𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜𝑠%𝑑𝑒%𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜×100 (Equação 8) 2.7.3 Índice de planura Este indicador é utilizado na empresa para refletir a distribuição do conteúdo de trabalho pelos vários postos de trabalho de uma linha de produção. Num cenário ideal, o índice de planura deve ter um valor de zero, o que significa que o balanceamento do conteúdo de trabalho da linha de produção é ótimo, tendo todos os postos de trabalho o mesmo tempo de ciclo (Aptiv, 2020b). Para obter este índice podese utilizar a Equação 9. Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒%𝑑𝑒%𝑃𝑙𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎=%_`a𝑇𝐶%𝑑𝑜%𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎%(𝑠)−𝑇𝐶%𝑑𝑜𝑠%𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜𝑠%𝑑𝑒%𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜%(𝑠)bc (Equação 9) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 38 3. DESCRIÇÃO DA SITUAÇÃO INICIAL No presente capítulo, numa primeira fase, é elaborada uma breve descrição do grupo Aptiv , fazendo um enquadramento da empresa a nível global, abordando posteriormente o complexo de Braga e referindo os principais clientes e produtos. Posteriormente são descritos quais os motivos que levaram à condução do presente projeto e o propósito do mesmo. É, ainda, apresentado o produto que é objeto de estudo e o seu processo produtivo ao longo das diferentes áreas que constituem a fábrica de Braga. Por fim, podese encontrar a definição do estado futuro pretendido com o projeto e a identificação das necessidades relacionados com o mesmo. 3.1 A empresa – APTIV Contando com mais de 160 000 colaboradores em 44 países, o grupo Aptiv representa um dos maiores fornecedores de componentes eletrónicos da indústria automóvel, sendo sediado em Dublin, na Irlanda. Tendo por todo o globo 126 fábricas dedicadas à manufatura e 15 centros tecnológicos, a empresa de tecnologia é caracterizada por desenvolver soluções mais seguras, ecológicas e conectadas, que possibilitam o futuro da mobilidade. Em Portugal, a Aptiv possui três instalações, nomeadamente, duas unidades produtivas localizadas em Braga e em Castelo Branco, e um centro técnico de excelência localizado no Lumiar. Recentemente foi inaugurado um centro tecnológico nas instalações de Braga. As instalações de Braga lidam com a área da eletrónica e segurança, enquanto que as de Castelo Branco trabalham com sistemas elétricos e eletrónicos para a indústria automóvel (Aptiv, 2020a). Na Figura 18 pode-se encontrar as várias instalações do grupo em território nacional. Figura 18 - Localização do grupo Aptiv em Portugal e logótipo da empresa (Aptiv, 2020a) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 39 A presente dissertação foi realizada nas instalações da Aptivport Services , S.A., localizada em Braga, que conta com cerca de 1000 colaboradores. O foco da unidade fabril de Braga é a produção de autorrádios, sistemas de navegação, displays e sistema de controlo, tendo um diverso portefólio de produtos de acordo com as especificidades de cada cliente. Como referido, a empresa é fornecedora para os maiores fabricantes da indústria automóvel, tais como o grupo PSA – Peugeot e Citroen , Porsche , Fiat , Renault , Audi , BMW, Ferrari , Volvo , Volkswagen , entre outros, sendo que exporta a totalidade dos seus produtos para os mesmos. Na Figura 19 encontram-se alguns dos clientes e produtos da empresa. As infraestruturas da empresa dividem-se em quatro edifícios, representando no total uma área de aproximadamente 33000 m2. O Edifício 1 é composto pela área administrativa, pela área produtiva dedicada à produção de componentes eletrónicos e por uma secção dedicada ao armazenamento de matéria-prima. O Edifício 2 divide-se na área produtiva dedicada à produção de componentes plásticos, que serão utilizados na secção de Montagem Final do Edifício 1, na área de montagem de sistemas de controlo e de algumas gamas de autorrádios e no armazém de produtos acabados. No Edifício 3 encontra-se armazenado todo o material de embalagem e o Edifício 4 aloca o Centro Técnico de Investigação e Desenvolvimento, dedicado ao desenvolvimento de novos produtos de excelência. As instalações da Aptiv de Braga estão representadas na Figura 20. Figura 19 - Principais clientes da Aptiv e portefólio de produtos da Aptiv Braga (Aptiv, 2020a) Figura 20 - Complexo industrial da Aptiv em Braga (Aptiv, 2020a) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 46 Nesta secção, primeiramente, um componente do produto (caixilho) passa pelas zonas de subassemblies , nomeadamente pelo Gap Filler Offline. O processo consiste na colocação de pasta dissipativa de calor nos caixilhos em sitíos estrategicamente definidos. Findo este processo, os caixilhos são encaminhados para a linha de montagem final. No que diz respeito aos processos na linha de montagem final, baseiam-se maioritariamente em aparafusamentos, conexão de cabos, montagem de peças, colocação de esponjas protetoras, colocação de etiquetas, entre outras operações. Na área de montagem final, para além dos postos de montagem, que serão detalhados no capítulo seguinte, existem os postos de testes ao produto e a zona de embalagem. Desta forma, após a montagem dos componentes, o aparelho é encaminhado para as zona de testes, onde é sujeito a vários testes mecânicos e elétricos, de forma a efetuar o controlo de qualidade e a verificação do funcionamento do aparelho. Os testes a que o produto P é sujeito são os testes de Middle of Line (MOL), os testes de iluminação, os testes End of Line (EOL) e os testes Control and Monitoring Interface (CMI). O processo em todos os testes consiste em colocar o aparelho na máquina, sendo o teste efetuado automaticamente por esta. Se o aparelho passar no teste prossegue para o teste seguinte ou para a zona de embalagem. Caso contrário, o aparelho é enviado para análise. O último processo consiste na embalagem, onde o aparelho é etiquetado e embalado, sendo transportado para a zona de expedição. Na Figura 27 encontra-se representado o fluxo produtivo dos componentes nesta área. Podemos encontrar representado na Figura 28, o fluxo de materiais dentro do Edifício 1 relativo ao produto P. Figura 27 - Fluxo produtivo do produto P na área de montagem final Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 47 3.5 Definição do estado futuro e necessidades do projeto O projeto foi realizado em parceria com a equipa Pre Production Industrial Engineering (PPIE), pertencente ao departamento de Engenharia Industrial da Aptiv . Esta equipa é responsável por desenvolver, implementar e reorganizar os sistemas de produção orientados aos novos produtos, dando também suporte no processo de design dos mesmos. Após a participação em várias reuniões e workshops e análise da área onde será implementada a linha de produção foi possível definir o estado futuro que se pretende atingir com o projeto e quais as necessidades que advém do mesmo. A área da secção da montagem final onde será implementada a nova linha de produção está a representada na Figura 29, sendo este o estado inicial da área. Figura 28 - Fluxo de materiais do produto P no Edifício 1 (Adaptado de Aptiv, 2020b) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 48 O objetivo do projeto passa pelo desenvolvimento e implementação de uma nova linha de produção referente a um produto novo na empresa, sendo o cerne da implementação tornar o processo o mais eficiente possível e ir ao encontro das expetativas do cliente. Desta forma, pretende-se que, no final do projeto, a área da secção de montagem final onde será implementada a nova linha de montagem se encontre com a disposição representada na Figura 30. Para além dos requisitos do cliente, considerou-se as linhas de produção já implementadas no chão de fábrica e a experiência da equipa PPIE em projetos anteriores para definir as necessidades do projeto de implementação da nova linha de produção, sendo elas: Figura 29 - Layout da área de montagem final na situação inicial Figura 30 - Layout da área de montagem final pretendido no estado futuro Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 49 • Estabelecimento do ritmo de produção necessário para ir ao encontro do volume de produção definido pelo cliente; • Definição e dimensionamento dos postos de trabalho necessários e rampas de abastecimento, com vista o balanceamento da linha, a redução de desperdícios e o cumprimento de condições ergonómicas; • Estudo do layout da área de implementação da linha de produção; • Estudo de sistemas à prova de erros; • Implementação da linha de montagem final no chão de fábrica; • Criação de documentos de instruções de trabalho normalizadas; • Apoio na formação de operadores relativamente aos processos de montagem do produto P; • Avaliação ergonómica dos postos de trabalho e rampas de abastecimento; • Análise do ritmo de produção da linha implementada; • Estudo de oportunidade de melhoria. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 50 4. IMPLEMENTAÇÃO DE UMA NOVA LINHA DE PRODUÇÃO O projeto desta dissertação foi desenvolvido na área de montagem final eletrónica do Edifício 1, que se destina à montagem de componentes eletrónicos. Deste modo, no presente capítulo são apresentadas as fases da integração de novos produtos na empresa e é detalhado o processo de implementação da nova linha de produção na área da montagem final na Aptiv , sendo descritas todas medidas adotadas. 4.1 Fases da integração de um novo produto na empresa Com a introdução de novos modelos no mercado automóvel, as várias marcas, que representam os clientes da Aptiv , necessitam de fornecedores para os diferentes componentes dos veículos, como é o caso do autorrádio. Assim, para um projeto novo, o cliente abre um concurso para as empresas que pretendam adquirir o projeto. A marca apresenta às mesmas todas as características e necessidades do produto e, posteriormente, as empresas apresentam a sua proposta de cotação do projeto. O cliente irá avaliar as propostas e selecionar a que considera ser a melhor a nível de custos e padrões de qualidade pretendidos para o seu produto. No caso da Aptiv apresentar a melhor proposta e adquirir o projeto, são realizados workshops que contam com a participação dos representantes da marca do produto, os responsáveis pelo departamento de desenvolvimento da sede da Aptiv na Europa e os da Aptiv de Braga, e com os elementos do departamento de engenharia da Aptiv de Braga e da Alemanha. Estes workshops têm como objetivo apresentar as características do produto às equipas e promover a discussão relativamente à melhor forma de implementar o produto que permita beneficiar ambas as partes, do ponto de vista de redução de desperdícios, aumento de qualidade e redução de custos. Para tal, nesta reunião, discutem-se e estabelecem-se alguns tópicos como as fases do projeto e respetivos os prazos, as especificações do cliente, a lista de materiais, os métodos de controlo de qualidade, a forma de expedição de produto e as necessidades de implementação nas várias áreas da fábrica. O projeto da integração de um novo produto é dividido em diferentes fases ao longo do tempo, sendo efetuadas melhorias ao longo das várias fases até atingir a versão final da linha de produção implementada. A empresa segue as seguintes fases: Planificação do projeto, Pré-séries, First of Tool (FOT) e Start of Production (SOP). Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 51 Na fase da planificação do projeto obtém-se a ideia inicial do processo produtivo, sendo identificadas as necessidades de material, equipamentos, embalagem, entre outras, de forma a estimar os custos associados ao projeto e precaver eventuais problemas de qualidade. Esta fase começa com o estudo da implementação do produto no processo produtivo da empresa, que é responsabilidade dos engenheiros da Aptiv de Braga e Alemanha que estão responsáveis pelo projeto. Assim, após definir todos os pormenores, é criado um documento excel denominado “ Manufacturing System Design ” (MSD), onde são detalhados todos os tópicos importantes para a implementação do novo produto no sistema produtivo. Desta forma, regista-se no MSD os responsáveis do projeto e as suas responsabilidades a nível de tarefas, os volumes de produção estimados para cada ano do tempo de vida do produto, o takt time relativo a cada ano de produção consoante a procura do cliente, a lista de materiais do produto, as capacidades da empresa para a incorporação do novo produto, a análise do layout do sistema produtivo, os investimentos monetários exigidos pelo projeto e as operações necessárias para todos os processos e respetiva sequência, de forma a calcular o número de postos de trabalho e operadores necessários para cumprir com o takt time . A informação registada neste documento serve para estruturar e instalar o processo produtivo na empresa, no entanto, o documento é suscetível de alterações à medida que o projeto avança. Após a planificação do projeto procede-se à fase de pré-séries onde decorrerá a implementação da linha de montagem final orientada ao novo produto ou à reconfiguração de uma linha já existente no chão de fábrica. Na fase de pré-séries efetua-se o teste ao processo produtivo e ao conceito mecânico dos componentes, sendo realizados ciclos de melhoria, de forma a aperfeiçoar o modelo inicialmente proposto e obter uma validação inicial. Assim, após a definição de todos os detalhes na fase de planificação do projeto, realizam-se produções teste do produto, sendo produzida uma quantidade do produto segundo indicação do cliente, com o objetivo de serem identificadas melhorias, eventuais causas de defeitos e para enviar amostras para o cliente. É esperado o feedback em relação às amostras enviadas ao cliente, de forma a ser analisado pela equipa de desenvolvimento e de engenharia da Aptiv de Braga, com o intuito de efetuar melhorias no processo e na qualidade do produto, seguindo a filosofia do ciclo PDCA. Nesta fase efetuase uma pré-série inicial numa linha definida exclusivamente para o efeito pela equipa de engenharia e algumas operadoras, onde são analisadas as necessidades e métodos para a montagem do produto, sendo posteriormente desenvolvido em equipa o modelo da linha de montagem definitivo com base no estudo efetuado na linha protótipo. As restantes pré-séries serão realizadas por operadoras neste novo modelo da linha, que é posteriormente implementado. Ao longo da produção em pré-série é realizado o Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 52 levantamento dos problemas detetados, sendo efetuadas reuniões com os membros envolvidos no projeto para os discutir e resolver. Na First of Tool pretende-se validar o produto e confirmar a resolução de todos os problemas e oportunidades de melhorias identificados na fase de pré-séries. Espera-se que todos os processos e equipamentos sejam validados, atingindo todos os requisitos identificados. A validação deve ser feita pela Aptiv e pelo cliente. Quando a linha inicia a produção contínua do produto em grandes quantidades estamos na fase Start of Production . Nesta fase, todo o processo já se encontra preparado e de acordo com as expetativas do cliente, podendo a produção manter-se durante vários anos. No entanto, segundo os princípios da filosofia Kaizen , que defende que algo pode ser sempre melhorado, a empresa pode sempre alterar a linha de produção, caso identifique novas oportunidades de melhoria nos processos. A presente dissertação apenas aborda temas relacionados com as primeiras três fases, dado que durante o período que a autora esteve integrada na empresa o projeto não atingiu a fase de produção contínua. Na Tabela 2 encontram-se as várias fases e as ações referentes a cada uma delas. Tabela 2 - Fases da integração de um novo produto na empresa Fases do projeto Ações Planificação do projeto Realização do MSD Apresentação do desenho técnico do produto Apresentação da Bill of Process Cálculo das necessidades de máquinas e materiais Apresentação da proposta de layout inicial da linha de produção Pré-séries Realização da pré-série protótipo Elaboração da Standard Work Combination Table Aquisição de equipamentos Implementação da linha de montagem Criação de instruções de trabalho Avaliação ergonómica Estudo de oportunidades de melhoria First of Tool Implementação dos sistemas de manutenção Validações de processo e equipamentos Auditoria de Cliente Start of Production Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 53 4.2 Balanceamento da linha de produção Durante a fase de planificação do projeto é necessário efetuar balanceamento dos postos de trabalho, sendo preciso definir o takt time previsto pela procura do cliente, de forma a perceber as necessidades oriundas do produto. Após a análise do takt time , é crucial a avaliação do conteúdo de trabalho necessário para a montagem do produto, para ser possível quantificar os postos de trabalho e as operadoras necessárias para cumprir com a procura do cliente de forma balanceada. 4.2.1 Cálculo do takt time Um dos primeiros passos a realizar na fase da planificação do projeto é o cálculo do takt time através do consumo previsto pelo cliente. Para este cálculo é necessário analisar o tempo útil para produção, que se obteve multiplicando o valor da eficiência operacional média da secção de montagem final (considerada em novos projetos) pela capacidade efetiva. Quanto aos dias disponíveis para produção, consideram-se cinco dias por semana, havendo paragem no fim-de-semana, durante 50 semanas por ano. Na tabela seguinte, encontra-se os tempos verificados para três diferentes cenários de produção: trabalhar a 1 turno, a 2 turnos ou a 3 turnos, sendo que cada turno funciona durante 8 horas com paragens planeadas de 30 minutos. Com estes dados, é possível efetuar o estudo do takt time para cada cenário. Os cálculos efetuados para obter os valores da Tabela 3 e 4 encontram-se descritos no Apêndice I – Cálculo do takt time . Tabela 3 - Capacidade disponível e tempo útil Capacidades Diárias (min) Turnos Capacidade disponível (min) Tempo de intervalo (min) Eficiência Operacional (%) Tempo Útil (min) Dias disponíveis/semana Tempo útil semanal (min) 1 480 30 95 428 5 2138 2 960 60 855 5 4275 3 1440 90 1283 5 6413 A empresa tem o início da produção agendada para 2021 e foi possível obter os volumes previstos para os primeiros 4 anos de produção. Para o cálculo do takt time considera-se o ano com maior volume de produção, pois se a linha for projetada para o takt time referente ao ano com maior produção conseguirá cumprir com todos os volumes previstos para os restantes anos. Assim, como podemos constatar na Tabela 4, o pico de produção será no ano de 2022 com um volume de 46377 unidades do modelo, o que se traduz numa procura diária de 186 peças. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 54 Tabela 4 - Volumes de produção e takt time para os vários anos de produção Valores do cliente Takt Time (s/peç) Ano Volumes Semanas calendarizadas Procura diária 1 turno 2 turnos 3 turnos 2021 44927 50 180 143 285 428 2022 46377 50 186 138 277 415 2023 44627 50 179 144 287 431 2024 41584 50 166 154 308 463 Analisando então os diferentes cenários, a trabalhar com um turno teria de se produzir uma unidade a cada 138 segundos, a trabalhar a dois turnos já seria a cada 277 segundos, enquanto que a trabalhar a três turnos seria a cada 415 segundos. De ressalvar que este takt time foi calculado considerando para a produção durante o turno completo, sendo apenas aplicado no caso de o tempo alocado para a produção ser o turno total. Tendo em conta estes valores, o conteúdo de trabalho dos postos será avaliado para averiguar se trabalhar a um turno é suficiente para cumprir com a procura do cliente ou se é necessária a produção com dois ou três turnos. 4.2.2 Conteúdo de trabalho dos postos De forma a serem eficientes, os postos de trabalho necessitam de ser estipulados de acordo com a melhor sequência de montagem do produto e de maneira a que os tempos de produção sejam exequíveis de cumprir, ou seja, de acordo com as necessidades do cliente e com a capacidade disponível para a produção. Neste subcapítulo é descrito o estudo teórico dos postos de trabalho assim como do conteúdo de trabalho atribuído a cada um. Como referido anteriormente, na fase da planificação do projeto é definido teoricamente o conceito da linha de produção. Para tal, são registadas todas as tarefas que constituem a montagem final do produto, sendo estas posteriormente divididas pelos postos de trabalho propostos. A determinação da sequência de produção e do número de posto de trabalho é elaborada em workshops com a equipa de engenharia, onde a primeira fase consiste na definição exata de todas as operações necessárias para o processo, respeitando as precedências de montagem. Após a criação da lista de operações, que se encontra no Apêndice II – Conteúdo de trabalho do produto, efetua-se a divisão das mesmas por postos de trabalho. Posteriormente, a cada operação do posto é atribuído o número de movimentos efetuados na mesma, sendo depois utilizados para o cálculo do tempo de ciclo teórico de cada posto de trabalho e, consequentemente, da linha de montagem final. Nas tabelas 5, 6, 7, 8 e 9 encontram-se as operações distribuídas pelos vários postos assim como o número de movimentos, o tempo manual e tempo máquina em cada posto. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 55 Tabela 5 - Conteúdo de trabalho do posto 1 Posto de trabalho 1 Operação Movimentos Tempo manual (s) Tempo máquina (s) Pegar na blenda, ler o código e colocar no dispositivo 6 3,6 Colocar key pad na blenda 4 2,4 Pressionar botões para teste de visão às esponjas 2 1,2 Pegar no display e retirar a película 6 3,6 Colocar display na blenda e retirar película pequena 5 3 Pegar na placa de serviço e colocar no display 5 3 Fechar máscara de aparafusamento 3 1,8 Aparafusamento automático 47 Abrir máscara de aparafusamento 3 1,8 Montar cabo da mainboard e do display e pressionar botões para teste de visão aos cabos 14 8,4 Dobrar cabo da placa de serviço 3 1,8 Colocar nova película no ecrã do display e deixar conjunto para o posto seguinte 8 4,8 59 35,4 47 Tabela 6 - Conteúdo de trabalho do posto 2 Posto de trabalho 2 Operação Movimentos Tempo manual (s) Colocar pivot no dispositivo 4 2,4 Colocar caixilho no dispositivo 5 3 Montar blenda no caixilho 8 4,8 Colocar botões na blenda 18 10,8 Pressiona botão para teste de visão aos botões 2 1,2 Empurrar gaveta para dentro 3 1,8 Prensa automática 4 Puxar gaveta e colocar aparelho para o posto seguinte 6 3,6 46 31,6 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 62 aquando a produção em série, analisando e melhorando o mesmo para que eventuais desperdícios possam ser antecipadamente reduzidos. 4.3.1 Protótipo da nova linha de montagem A primeira etapa na fase de produção em pré-séries consiste na realização de um protótipo da linha de montagem, ou seja, na produção de um reduzido número de aparelhos pela equipa de engenharia com recurso a uma linha de montagem destinada apenas para pré-séries iniciais na empresa. Neste protótipo é efetuada a montagem manual do produto, com o objetivo de identificar as necessidades mecânicas de montagem do aparelho e oportunidades de melhoria para o processo de montagem. A linha onde é realizada a simulação é composta por elementos mínimos, mas essenciais, para a montagem do produto como bancadas de trabalho, máquinas de aparafusamento e rampas de abastecimento de material. Nesta pré-série inicial, a montagem dos aparelhos é efetuada pela equipa de engenharia em conjunto com 1 ou 2 operadoras, sendo este o primeiro contacto das mesmas com o processo e o produto, o que tem como consequência várias paragens na produção para o esclarecimento de dúvidas. Por este motivo não é efetuado um estudo de tempos no decorrer desta pré-série, uma vez que não iria retratar a realidade. O feedback das operadoras acerca do processo e do produto é fundamental para perceber que fatores têm que se ter em conta e que alterações terão que ser efetuadas aquando a implementação da linha de produção que será destinada ao produto P. A nível ergonómico tanto as bancadas de trabalho como as rampas de abastecimento podem não ser as mais adequadas para o processo, uma vez que a linha de montagem é apenas usada para os protótipos de novos produtos e não é a versão final da linha onde decorrerá a produção do produto. Esta pré-série também tem como objetivo verificar as características necessárias a nível ergonómico, sendo posteriormente os postos de trabalho alterados e o material disposto de maneira diferente, e contruídas rampas de abastecimento mais adequadas. Na Figura 32 encontra-se a linha utilizada para a realização deste protótipo. Figura 32 - Linha utilizada para a pré-série protótipo Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 63 4.3.2 Disposição da linha de montagem Na fase de planificação do projeto, onde ainda não eram conhecidas as necessidades mecânicas do produto, foi apresentada a primeira proposta relativamente à localização da linha de montagem. Como referido anteriormente, após a constatação que não seria possível integrar o produto numa linha já existente, mas que a nível de testes era possível a utilização de equipamentos já existentes no chão de fábrica, a proposta sugeria a colocação da nova linha de montagem paralelamente à linha de produção dos produtos C, F e PC. Esta proposta encontra-se representada na Figura 33. Nesta fase ainda não era conhecido o número de postos necessários nem a sua respetiva estrutura e disposição. Após a pré-série na linha protótipo foram realizadas reuniões com o objetivo de definir o layout final da linha de montagem, tendo como propósito a criação de um fluxo contínuo do processo, dado que um dos objetivos é evitar a criação de buffers . Na Figura 34 pode-se encontrar a versão final do layout da linha de montagem detalhada. Figura 33 - Primeira versão da localização da nova linha de montagem Figura 34 - Layout final da linha de montagem Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 64 Analisando a pormenor o layout da linha de montagem, podemos constatar a existência dos quatro postos de trabalho, cujo conteúdo de trabalho foi apresentado no subcapítulo 4.2.2. No entanto, quando analisado o conteúdo de trabalho, efetuou-se a divisão do mesmo por cinco postos de trabalho. O quinto posto de trabalho, denominado por posto de montagem da back cover , foi posicionado após os testes funcionais e antes de enviar o produto para o cliente devido a condições e requisitos estabelecidos no workshop com o cliente. Esta exigência deve-se ao facto da back cover ser um componente cosmético que constitui o produto e para evitar a ocorrência de riscos e danificações na mesma, a sua montagem deve ser realizada o mais próximo do envio para o cliente. 4.3.3 Postos de trabalho Quando analisada a área da montagem final constatou-se que a maioria das linhas de montagem possuíam o processo de aparafusamento, sendo este efetuado manualmente pelas operadoras com recurso a um dispositivo de aparafusamento, como o representado na Figura 35. No entanto, na fase de planificação do projeto ficou definido que a linha de montagem não iria possuir aparafusamento manual, sendo constituída apenas por robots que permitam o aparafusamento automático. Isto deve-se à regra existente na empresa, que dita que quando uma operação exigir o aparafusamento de mais de 4 parafusos seguidos, deve-se recorrer ao aparafusamento automático, de forma a diminuir o tempo de operação e a prevenir lesões musculosqueléticas nos operadores, que podem ser causadas pelo movimento repetitivo que o aparafusamento manual exige. O processo de aparafusamento em materiais de plásticos e metais é efetuado de forma distinta, pelo que os robots de aparafusamento automático devem ser programados previamente consoante o material, de forma a evitar a produção de peças não conformes. Figura 35 - Dispositivo de aparafusamento manual Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 65 Sub-assembly Gap Filler Offline Externamente à linha de montagem existe o posto do GapFiller Offline , que já foi descrito anteriormente. Este é um posto que já existia previamente na empresa, sendo também utilizado para outros produtos. O tempo de ciclo deste equipamento é cerca de 30 segundos por unidade. Na Figura 36 pode-se visualizar o processo que decorre neste posto. Zona de montagem A zona de montagem é composta por quatro postos, mais precisamente dois robots de aparafusamento automático e duas bancadas constituídas por dispositivos de apoio à montagem. No posto 1 efetua-se o primeiro aparafusamento do processo entre a blenda, a placa de serviço e display . Como tal, o posto é constituído por um robot de aparafusamento automático e pelas rampas de abastecimento do material referido. De referir que neste posto são aparafusados 12 dos 26 parafusos do produto. No segundo posto de trabalho procede-se à junção da blenda com o caixilho e à montagem dos botões na blenda através da utilização de uma prensa. O posto é ainda composto pelas rampas de abastecimento do material necessário às operações. No posto 3 ocorre a montagem da placa principal com o conjunto montando nos postos anteriores, finalizando com a colocação das tampas no caixilho. Para tal, recorre-se à utilização de um dispositivo que facilita a montagem. No posto estão ainda presentes as rampas de abastecimento do material necessário. No último posto efetua-se o aparafusamento dos componentes que foram montados no posto anterior, sendo aparafusados 10 dos 26 parafusos do produto. Na Figura 37 pode-se visualizar os quatro postos acima descritos no chão de fábrica da empresa. Figura 36 - Processo efetuado no posto do GapFiller Offline Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 66 Zona de testes No que diz respeito aos testes de qualidade, podemos classificá-los em dois tipos: os testes subjetivos, que exigem a interação do operador (por exemplo, clicar nos botões para verificar o seu funcionamento) e os testes objetivos, que são realizados de forma automática, tendo a operadora apenas que colocar o produto no equipamento de teste. O teste MOL consiste no primeiro teste a que o produto é sujeito. No equipamento ocorre a programação a 100% às placas. O equipamento é constituído por nove fixtures , sendo possível efetuar o teste a nove aparelhos simultaneamente. Este é considerado um teste objetivo, uma vez que a operadora apenas tem que colocar o aparelho no equipamento e o teste é feito automaticamente. Relativamente aos equipamentos de teste de iluminação é possível encontrar dois equipamentos na zona de testes, onde cada um tem capacidade de testar um aparelho de cada vez. Assim, pode-se efetuar o teste a dois aparelhos simultaneamente. Este é considerado um teste subjetivo, uma vez que após o equipamento terminar o teste automático, a operadora necessita de testar o touch do display e o funcionamento dos botões. O teste EOL consiste num teste funcional às saídas do aparelho como o áudio, display e USB. É também utilizado para verificar se o aparelho foi corretamente programado. Na linha podem-se encontram dois equipamentos dedicados a este teste, onde cada um é constituído por duas fixtures , sendo possível efetuar o teste a quatro aparelhos simultaneamente. Este teste é classificado como um teste objetivo. Como referido anteriormente, na zona de testes foi colocado o posto de montagem da back cover . Neste posto efetua-se a montagem da back cover no aparelho, sendo adicionada uma etiqueta passaporte ao a) b) c) d) Figura 37 - Postos de trabalho da linha de montagem: a) Posto 1; b) Posto 2; c) Posto 3; d) Posto 4 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 67 aparelho no final. De referir que neste posto são aparafusados manualmente 4 dos 26 parafusos do produto. A CMI é utilizada para verificar as características externas do rádio, ou seja, confirma se o aparelho possuí todos os componentes externos que o devem constituir. O equipamento permite testar apenas um rádio de cada vez e o teste efetuado é considerado objetivo. Por último, na zona de embalagem, existe uma bancada onde o aparelho é etiquetado e embalado, sendo transportado para a zona de expedição. Na Figura 38 pode-se visualizar os vários equipamentos e postos acima descritos no chão de fábrica da empresa. 4.3.4 Material e rampas de abastecimento Para além de definir os postos de trabalho é necessário construir rampas apropriadas aos materiais que são abastecidos em cada um dos postos. Neste subcapítulo serão apresentados os materiais utilizados na linha de montagem e os respetivos tabuleiros selecionados para o seu transporte, assim como as rampas para abastecer a linha de montagem. É efetuada ainda uma avaliação ergonómica às rampas de abastecimento, com o objetivo de avaliar se estas cumprem com os princípios ergonómicos. A responsabilidade do abastecimento das linhas de produção com os vários materiais necessários está a cargo do Departamento de Planeamento e Controlo Logístico (PC&L). O abastecimento de material e a recolha das caixas vazias é, então, responsabilidade dos vários colaboradores do PC&L, sendo efetuado segundo uma rota normalizada em termos de percurso e tempo, utilizando como ordem de encomenda os manifestos. Assim, vamos de encontro à filosofia Pull , e produz-se apenas o que é necessário, quando é necessário e na quantidade necessária. A disposição dos materiais na linha de montagem é denominada de “ parts presentation ” e deve ser realizada tendo por base alguns critérios como os requisitos ergonómicos relativamente ao peso dos tabuleiros, distância entre a operadora e o material, altura das rampas de abastecimento, comprimento das rampas necessário para estar de acordo com as a) b) c) d) e) f) Figura 38 - Equipamentos e postos na zona de testes na linha de produção: a) Teste MOL; b) Teste Iluminação; c) Teste EOL; d) Posto Back Cover; e) Teste CMI; f) Embalagem Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 68 rotas do PC&L e espaço requerido para a linha. Devem também ser analisados quais os melhores tabuleiros para cada material e os respetivos interiores, de forma a facilitar o acesso à operadora e evitar risco de danificação de componentes. Tabuleiros e materiais utilizados Na tabela 15 estão representadas as características dos tabuleiros onde são colocados os vários materiais utilizados na linha e o respetivo posto em que são colocados. Tabela 15 - Características dos tabuleiros utilizados na linha de montagem Material Tabuleiro Comprimento (mm) Largura (mm) Altura (mm) Peso (Kg) Posto Placa de serviço & Blenda 400 300 60 1,12 1 Cabos & Pivot 190 150 105 0,095 1;2 Keypad 170 100 75 0,076 1 Display 450 290 25 0,07 1 Caixilho 400 300 90 1,2 2 Knobs , Botões & Placa principal 400 300 70 1,12 2;3 Tampas 400 300 165 1,5 3 O tabuleiro e o respetivo interior para cada material são definidos segundo o peso do material, o espaço disponível na bancada para a entrada dos materiais e a melhor forma de disposição do material no posto para a operadora. Como na empresa os lotes de produção são de 12 unidades, o interior dos tabuleiros é definido para esse valor ou para múltiplos do mesmo. No Anexo III – Apresentação do material e dos Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 69 tabuleiros de abastecimento encontram-se todos os tabuleiros escolhidos e respetivos materiais apresentados. Rampas de abastecimento Como referido cada um dos tabuleiros é abastecido no posto de trabalho através das rampas de abastecimento associadas ao mesmo, que são colocadas por detrás do posto de trabalho ou ao lado deste, de modo a não perturbar o funcionamento normal do posto de trabalho. Estas rampas são constituídas por roletes com inclinação, permitindo assim o deslizamento dos tabuleiros com o material. Convém referir que, na linha em estudo, o comprimento das rampas de abastecimento não reflete o ciclo de abastecimento, visto que este varia de linha em linha e ainda não foi possível determinar o ciclo de abastecimento da linha em análise. Na Figura 39 está apresentada uma das rampas presentes nos postos. Após o diálogo com os colaboradores da equipa do PC&L, as operadoras que trabalham na linha e os chefes de equipa, surgiram várias queixas relativamente às características das rampas de abastecimento. Não sendo possível analisar todos os problemas e sendo o maior foco das queixas relacionado com o esforço que é necessário efetuar para abastecer as rampas de abastecimento, optou-se por efetuar um estudo antropométrico à altura das rampas na perspetiva de quem abastece as rampas, avaliando assim se as rampas cumprem com os requisitos ergonómicos. O estudo foi realizado para a população portuguesa do sexo feminino e masculino, dado que tanto homens como mulheres constituem as equipas do PC&L. Normalmente, a entrada do material é efetuada Figura 39 - Exemplo de uma das rampas de abastecimento presentes na linha de montagem Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 70 pela parte superior da rampa e a saída pela parte inferior, como é possível constatar na Figura 39, podendo haver exceções em algumas rampas. Uma vez que estamos a lidar com alturas máximas de alcance, e que os colaboradores do PC&L podem ser do sexo feminino como do masculino, estabeleceu-se como referência, a altura da população feminina portuguesa para a entrada do material e a altura da população masculina portuguesa para a saída do material. A dimensão de referência selecionada para a altura relativa ao abastecimento do material da rampa foi a altura dos ombros do percentil 5º da população feminina, evitando assim riscos de lesão provocados por levantamentos excessivos e assegurando que há uma visibilidade para a parte superior das rampas. No entanto, nos casos em que as rampas possuem duas entradas para abastecer material, teve-se como referência a altura dos ombros referida para uma das entradas e a altura dos cotovelos do percentil 5º da população feminina para outra. Quanto à altura da saída do material, escolheu-se como referência a altura dos joelhos do percentil 95º da população masculina, permitindo assim evitar grandes achamentos e havendo folga para a existência da inclinação necessária. Na Tabela 16 encontram-se as alturas definidas para a entrada e saída das rampas de abastecimento, de acordo com as premissas descritas anteriormente. Note-se que os valores tiveram em consideração a correção de 25 mm para o calçado. Tabela 16 - Dimensões definidas para as rampas de abastecimento (perspetiva do abastecedor) Rampa com 2 entradas superiores Rampa com 1 entrada superior Rampa com 1 entrada inferior Rampa com 2 entradas superiores e 1 saída superior e inferior Altura de entrada de material (mm) 1207 1207 911 1207 911 911 Altura de saída de material (mm) 616 616 1207 1207 616 Analisando a Tabela 16, verifica-se que a altura máxima do abastecimento pode ser 1207 mm e a altura mínima pode ser 616 mm. Nos casos das rampas com mais de uma entrada, considera-se que o material com maior rotatividade deve ser abastecido à altura dos cotovelos, ou seja, nos 911 mm. O mesmo acontece quando a entrada do material é efetuada pela parte inferior da rampa. Estas dimensões também podem ser utilizadas para uma eventual análise das rampas na perspetiva do operador que se encontra a trabalhar no posto de trabalho. Ou seja, estando a entrada do material por parte do abastecedor a ser efetuada à altura da máxima definida, a inclinação no sentido do posto do trabalho Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 71 deve ser a descer, dado que a altura não pode ultrapassar a dimensão estabelecida. Quando à saída, se esta ocorrer a altura mínima estabelecida, a inclinação ocorre no sentido oposto, ou seja, o tabuleiro tem que descer no sentido do posto de trabalho para o lado do abastecedor da linha. Tendo por base estes critérios, pode-se no futuro avaliar as rampas de abastecimento na perspetiva do operador da linha. Estando os critérios definidos, efetuou-se a medição da altura das rampas instaladas na linha de montagem nova e comparou-se com os valores definidos na Tabela 16. As percentagens de insatisfeitos podem ser consultadas na Tabela 17. A tabela de dados antropométricos da população portuguesa e da distribuição normal utilizadas para o estudo podem ser consultadas no Anexo II – Dados antropométricos da população portuguesa e no Anexo IV – Tabela da distribuição normal, e as rampas instaladas na linha de montagem encontram-se no Anexo V – Apresentação das rampas de abastecimento instaladas. Tabela 17 - Medição da altura das rampas de abastecimento da linha de montagem Posto 1 Posto 2 Posto 3 Altura de entrada de material (mm) 1015 1300 1015 1175 1010 1380 1150 970 1190 1220 1160 De acordo com os valores definidos Não Não Não Sim Não Não Não Não Sim Não Sim Percentagem de insatisfeitos (%) 70 41 70 - 66,3 83,8 99,93 33,7 - 7,6 - Altura de saída de material (mm) 475 1300 1300 500 1340 800 1270 800 1000 De acordo com os valores definidos Não Não Não Não Não Sim Não Sim Sim Percentagem de insatisfeitos (%) 97 41 41 89,4 64,7 - 24,8 - - Analisando a Tabela 17, pode-se concluir que as percentagens de insatisfeitos são significativas na maioria das rampas analisadas, sendo necessário efetuar alterações nas dimensões das rampas de abastecimento instaladas, de forma a diminuir a probabilidade de lesões por parte dos operadores que abastecem as rampas. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 78 Criação da disciplina dos 5S Nos ecrãs em cada posto de trabalho no início e no final da produção é apresentada uma mensagem a indicar para manter o locar de trabalho limpo e organizado, apresentando uma imagem padrão de como o posto se deve encontrar. 4.4 Avaliação ergonómica e antropométrica Havendo a possibilidade de a causa do aparecimento de problemas de saúde dos colaboradores ser a má projeção dos postos de trabalho ou equipamentos, é importante para a empresa desenvolver soluções que evitem estes problemas e que potenciem o bem-estar dos colaboradores. Assim, de forma a avaliar o risco presente na linha na zona de montagem efetuou-se uma avaliação ergonómica com recurso ao método RULA, uma vez que as tarefas exigem esforço com maior intensidade por parte dos membros superiores. Após a avaliação ergonómica aos postos, constatou-se que seria necessário realizar um estudo antropométrico aos mesmos postos. Como tal, procedeu-se ao dimensionamento antropométrico dos postos de trabalho relacionados com o produto P na zona de montagem que não existiam previamente no chão de fábrica. O objetivo do dimensionamento também passa por criar um posto de trabalho standard que cumpra com os requisitos ergonómicos e possa ser utilizado no futuro pela empresa. De salientar que a linha de montagem em estudo é constituída apenas por postos de trabalho em pé, sendo o dimensionamento efetuado para estas condições. 4.4.1 Avaliação ergonómica dos postos de trabalho com o método RULA Dado que o projeto consiste na implementação de uma nova linha de produção, o que exige a estruturação e construção de postos de trabalho que não existiam anteriormente, é benéfico efetuar a avaliação dos respetivos postos de trabalho para garantir que a probabilidade de ocorrerem problemas futuros relacionados com LMERT seja minimizada. Desta forma, através da recolha de informação sobre os principais fatores de risco existentes no posto de trabalho é possível definir as prioridades para eventuais medidas de intervenção de natureza corretiva. Desta forma, através do método RULA, realizou-se uma avaliação ergonómica aos postos da zona de montagem. A escolha recaiu nesta ferramenta uma vez que a mesma serve para avaliar o risco de lesões músculo-esqueléticas dos membros superiores ligados ao trabalho e as operações realizadas nos vários postos exigem esforço destes mesmos membros. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 79 A aplicação da ferramenta foi feita através da observação das atividades das operadoras da linha durante vários ciclos de trabalho e de registo videográfico das atividades, sendo selecionadas as posturas mais significantes. Os resultados obtidos nos postos pertencentes à zona de montagem encontram-se representados nas tabelas a seguir (da Tabela 19 à Tabela 30). Os cálculos e os frames dos vídeos utilizados encontram-se no Apêndice V – Resultados da avaliação com a ferramenta RULA. Efetuou-se a avaliação tanto para o lado esquerdo como para o lado direito, de forma a avaliar qual o mais exposto a riscos. Posto de trabalho 1 Na Tabela 19 encontra-se a pontuação para as posturas dos membros superiores mais críticas exercidas no posto de trabalho 1. Tabela 19 - Pontuação para a postura dos membros superiores e Pontuação C do posto 1 Pontuação para a postura do membro superior Grupo A Lado Braço Antebraço Pulso Rotação Pulso Pontuação para utilização dos músculos Pontuação para a força ou carga Pontuação C Esquerdo 4 3 4 1 0 0 6 Direito 3 2 4 1 0 0 5 Após a atribuição da pontuação a cada membro e da junção com a pontuação da utilização dos músculos e da força exercida obtém-se a pontuação C. Posteriormente, são avaliadas as posturas mais críticas exercidas pelo pescoço, tronco e pernas, e juntamente com a pontuação da utilização dos músculos e da força exercida obtém-se a pontuação D. Estas pontuações estão apresentadas na Tabela 20. Tabela 20 - Pontuação para a postura do pescoço, tronco e pernas e Pontuação D do posto 1 Por fim, faz-se a junção da pontuação C e D para se obter o resultado final da avaliação RULA. O mesmo é apresentado na Tabela 21, para o lado esquerdo e direito do corpo. Pontuação para a postura do pescoço, tronco e pernas Pescoço Tronco Membros inferiores Pontuação para utilização dos músculos Pontuação para a força ou carga Pontuação D 4 4 2 0 0 7 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 80 Tabela 21 - Pontuação final do método RULA do posto 1 Lado Pontuação final RULA Esquerdo 7 Direito 7 Tanto o lado esquerdo como o lado direito obtiveram a pontuação de 7, o que significa que a atividade deve ser investigada e devem ser efetuadas mudanças imediatamente. Apesar de a pontuação final ser igual, verifica-se que o lado esquerdo é mais penalizado que o lado direito na avaliação das posturas dos membros superiores. Isto deve-se ao facto de as rampas de abastecimento com o material necessário a este posto se encontrarem posicionadas do lado esquerdo do posto, sendo exercido maior esforço por parte deste lado corporal e levando à rotação dos braços e troncos para alcançar os materiais na rampa. Adicionalmente, neste posto, existe um suporte, onde se coloca uma película nova no display do aparelho, que se encontra muito baixo e leva à adoção de posturas do pescoço e do tronco inadequadas. A pontuação RULA deste posto vai de encontro ao feedback obtido do diálogo com as operadoras da linha e o chefe de linha, que se queixaram dos pontos mencionados acima. Posto de trabalho 2 Na Tabela 22 encontra-se a pontuação para a postura dos membros superiores mais crítica exercida no posto de trabalho 2. Tabela 22 - Pontuação para a postura dos membros superiores e Pontuação C do posto 2 Pontuação para a postura do membro superior Grupo A Lado Braço Antebraço Pulso Rotação Pulso Pontuação para utilização dos músculos Pontuação para a força ou carga Pontuação C Esquerdo 5 2 4 1 0 0 7 Direito 4 2 4 1 0 0 5 Após a atribuição da pontuação a cada membro e da junção com a pontuação da utilização dos músculos e da força exercida obtém-se a pontuação C. Posteriormente, são avaliadas as posturas mais críticas exercidas pelo pescoço, tronco e pernas, e juntamente com a pontuação da utilização dos músculos e da força exercida obtém-se a pontuação D. Estas pontuações estão apresentadas na Tabela 23. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 81 Tabela 23 - Pontuação para a postura do pescoço, tronco e pernas e Pontuação D do posto 2 Pontuação para a postura do pescoço, tronco e pernas Pescoço Tronco Membros inferiores Pontuação para utilização dos músculos Pontuação para a força ou carga Pontuação D 4 3 2 1 0 8 Por fim, faz-se a junção da pontuação C e D para se obter o resultado final da avaliação RULA. O mesmo é apresentado na Tabela 24, para o lado esquerdo e direito do corpo. Tabela 24 - Pontuação final do método RULA do posto 2 Lado Pontuação final RULA Esquerdo 7 Direito 7 O lado esquerdo e o lado direito obtiveram a pontuação de 7, o que significa que a atividade deve ser investigada e devem ser efetuadas mudanças imediatamente. Apesar de a pontuação final ser igual, verifica-se que o lado esquerdo é mais penalizado que o lado direito na avaliação das posturas dos membros superiores. Isto deve-se ao facto de o material necessário se encontrar ao alcance do lado esquerdo do posto, sendo exercido maior esforço por parte deste lado corporal. Uma outra causa para a pontuação RULA obtida pode estar no dimensionamento desadequado do posto, sendo que as operadoras têm que adotar posturas dos braços elevadas para realizar as operações ao nível da superfície de trabalho no dispositivo de apoio à montagem, assim como para alcançar os materiais necessários às operações do posto. O diálogo com as operadas e o chefe de linha apontou estes como sendo os principais problemas do posto. Posto de trabalho 3 Na Tabela 25 encontra-se a pontuação para a postura dos membros superiores mais crítica exercida no posto de trabalho 3. Tabela 25 - Pontuação para a postura dos membros superiores e Pontuação C do posto 3 Pontuação para a postura do membro superior Grupo A Lado Braço Antebraço Pulso Rotação Pulso Pontuação para utilização dos músculos Pontuação para a força ou carga Pontuação C Esquerdo 4 1 4 1 1 0 6 Direito 4 2 4 1 1 0 6 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 82 Após a atribuição da pontuação a cada membro e da junção com a pontuação da utilização dos músculos e da força exercida obtém-se a pontuação C. Posteriormente, são avaliadas as posturas mais críticas exercidas pelo pescoço, tronco e pernas, e juntamente com a pontuação da utilização dos músculos e da força exercida obtém-se a pontuação D. Estas pontuações estão apresentadas na Tabela 26. Tabela 26 - Pontuação para a postura do pescoço, tronco e pernas e Pontuação D do posto 3 Pontuação para a postura do pescoço, tronco e pernas Pescoço Tronco Membros inferiores Pontuação para utilização dos músculos Pontuação para a força ou carga Pontuação D 4 5 2 1 0 8 Por fim, faz-se a junção da pontuação C e D para se obter o resultado final da avaliação RULA. O mesmo é apresentado na Tabela 27, para o lado esquerdo e direito do corpo. Tabela 27 - Pontuação final do método RULA do posto 3 Lado Pontuação final RULA Esquerdo 7 Direito 7 O lado esquerdo e o lado direito obtiveram a pontuação de 7, o que significa que a atividade deve ser investigada e devem ser efetuadas mudanças imediatamente. Verifica-se ambos os lados obtêm a mesma pontuação na avaliação das posturas dos membros superiores, o que significa que os esforços exigidos em ambos os lados corporais são equivalentes. A causa para a pontuação RULA elevada pode estar no dimensionamento desadequado do posto de trabalho, levando as operadoras a adotar posturas prejudiciais, assim como na natureza das operações efetuadas no posto, que podem exigir que a operadora seja minuciosa e aplique mais força que o normal. O feedback obtido no diálogo com as operadoras e o chefe de linha vai de encontro às conclusões retiradas. Posto de trabalho 4 Na Tabela 28 encontra-se a pontuação para a postura dos membros superiores mais crítica exercida no posto de trabalho 4. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 83 Tabela 28 - Pontuação para a postura dos membros superiores e Pontuação C do posto 4 Pontuação para a postura do membro superior Grupo A Lado Braço Antebraço Pulso Rotação Pulso Pontuação para utilização dos músculos Pontuação para a força ou carga Pontuação C Esquerdo 2 1 3 1 0 0 3 Direito 6 1 4 1 0 0 8 Após a atribuição da pontuação a cada membro e da junção com a pontuação da utilização dos músculos e da força exercida obtém-se a pontuação C. Posteriormente, são avaliadas as posturas mais críticas exercidas pelo pescoço, tronco e pernas, e juntamente com a pontuação da utilização dos músculos e da força exercida obtém-se a pontuação D. Estas pontuações estão apresentadas na Tabela 29. Tabela 29 - Pontuação para a postura do pescoço, tronco e pernas e Pontuação D do posto 4 Pontuação para a postura do pescoço, tronco e pernas Pescoço Tronco Membros inferiores Pontuação para utilização dos músculos Pontuação para a força ou carga Pontuação D 3 2 1 0 0 3 Por fim, faz-se a junção da pontuação C e D para se obter o resultado final da avaliação RULA. O mesmo é apresentado na Tabela 30, para o lado esquerdo e direito do corpo. Tabela 30 - Pontuação final do método RULA do posto 4 Lado Pontuação final RULA Esquerdo 3 Direito 6 O lado esquerdo obteve a pontuação de 3, o que significa que a atividade deve ser investigada e deve-se analisar a possibilidade de serem requeridas mudanças. No entanto, o lado direito obteve a pontuação de 6, que indica que é necessário investigar a atividade e fazer mudanças brevemente. A diferença de pontuação dos lados corporais deve-se à diferença na avaliação das posturas dos membros superiores, onde o lado direito é bastante mais penalizado que o lado esquerdo. Isto ocorre devido ao conteúdo de trabalho do posto, que exige mais esforço do lado corporal direito. Adicionalmente, o mau dimensionamento do posto pode estar a contribuir para a pontuação RULA elevada obtido para este lado corporal. A conclusões obtidas do diálogo com as operadoras e o chefe de linha comprovaram os pontos mencionados. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 84 Comparando as pontuações obtidas nos quatro postos que constituem a linha de montagem é possível definir os níveis de intervenção, como se verifica na Tabela 31. Tabela 31 - Pontuação final do RULA dos postos da linha de montagem Pontuação final RULA Lado esquerdo Lado direito Posto 1 7 7 Posto 2 7 7 Posto 3 7 7 Posto 4 3 6 Assim, os postos 1, 2 e 3 estão no mesmo nível de intervenção, sendo considerados os mais urgentes para efetuar mudanças. No entanto, é possível diferenciar o nível de intervenção destes três postos, uma vez que os mesmos apresentam diferenças na pontuação da postura dos membros superiores e do pescoço, tronco e pernas. Assim, tendo em conta as pontuações anteriormente referidas, o posto mais urgente de intervenção é o 2, seguido do posto 3, 1 e, por último, o 4. Ao nível do que é necessário ser alterado, em síntese, resume-se ao dimensionamento do posto, à disposição das rampas de abastecimento e à natureza das operações efetuadas, tendo-se de estudar se é possível alterar o método como são realizadas. 4.4.2 Dimensionamento antropométrico dos postos de trabalho Após a análise dos vários postos através do método RULA definiu-se que são necessárias mudanças urgentes nos mesmos, de forma a reduzir o esforço exigido nos operadores. Assim, decidiu-se efetuar o dimensionamento antropométrico dos postos de trabalho, uma vez que uma das razões que contribuiu para a elevada pontuação no método RULA foi o mau dimensionamento de certos parâmetros dos postos de trabalho. A aplicação dos dados antropométricos permite não só as operadoras adotarem as posturam mais aconselhadas, como atingir maior eficiência no trabalho e melhorar a segurança, conforto e eficácia. Assim, no presente projeto, dimensionaram-se quatro postos de trabalho para satisfazer as necessidades de montagem da linha de produção, sendo no geral criados dois tipos de postos standard . A linha é composta por dois postos de cada um dos tipos de postos padrão desenvolvidos, ou seja, dimensionouse dois robots automáticos de aparafusamento e dois postos de trabalho com bancada. Para se efetuar o dimensionamento do posto deve-se ter em conta os seguintes fatores: a limitação que se encontra em estudo, o critério a considerar, a informação acerca das dimensões significativas e os percentis da população a considerar. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 85 Assim, para o dimensionamento dos postos de trabalho foi necessário definir os seguintes parâmetros: • Altura ótima da superfície de trabalho e da bancada; • Largura, profundidade e altura do posto; • Centro da área de trabalho; • Altura da prateleira dedicada ao material para análise; • Altura do ecrã das instruções de trabalho; • Direção do fluxo de trabalho; O dimensionamento dos postos foi efetuado tendo em consideração que o trabalho realizado em cada posto assume exigências médias, ou seja, não é um trabalho de precisão que implique um elevado controlo visual, nem um trabalho pesado que implique grande aplicação de força. O objetivo deste dimensionamento é definir postos de trabalho ergonómicos que se consigam adaptar ao maior número de pessoas possível, dado que é impossível satisfazer a totalidade da população utilizadora. Desta forma, o dimensionamento foi realizado para a população portuguesa do sexo feminino, dado que este é o único género que trabalha nas linhas de montagem final. É de ressalvar que o dimensionamento efetuado na presente dissertação apenas é válido para o cenário em que apenas operam mulheres, não sendo válido para outro cenário distinto desse. A tabela dos dados antropométricos da População Portuguesa e da distribuição normal utilizadas para o dimensionamento encontram-se no Anexo II – Dados antropométricos da população portuguesa e no Anexo IV – Tabela da distribuição normal. Para cada posto será feita uma descrição de todos os parâmetros referidos anteriormente aplicáveis ao posto, tendo todas as dimensões sido definidas com base na literatura de Antropometria e nos dados antropométricos da População Portuguesa, sempre que os mesmos existiam. Posto de trabalho 1 Neste posto procede-se a montagem de componentes que constituem o produto, nomeadamente, à montagem da placa de serviço e do display com a blenda, e ao aparafusamento automático dos mesmos. Em termos de abastecimento de material no posto efetua-se através de rampas de abastecimento inclinadas colocadas ao lado do robot . Quanto à direção do fluxo de trabalho no posto é efetuado da Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 86 esquerda para a direita. Na Figura 48 pode-se observar o modelo de robot que será utilizado e que é necessário dimensionar. O primeiro passo passa por calcular as dimensões adequadas para cada um dos parâmetros mencionados anteriormente. Altura da bancada de trabalho Para definir a altura da bancada de trabalho é necessário averiguar se esta tem influência na altura da superfície de trabalho. Para a definição deste parâmetro teve-se em consideração a revisão bibliográfica elaborada. Segundo Kroemer e Grandjean (2009), a altura da bancada depende das medidas antropométricas da população em estudo e do tipo de tarefa a executar. Como referido anteriormente, considerou-se que o trabalho realizado nos postos de trabalho não é de precisão nem pesado. Tendo em conta isto, Kroemer e Grandjean (2009) dizem que a altura ótima de uma bancada de trabalho se situa entre 100 mm a 150 mm abaixo da altura do cotovelo da população. Adicionalmente, como a limitação neste parâmetro é a postura e se trata de uma limitação de dois sentidos, é necessário considerar dois limites (um superior e um inferior). Desta forma, considerando o percentil 5º feminino como altura mínima e o percentil 95º feminino como altura máxima do intervalo, são deixadas “de fora” 5% em cada extremo da distribuição, ou seja, se a bancada for definida ao nível do percentil 5º da altura do cotovelo feminina, apenas 5% desta população terá uma altura de bancada superior à sua altura do cotovelo, ou se a bancada for definida ao nível do percentil 95º da altura do cotovelo feminina, a bancada ainda será demasiado baixa para 5% desta população. Assim, na Tabela 32, encontram-se os limites para os níveis Figura 48 - Robot de aparafusamento utilizado Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 87 aceitáveis da altura da bancada, sendo que poderão não ser ótimos para toda a população em estudo. Note-se que os valores tiveram em consideração a soma da correção de 25 mm para o calçado e a subtração de 100 mm e 150 mm à altura do cotovelo do percentil 5º e do percentil 95º da população feminina portuguesa. Tabela 32 - Alturas aceitáveis para a bancada de trabalho Altura da bancada de trabalho Percentil 5º Entre 765 mm e 815 mm Percentil 95º Entre 915 mm e 965 mm No entanto, para além do tipo de trabalho, deve-se considerar a altura dos dispositivos de ajuda à montagem quando utilizados, uma vez que estes podem influenciar a altura da superfície de trabalho. Em termos ergonómicos, o mais desejável e recomendado é ter um posto onde é possível ajustar a altura de trabalho ao indivíduo que o utiliza, em detrimento da adoção de bancadas fixas e do uso de estrados. No entanto, segundo Kroemer e Grandjean (2009), se por motivos organizacionais ou económicos não for possível adotar as bancadas de altura regulável, deve-se privilegiar as pessoas mais altas aquando a definição da altura da bancada do posto de trabalho, dado que para as pessoas mais baixas existe a possibilidade de colocar um estrado (até 200 mm) para compensar a altura da bancada. Desta forma, se o posto for estruturado para ser regulável, deve-se ter em conta ambos os extremos da população. Caso não seja possível ser regulado, dimensiona-se o mesmo para o percentil 95º da população em estudo e depois a diferença para o percentil 5º da população é compensada com um estrado. Tendo em conta que a altura do dispositivo utilizado para a montagem influencia diretamente a altura da superfície de trabalho, definiu-se a altura da bancada tendo em consideração a mesma. No posto em questão, será necessário um dispositivo que possui uma altura de 50 mm. Assim, se o posto for regulável, as dimensões para a superfície de trabalho e para a altura da bancada aceitáveis para os extremos da população encontram-se na Tabela 33. Tabela 33 - Alturas aceitáveis para a superfície de trabalho e para a bancada do posto 1 Altura da superfície de trabalho Percentil 5º Entre 765 mm e 815 mm Percentil 95º Entre 915 mm e 965 mm Altura da bancada de trabalho Percentil 5º Entre 715 mm e 765 mm Percentil 95º Entre 865 mm e 915 mm Analisando a Tabela 33, a bancada terá de ser regulável entre os 715 mm e os 915 mm, de forma a satisfazer os vários extremos da população. No entanto, caso não seja possível adotar a bancada Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 94 150 mm abaixo da altura do cotovelo. Adicionalmente, como a limitação neste parâmetro é da postura e se trata de uma limitação de dois sentidos, é necessário considerar dois limites (um superior e um inferior). Desta forma, considerando o percentil 5º feminino como altura mínima e o percentil 95º feminino como altura máxima do intervalo, são deixadas “de fora” 5% em cada extremo da distribuição, ou seja, se a bancada for definida ao nível do percentil 5º da altura do cotovelo feminina, apenas 5% desta população terá uma altura de bancada superior à sua altura do cotovelo, ou se a bancada for definida ao nível do percentil 95º da altura do cotovelo feminina, a bancada ainda será demasiado baixa para 5% desta população. Assim, na Tabela 35, encontram-se os limites para os níveis aceitáveis da altura da bancada, sendo que poderão não ser ótimos para toda a população em estudo. Note-se que os valores tiveram em consideração a soma da correção de 25 mm para o calçado e a subtração de 100 mm e 150 mm à altura do cotovelo do percentil 5º e do percentil 95º da população feminina portuguesa. Tabela 35 - Alturas aceitáveis de trabalho Altura da bancada de trabalho Percentil 5º Entre 765 mm e 815 mm Percentil 95º Entre 915 mm e 965 mm No entanto, para além do tipo de trabalho, deve-se considerar a altura dos dispositivos de ajuda à montagem quando utilizados, uma vez que estes podem influenciar a altura da superfície de trabalho, como referido na dimensão do posto anterior. Tendo em conta que a altura do dispositivo utilizado para a montagem influencia diretamente a altura da superfície de trabalho, definiu-se a altura da bancada tendo em consideração a mesma. No posto em questão, será necessário um dispositivo que possui uma altura de 250 mm. Assim, se o posto for regulável, as dimensões para a superfície de trabalho e para a altura da bancada aceitáveis para os extremos da população encontram-se na Tabela 36. Tabela 36 - Alturas aceitáveis para a superfície de trabalho e para a bancada do posto 2 Altura da superfície de trabalho Percentil 5º Entre 765 mm e 815 mm Percentil 95º Entre 915 mm e 965 mm Altura da bancada de trabalho Percentil 5º Entre 515 mm e 565 mm Percentil 95º Entre 665 mm e 715 mm Como referido na Tabela 36, a bancada terá de ser regulável 515 mm e os 715 mm, de forma a satisfazer os vários extremos da população. No entanto, caso não seja possível adotar a bancada regulável, a bancada deve ser projetada para o percentil 95º da população portuguesa feminina, e deve-se utilizar um estrado para compensar a diferença de alturas para as mais baixas. Neste caso, deve-se averiguar Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 95 se as medidas determinadas satisfazem a maioria da população, através do cálculo da percentagem de insatisfeitos, analisando-se as alturas definidas para a superfície de trabalho. Como os valores definidos para o intervalo da altura da superfície de trabalho são iguais aos que foram definidos no posto de trabalho 1 (ASTs = 915 mm e ASTi = 815 mm), os percentis vão ser iguais e, consequentemente a percentagem de indivíduos que considera que nenhuma das soluções seria satisfatória (5,101%). Com a utilização de um estrado de altura de 100 mm (h = 915 – 815), pode-se afirmar que, dentro dos limites de tolerância referidos para a superfície de trabalho, uma bancada de altura fixa de 665 mm, que se traduz numa superfície de trabalho de 915 mm, satisfará 90% da população em causa. Contudo, normalmente e se for possível, a melhor solução passa por uma bancada regulável, uma vez que muitas empresas não consideram a solução do estrado viável por questões de segurança. Altura do posto Tal como no posto de trabalho 1, para determinar a altura do posto deve-se ter em conta o percentil 99,9º da altura de pé do sexo masculino, ficando definido que a altura do posto terá de ser igual ou superior a 2000 mm. Largura da bancada Para a definição da largura do posto teve-se em consideração os mesmos princípios referidos na dimensão do posto de trabalho 1. Desta forma, no caso de ser necessário alcançar objetos ou materiais ao longo ou no bordo da bancada, a bancada terá de ter uma largura de 621 mm a partir do meio da bancada, que é onde se encontrará a trabalhar a operadora, podendo o posto ter uma largura máxima de 1242 mm. Adicionalmente, como neste posto existe a necessidade de ter acesso a componentes de pequenas dimensões, definiu-se que na bancada poderá existir tabuleiros para acomodar estes componentes e, desta forma, facilitar o alcance aos mesmos e diminuir o tempo de alcance. Profundidade do posto e centro da área de trabalho Em relação à profundidade do posto e dimensão da área de trabalho, seguiram-se os mesmos princípios do dimensionamento do posto anterior. Assim, área ótima de trabalho pode ir até 292 mm do bordo da bancada e definiu-se o alcance máximo de 555 mm, que é determinado pela operadora quando estica o braço na horizontal a partir do ponto em que se encontra, sendo que a profundidade do posto não deve ultrapassar este valor. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 96 Altura do ecrã das instruções de trabalho Na posição de pé, tendo em conta os mesmos princípios do dimensionamento do posto anterior, a altura dos olhos situa-se em torno dos 1355 mm para o percentil 5º da população feminina. Como tal, o centro do ecrã deve ser colocado alinhado com a linha visual horizontal. Como o ecrã possui as dimensões de 250 mm de altura, o ecrã deve-se situar entre os 1480 mm e os 1230 mm de altura. Altura da prateleira do material para análise A definição da altura da prateleira teve em consideração os mesmos princípios utilizados no posto anterior. Deste modo, calculou-se a altura máxima para a prateleira tendo como referência o alcance funcional vertical do percentil 5º da população feminina. Segundo os cálculos, a prateleira não deve ultrapassar os 1744 mm de altura. Contudo, com esta dimensão não se tem em consideração o acesso à prateleira em profundidade horizontal. Sendo assim, optou-se por utilizar a altura aconselhada por Kroemer e Grandjean (2009) para determinar a altura aceitável (1400 mm – 1500 mm), tendo como limite máximo a altura definida pelo alcance funcional vertical do percentil 5º feminino da população portuguesa. Altura e profundidade do espaço para os pés No caso de haver uma superfície vertical próxima à bancada, deverá haver um recuo, no mínimo, de 100x100 mm junto ao piso e do bordo da bancada, para permitir o encaixe da ponta dos pés, como referido anteriormente. Após a análise das tabelas ergonómicas, o dimensionamento das dimensões do posto e a análise do tipo de trabalho a executar, foi possível proceder-se à projeção de uma bancada standard que cumpre com os requisitos ergonómicos. Esta bancada serviu de base para o desenvolvimento para as restantes bancadas deste tipo do projeto. Na Figura 52 encontra-se a representação da bancada padrão projetada e as respetivas dimensões. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 97 Posteriormente ao dimensionamento do posto de trabalho, foram efetuadas medições à bancada que se encontrava instalada na linha de montagem, sendo estas dimensões analisadas e comparadas com os valores acima definidos, com o objetivo de obter a percentagem de insatisfeitos com o posto instalado. Na Tabela 37 encontram-se as dimensões do posto implementado na linha de montagem e a percentagem de insatisfeitos com as dimensões do posto de trabalho quando comparados com os valores definidos no dimensionamento antropométrico. Tabela 37 - Comparação das dimensões reais do posto 2 com os valores definidos ST AP LB PB CAT AEI AP ASC PSC Medida (mm) 1145 2000 1300 440 290 1610 1545 125 195 De acordo com os valores definidos Não Sim Não Sim Sim Não Sim Sim Sim Percentagem de insatisfeitos (%) 99,93 - 22,3 - - 98,4 - - - Legenda: ST : Superfície de trabalho; AP : Altura do posto; LB : Largura da bancada; PB : Profundidade da bancada; CAT : Centro da área de trabalho; AEI : Altura do ecrã das instruções; AP : Altura da prateleira do material para análise; ASC : Altura do suporte para computador; PSC : Profundidade do suporte para computador. Figura 52 - Dimensões aceitáveis para o posto de trabalho 2 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 98 Os valores da percentagem de insatisfeitos foram obtidos pelo mesmo método utilizado no posto de trabalho 1. Posto de trabalho 3 Neste posto procede-se à montagem dos vários componentes que constituem o produto, nomeadamente, à montagem do conteúdo do posto anterior com a placa principal e as tampas do caixilho. Em termos de abastecimento de material no posto efetua-se através de rampas de abastecimento inclinadas colocadas por detrás da bancada. Quanto à direção do fluxo de trabalho no posto é efetuado da esquerda para a direita. Em relação a este posto, as operações que se irão realizar exigem um posto de trabalho com bancada igual ao posto de trabalho 2, diferindo apenas no dispositivo que auxilia a montagem. Desta forma, o dimensionamento segue os mesmos princípios abordados no posto de trabalho 2 em relação à definição dos seguintes parâmetros: altura do posto de trabalho, largura do posto, profundidade e centro da área de trabalho, altura do ecrã das instruções de trabalho, altura da prateleira de material para análise e altura e profundidade para o espaço para os pés. Quanto à altura da bancada de trabalho, definiu-se a mesma tendo em consideração a altura da superfície de trabalho adequada e que no posto será utlizado um dispositivo de apoio à montagem com uma altura de 210 mm. Assim, se o posto for regulável, as dimensões aceitáveis para a superfície de trabalho e para a altura da bancada para os extremos da população encontram-se na Tabela 38. Tabela 38 - Alturas aceitáveis para a superfície de trabalho e para a bancada do posto 3 Altura da superfície de trabalho Percentil 5º Entre 765 mm e 815 mm Percentil 95º Entre 915 mm e 965 mm Altura da bancada de trabalho Percentil 5º Entre 555 mm e 605 mm Percentil 95º Entre 705 mm e 755 mm Como referido na Tabela 38, a bancada terá de ser regulável 555 mm e os 755 mm, de forma a satisfazer os vários extremos da população. No entanto, caso não seja possível adotar a bancada regulável, a bancada deve ser projetada para o percentil 95º da população portuguesa feminina, e deve-se utilizar um estrado para compensar a diferença de alturas para as mais baixas. Neste caso deve-se averiguar se as medidas determinadas satisfazem a maioria da população, através do cálculo da percentagem de insatisfeitos, analisando-se as alturas definidas para a superfície de trabalho. Como os valores definidos para o intervalo da altura da superfície de trabalho são iguais aos que foram definidos no posto de Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 99 trabalho 1 (ASTs = 915 mm e ASTi = 815 mm), os percentis vão ser iguais e, consequentemente a percentagem de indivíduos que considera que nenhuma das soluções seria satisfatória (5,101%). Com a utilização de um estrado de altura de 100 mm (h = 915 – 815), pode-se afirmar que, dentro dos limites de tolerância referidos para a superfície de trabalho, uma bancada de altura fixa de 705 mm, que se traduz numa superfície de trabalho de 915 mm, satisfará 90% da população em causa. Contudo, normalmente e se for possível, a melhor solução passa por uma bancada regulável, uma vez que muitas empresas não consideram a solução do estrado viável por questões de segurança. Após a análise das tabelas ergonómicas, o dimensionamento das dimensões do posto e a análise do tipo de trabalho a executar, foi possível proceder-se à projeção de uma bancada que cumpre com os requisitos ergonómicos. Na Figura 53 encontra-se a representação da bancada padrão projetada e as respetivas dimensões. Posteriormente ao dimensionamento do posto de trabalho, foram efetuadas medições à bancada que se encontrava instalada na linha de montagem, sendo estas dimensões analisadas e comparadas com os valores acima definidos, com o objetivo de obter a percentagem de insatisfeitos com o posto instalado. Na Tabela 39 encontram-se as dimensões do posto implementado na linha de montagem e a Figura 53 - Dimensões aceitáveis para o posto de trabalho 3 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 100 percentagem de insatisfeitos com as dimensões do posto de trabalho quando comparados com os valores definidos no dimensionamento antropométrico. Tabela 39 - Comparação das dimensões reais do posto 3 com os valores definidos ST AP LB PB CAT AEI AP ASC PSC Medida (mm) 1105 2000 1000 440 390 1615 1605 210 195 De acordo com os valores definidos Não Sim Sim Sim Não Não Sim Sim Sim Percentagem de insatisfeitos (%) 99,29 - - - 99,997 98,7 - - - Legenda: ST : Superfície de trabalho; AP : Altura do posto; LB : Largura da bancada; PB : Profundidade da bancada; CAT : Centro da área de trabalho; AEI : Altura do ecrã das instruções; AP : Altura da prateleira do material para análise; ASC : Altura do suporte para computador; PSC : Profundidade do suporte para computador. Os valores da percentagem de insatisfeitos foram obtidos pelo mesmo método utilizado no posto de trabalho 1. Posto de trabalho 4 Neste posto procede-se ao aparafusamento automático dos componentes montados no posto de trabalho anterior. Quanto à direção do fluxo de trabalho no posto é efetuado da esquerda para a direita. Em relação a este posto, as operações que se irão realizar exigem a utilização de um robot de aparafusamento igual ao utilizado no posto de trabalho 1, diferindo apenas na base onde se coloca o aparelho. Desta forma, o dimensionamento segue os mesmos princípios abordados no posto de trabalho 1 em relação à definição dos seguintes parâmetros: altura do posto de trabalho, largura do posto, profundidade e centro da área de trabalho, altura do ecrã das instruções de trabalho, altura da prateleira de material para análise e altura e profundidade para o espaço para os pés. Quanto à altura da bancada de trabalho, definiu-se a mesma tendo em consideração a altura da superfície de trabalho adequada e que no posto será utlizado um dispositivo de apoio à montagem com uma altura de 300 mm. Assim, se o posto for regulável, as dimensões aceitáveis para a superfície de trabalho e para a altura da bancada para os extremos da população encontram-se na Tabela 40. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 101 Tabela 40 - Alturas aceitáveis para a superfície de trabalho e para a bancada do posto 4 Altura da superfície de trabalho Percentil 5º Entre 765 mm e 815 mm Percentil 95º Entre 915 mm e 965 mm Altura da bancada de trabalho Percentil 5º Entre 465 mm e 515 mm Percentil 95º Entre 615 mm e 665 mm Como referido na Tabela 40, a bancada terá de ser regulável 465 mm e os 665 mm, de forma a satisfazer os vários extremos da população. No entanto, caso não seja possível adotar a bancada regulável, a bancada deve ser projetada para o percentil 95º da população portuguesa feminina, e deve-se utilizar um estrado para compensar a diferença de alturas para as mais baixas. Neste caso deve-se averiguar se as medidas determinadas satisfazem a maioria da população, através do cálculo da percentagem de insatisfeitos, analisando-se as alturas definidas para a superfície de trabalho. Como os valores definidos para o intervalo da altura da superfície de trabalho são iguais aos que foram definidos no posto de trabalho 1 (ASTs = 915 mm e ASTi = 815 mm), os percentis vão ser iguais e, consequentemente a percentagem de indivíduos que considera que nenhuma das soluções seria satisfatória (5,101%). Com a utilização de um estrado de altura de 100 mm (h = 915 – 815), pode-se afirmar que, dentro dos limites de tolerância referidos para a superfície de trabalho, uma bancada de altura fixa de 615 mm, que se traduz numa superfície de trabalho de 915 mm, satisfará 90% da população em causa. Contudo, normalmente, e se for possível, a melhor solução passa por uma bancada regulável, uma vez que muitas empresas não consideram a solução do estrado viável por questões de segurança. Após a análise das tabelas ergonómicas, o dimensionamento das dimensões do posto e a análise do tipo de trabalho a executar, foi possível proceder-se à projeção de um robot de aparafusamento padrão que cumpre com os requisitos ergonómicos. Na Figura 54 encontra-se a representação do robot de aparafusamento padrão projetado e as respetivas dimensões. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 102 Posteriormente ao dimensionamento do posto de trabalho, foram efetuadas medições ao robot de aparafusamento que se encontrava instalado na linha de montagem, sendo estas dimensões analisadas e comparadas com os valores acima definidos, com o objetivo de obter a percentagem de insatisfeitos com o posto instalado. Na Tabela 41 encontram-se as dimensões do posto implementado na linha de montagem e a percentagem de insatisfeitos com as dimensões do posto de trabalho quando comparados com os valores definidos no dimensionamento antropométrico. Tabela 41 - Comparação das dimensões reais do posto 4 com os valores definidos ST AP LB PB CAT AEI AP ASC PSC Medida (mm) 1180 2000 950 400 300 1553 1605 135 250 De acordo com os valores definidos Não Sim De acordo com o valor máxima, mas fora do limite mínimo Sim Não Não Sim Sim Sim Percentagem de insatisfeitos (%) 99,988 - - - 11,8 90,5 - - - Legenda: ST : Superfície de trabalho; AP : Altura do posto; LB : Largura da bancada; PB : Profundidade da bancada; CAT : Centro da área de trabalho; AEI : Altura do ecrã das instruções; AP : Altura da prateleira do material para análise; ASC : Altura do suporte para computador; PSC : Profundidade do suporte para computador. Figura 54 - Dimensões aceitáveis para o posto de trabalho 4 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 103 Os valores da percentagem de insatisfeitos foram obtidos pelo mesmo método utilizado no posto de trabalho 1. 4.5 Validação da linha de produção Um dos requisitos para aprovar uma linha de produção é analisar o nível de stress a que as placas estão sujeitas no processo de montagem. Para tal, realizam-se testes de tensão às placas que constituem o produto P, nomeadamente, a placa principal e a placa de serviço. O teste consiste em colocar sensores nos pontos críticos das placas, ou seja, nos locais da placa onde se posicionam os componentes mais sensíveis, e efetuar o teste através de uma máquina própria de medição de tensão. O teste e o registo de medições são realizados enquanto se efetua as operações de montagem do aparelho, de forma a representar as condições reais a que o produto está exposto. Na Figura 55 é possível verificar como é efetuada a colocação dos sensores e como é efetuado o teste nos dispositivos da linha de montagem. Cada sensor é numerado para depois ser possível interpretar os resultados do teste. Os resultados obtidos são apresentados num gráfico do tipo representado na Figura 56. Esta figura apresenta os valores de tensão a que a placa de serviço está sujeita. Figura 55 - Teste de medição de tensão Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 110 • Colocar um ecrã no final da linha de montagem onde se visualize a Operational Efficiency (OE) da linha. 5.3 Resultado físico da implementação da linha no chão de fábrica Uma vez que o objetivo do projeto consistiu em implementar uma linha de produção nova, um dos resultados obtidos traduz-se na linha de produção propriamente dita, ou seja, na sua implementação física no chão de fábrica com sucesso. Como tal, nas Figuras 62 e 63 pode-se visualizar a linha de produção instalada na área de montagem final, como estava destinado no estado futuro definido. Como é possível verificar pela Figura 62, em cada posto existe um suporte para que o WIP entre postos seja apenas de uma peça, sendo possível conseguir “ one-piece-flow ” durante a montagem do produto P. Figura 63 - Linha de produção instalada no chão de fábrica (zona de testes) Figura 62 - Linha de produção instalada no chão de fábrica (zona de montagem) Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 111 6. CONCLUSÕES E TRABALHO FUTURO Estando integrada no ramo automóvel, a Aptiv está suscetível a constantes mudanças e à necessidade de incorporar novos produtos no seu sistema produtivo. Sendo caracterizada como uma empresa que cumpre com os requisitos dos seus clientes e que necessita de dar resposta à procura dos mesmos, é fundamental adotar a filosofia Lean e as ferramentas associadas à mesma, com o intuito de alcançar a melhor eficiência possível do sistema produtivo, com a produção mínima de desperdícios possível. Adicionalmente, o sucesso da empresa depende bastante do desempenho dos seus operadores, pelo que é ideal a empresa implementar as melhores soluções que permitam reduzir o risco de lesões e aumentar o conforto e rendimento dos operadores. O objetivo da presente dissertação consistiu na implementação de uma nova linha de produção, na secção de Montagem Final, como consequência da introdução de um produto novo no portefólio da empresa. Desta forma, o projeto passou por várias etapas como o balanceamento teórico da linha de produção, a implementação da linha de produção no chão de fábrica e a avaliação da mesma tendo em conta os requisitos ergonómicos. Analisando o processo decorrido ao longo da implementação da nova linha, foi possível efetuar melhorias para ir de encontro aos objetivos definidos. Estas melhorias consistiram na implementação de mecanismos de prevenção de erros e de gestão visual, em alterações na linha para se cumprir com requisitos ergonómicos e na redução de tempo de ciclo associado a movimentações desnecessárias das operadoras. Os objetivos definidos para o projeto foram maioritariamente alcançados: o tempo de ciclo no decorrer das pré-séries cumpriu com o takt time estabelecido, sendo um fator positivo para atingir o tempo de ciclo estipulado para a produção em série; conseguiu-se “ one-piece-flow ” e zero defeitos à saída da linha através da implementação de buffers de apenas uma peça entre os postos e de mecanismos à prova de erros que impedem a propagação de peças defeituosas aos longos dos vários postos da linha; estabeleceu-se dois tipos de postos padrão que a empresa pode adotar, de forma a cumprir com os requisitos ergonómicos exigidos para a população utilizadora da linha de produção. Na linha de pensamento do trabalho futuro, é importante manter o ideal de melhoria contínua no sentido de otimizar os tempos de ciclo praticados na linha de montagem e nas máquinas de testes incorporadas na linha de produção, assim como otimizar os movimentos das operadoras. Como não foi possível efetuar Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 112 durante o projeto, é necessário realizar o controlo do processo no que diz respeito à eficiência operacional, com intuito de determinar as melhorias necessárias. A nível ergonómico é necessário atuar com urgência nos postos implementados na linha de montagem, tendo em conta que estes apresentam um risco significativo no que diz respeito às posturas adotadas, sobretudo pelos membros superiores (as pontuações RULA obtidas variam entre 3, 6 e 7). Indo ao encontro dos princípios da melhoria contínua, recomenda-se a reestruturação dos postos segundo o dimensionamento antropométrico efetuado. Se necessário, visto que o resultado da aplicação da ferramenta RULA apresentou pontuações elevadas para as posturas adotadas pelos pulsos, pescoço, tronco e pernas, aconselha-se a utilização das ferramentas ergonómicas Strain Index (SI) e Rapid Entire Body Assessment (REBA), com o intuito de perceber melhor o nível de risco para o pulsos e para o corpo inteiro, dado que não foi possível aplicar as mesmas durante o projeto. As melhorias encontradas ao longo do projeto e os padrões desenvolvidos devem servir como referência para a introdução futura de novos produtos, tendo sempre a melhoria contínua como um dos focos da empresa. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 113 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alves, J. R. X., & Alves, J. M. (2015). Production management model integrating the principles of lean manufacturing and sustainability supported by the cultural transformation of a company. International Journal of Production Research , 53 (17), 5320–5333. https://doi.org/10.1080/00207543.2015.1033032 Andersson, C., & Bellgran, M. (2015). On the complexity of using performance measures: Enhancing sustained production improvement capability by combining OEE and productivity. Journal of Manufacturing Systems , 35 , 144–154. https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2014.12.003 Aptiv. (2020a). Manual de Acolhimento . Braga. Aptiv. (2020b). Publicações internas . Braga. Arezes, P. M., Miguel, A. S., Gomes da Costa, L., Barroso, M. P., & Cordeiro, P. (2005). Base de dados antropométricos de uma população laboral. Revista Ingenium, Ordem dos Engenheiros , 2 (88), 64– 69. Battini, D., Faccio, M., Persona, A., & Sgarbossa, F. (2011). New methodological framework to improve productivity and ergonomics in assembly system design. International Journal of Industrial Ergonomics , 41 (1), 30–42. https://doi.org/10.1016/j.ergon.2010.12.001 Belekoukias, I., Garza-Reyes, J. A., & Kumar, V. (2014). The impact of lean methods and tools on the operational performance of manufacturing organisations. International Journal of Production Research , 52 (18), 5346–5366. https://doi.org/10.1080/00207543.2014.903348 Bell, S. (2006). Lean enterprise systems: using IT for continuous improvement . John Wiley & Sons, Inc. Bicheno, J., & Holweg, M. (2009). The Lean Toolbox: A handbook for lean transformation. (4th ed.). Production and inventory control, systems and industrial engineering books. Bittencourt, W., Alves, A., & Arezes, P. (2011). Revisão Bibliográfica Sobre a Sinergia Entre Lean Production e Ergonomia. CLME´2011 . Carvalho, D. (2010). Cultura “Lean” nas Organizações Portuguesas . Obtido de http://pessoais.dps.uminho.pt/jdac/outros/Cultura Lean em Portugal.pdf Castillo, J., & Villena, J. (2005). Ergonomia: conceitos e métodos (1 edição; T. A. Reis, & V. Rodrigues, Ed.). Lisboa: Dinalivro. Correia, D., Silva, F. J. G., Gouveia, R. M., Pereira, T., & Ferreira, L. P. (2018). Improving manual assembly lines devoted to complex electronic devices by applying Lean tools. Procedia Manufacturing , 17 , 663–671. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2018.10.115 Coughlan, P., & Coghlan, D. (2002). Action research for operations management. International Journal of Operations and Production Management , 22 (2), 220–240. https://doi.org/10.1108/01443570210417515 Dennis, P. (2015). Lean production simplified: A plain-language guide to the world’s most powerful production system (3rd ed.). CRC Press. Drew, J., Roggenhofer, S., & McCallum, B. (2004). Journey to Lean: Making Operational Change Stick . https://doi.org/10.1111/j.1540-5885.2005.00150_2.x El-Namrouty, K. A., & Abushaaban, M. S. (2013). Seven Wastes Elimination Targeted by Lean Manufacturing Case Study ″Gaza Strip Manufacturing Firms″. International Journal of Economics, Finance and Management Sciences , 1 (2), 68–80. https://doi.org/10.11648/j.ijefm.20130102.12 Haque, B., & James-moore, M. (2004). Applying lean thinking to new product introduction. Journal of Engineering Design , 15 (1), 1–31. https://doi.org/10.1080/0954482031000150125 Hines, P., & Taylor, D. (2000). Going Lean: A guide to implementation . https://doi.org/10.1097/01.jnn.0000358162.21072.ab Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 114 Hines, P., & Rich, N. (1997). The seven value stream mapping tools. International Journal of Operations & Production Management , 17 (1), 46–64. https://doi.org/10.1108/01443579710157989 Holweg, M. (2007). The genealogy of lean production. Journal of Operations Management , 25 (2), 420– 437. https://doi.org/10.1016/j.jom.2006.04.001 Iida, I. (2005). Ergonomina: projeto e produção (2 edição). São Paulo: Editora Edgard Blucher LTDA. International Ergonomics Association. (2019). Definition and Domains of Ergonomics. Obtido 4 de Fevereiro de 2020, de https://iea.cc/what-is-ergonomics/ Kaganski, S., Majak, J., Karjust, K., & Toompalu, S. (2017). Implementation of Key Performance Indicators Selection Model as Part of the Enterprise Analysis Model. Procedia CIRP , 63 , 283–288. https://doi.org/10.1016/j.procir.2017.03.143 Kehr, T. W., & Proctor, M. D. (2017). People Pillars: Re-structuring the Toyota Production System (TPS) House Based on Inadequacies Revealed During the Automotive Recall Crisis. Quality and Reliability Engineering International , 33 (4), 921–930. https://doi.org/10.1002/qre.2059 Kroemer, K. H. E., & Grandjean, E. (2009). Fitting the task to the human: A textbook of occupational ergonomics (5th ed.). Taylor & Francis. Lacerda, A. P., Xambre, A. R., & Alvelos, H. M. (2016). Applying Value Stream Mapping to eliminate waste: A case study of an original equipment manufacturer for the automotive industry. International Journal of Production Research , 54 (6), 1708–1720. https://doi.org/10.1080/00207543.2015.1055349 Lean Enterprise Institute. (2012). Standardized Work Combination Table. Obtido 27 de Abril de 2020, de https://www.lean.org/common/display/?o=2188 Liker, J. (2004). The toyota way: Fourteen management principles from the world’s greatest manufacturer . McGraw-Hill. Liker, J. K., & Morgan, J. M. (2006). The toyota way in services: The case of lean product development. Academy of Management Perspectives , 20 (2), 5–20. https://doi.org/10.5465/AMP.2006.20591002 Lu, J. C., & Yang, T. (2015). Implementing lean standard work to solve a low work-in-process buffer problem in a highly automated manufacturing environment. International Journal of Production Research , 53 (8), 2285–2305. https://doi.org/10.1080/00207543.2014.937009 Mariz, R. N., Picchi, F. A., Granja, A. D., & Melo, R. S. S. de. (2012). A review of the standardized work application in construction. 20th Annual Conference of the International Group for Lean Construction . Melton, T. (2005). The benefits of lean manufacturing: What lean thinking has to offer the process industries. Chemical Engineering Research and Design , 83 (6), 662–673. https://doi.org/10.1205/cherd.04351 Middlesworth, M. (2020). A Step-by-Step Guide: Rapid Upper Limb Assessment (RULA) . Monden, Y. (2012). Toyota production system: an integrated approach to just-in-time (4th ed.). Engineering & Management Press. Occupational Safety and Health Administration. (2007). Introdução às lesões músculo-esqueléticas. Facts 71 , 1–2. Obtido de https://osha.europa.eu/pt/publications/factsheets/71 Ohno, T. (1988). Toyota production system: Beyond large-scale production . Productivity Press. Oliveira, L. A. (2011). Dissertação e tese em ciência e tecnologia segundo Bolonha . Porto: Lidel-Edições Técnicas, Lda. Organização Internacional do Trabalho. (2002). Sistemas de gestão da segurança no trabalho: diretrizes práticas da OIT . Lisboa: IDICT. Peinado, J., & Graeml, A. (2007). Administrac ! ão da produc ! ão: operac ! ões industriais e de servic ! os . UnicenP. Pinto, J. P. (2008). Lean Thinking - Introdução ao pensamento magro . Comunidade Lean Thinking. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 115 Pinto, J. P. (2014). Pensamento LEAN: A filosofia das organizac ! ões vencedoras (6 edição). Lisboa: LidelEdições Técnicas, Lda. Rebelo, F. (2004). Ergonomia no dia a dia . Lisboa: Edições Sílabo, Lda. Saunders, M., Thornhill, A., & Lewis, P. (2009). Research methods for business students (5th ed). Harlow: Prentice Hall. Serranheira, F. (2007). Lesões Músculo-Esqueléticas Ligadas ao Trabalho: que métodos de avaliação do risco ? Universidade Nova de Lisboa. Serranheira, F., Uva, A. S., & Lopes, M. F. (2008). Lesões Músculo-Esqueléticas e Trabalho: Alguns métodos de avaliac#ão do risco. Sociedade Portuguesa de Medicina do Trabalho , (5), 1–179. Serranheira, F., & Uva, A. S. (2006). Avaliação do risco de LMEMSLT: aplicação dos métodos RULA e SI. Revista Portuguesa de Saúde Pública , 6 , 13–36. Serranheira, F., & Uva, A. S. (2010). LER/DORT: que métodos de avaliac ! ão do risco? 35 (122), 314– 326. Shingo, S. (2005). Study of the Toyota Production System from an Industrial Engineering Viewpoint . CRC Press. Silva, Â. M. (2008). Ergonomia e antropometria - Dimensionamento de postos de trabalho em pé . Universidade de Aveiro. Slack, N., Chambers, S., & Johnston, R. (2002). Adminstrac ! ão da produc ! ão (2nd ed.). São Paulo: Atlas. Staton, N., Hedge, A., Brookhuis, K., Salas, E., & Hendrick, H. (2005). Handbook of Human Factors and Ergonomics Methods . https://doi.org/10.1201/9781315563275-4 Staudt, F. H., Coelho, A. S., & Gonçalves, M. B. (2011). Determinação da capacidade real necessária de um processo produtivo utilizando cadeia de Markov. Producao , 21 (4), 634–644. https://doi.org/10.1590/S0103-65132011005000058 Strategos. (2016). A Brief History of (Just-In-) Time. Obtido 26 de Março de 2020, de http://www.strategosinc.com/just_in_time.htm Sugimori, Y., Kusunoki, K., Cho, F., & Uchikawa, S. (1977). Toyota production system and kanban system - Materialization of just-in-time and respect-for-human system. International Journal of Production Research , 15 (6), 553–564. https://doi.org/10.1080/00207547708943149 Sundar, R., Balaji, A. N., & Kumar, R. M. S. (2014). A review on lean manufacturing implementation techniques. Procedia Engineering , 97 , 1875–1885. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.12.341 Surekha, S., Gowda, R., & Kulkarni, M. (2013). Standardized Work: An important principle implemented in the manufacturing industry. International Journal of Management Research and Business Strategy , 2 , 62–66. Susman, G. I., & Evered, R. D. (1978). An assessment of the scientific merits of action research. Administrative Science Quarterly , 23 (4), 582–603. https://doi.org/10.2307/2392581 The Productivity Development Team. (1999). Cellular Manufacturing: One Piece Flow for Workteams . CRC Press. Wilson, L. (2010). How to Implement Lean Manufacturing . London: McGraw-Hill. Womack, J. P., & Jones, D. (2003). Lean Thinking. Banish Waste and Create Wealth in Your Corporation . New York: Free Press. Womack, J. P., Jones, D. T., & Roos, D. (1990). The machine that changed the world . New York: Rawson Associates. Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 116 APÊNDICES Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 117 APÊNDICE I – CÁLCULO DO TAKT TIME Tempo disponíveis = Sem contabilizar paragens Tempos efetivos = Tempos com paragens planeadas Tempos úteis = Tempos com paragens planeadas e não planeadas Eficiência operacional = 95 % Número de semanas disponíveis durante um ano = 50 semanas Número de dias úteis por semana = 5 dias Cálculo do tempo útil Para 1 turno: Tempo de intervalo = 30 minutos Tempo disponível = 8 horas x 60 minutos = 480 minutos Tempo útil diário = (480 min – 30 min) x 0,95 = 428 min/dia Tempo útil semanal = 428 min x 5 dias = 2138 min/semana Para 2 turnos: Tempo de intervalo = 30 min x 2 = 60 minutos Tempo disponível = 8 horas x 60 min x 2 = 960 min Tempo útil diário = (960 min – 60 min) x 0,95 = 855 min/dia Tempo útil semanal = 855 min x 5 dias = 4275 min/semana Para 3 turnos: Tempo de intervalo = 30 min x 3 = 90 min Tempo disponível = 8 horas x 60 min x 3 = 1440 min Tempo útil diário = (1440 min – 90 min) x 0,95 = 1283 min/dia Tempo útil semanal = 1283 min x 5 dias = 6413 min/semana Cálculo da procura diária Ano 2021: 𝑃𝑟𝑜𝑐𝑢𝑟𝑎%𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎=𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜%𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑁º%𝑑𝑖𝑎𝑠%ú𝑡𝑒𝑖𝑠 =44927 50×5=180%𝑝𝑒ç𝑎𝑠 / 𝑑𝑖𝑎 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 118 Ano 2022: 𝑃𝑟𝑜𝑐𝑢𝑟𝑎%𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎=𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜%𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑁º%𝑑𝑖𝑎𝑠%ú𝑡𝑒𝑖𝑠 =46377 50×5=186%𝑝𝑒ç𝑎𝑠 / 𝑑𝑖𝑎% Ano 2023: 𝑃𝑟𝑜𝑐𝑢𝑟𝑎%𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎=𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜%𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑁º%𝑑𝑖𝑎𝑠%ú𝑡𝑒𝑖𝑠 =44627 50×5=179%𝑝𝑒ç𝑎𝑠 / 𝑑𝑖𝑎 Ano 2024: 𝑃𝑟𝑜𝑐𝑢𝑟𝑎%𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎=𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜%𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑁º%𝑑𝑖𝑎𝑠%ú𝑡𝑒𝑖𝑠 =41584 50×5=166%𝑝𝑒ç𝑎𝑠 / 𝑑𝑖𝑎 Cálculo do takt time Para 1 turno (Ano 2022): 𝑇𝑇=𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜%ú𝑡𝑖𝑙%𝑑𝑒%𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑐𝑢𝑟𝑎%𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 =2138%𝑚𝑖𝑛 / 𝑠𝑒𝑚%×%50%𝑠𝑒𝑚𝑎𝑛𝑎𝑠%×%60 46377 =138%𝑠𝑒𝑔 / 𝑢𝑛𝑖 Para 2 turnos (Ano 2022): 𝑇𝑇=𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜%ú𝑡𝑖𝑙%𝑑𝑒%𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑐𝑢𝑟𝑎%𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 =4275%𝑚𝑖𝑛 / 𝑠𝑒𝑚%×%50%𝑠𝑒𝑚𝑎𝑛𝑎𝑠%×%60 46377 =277%𝑠𝑒𝑔 / 𝑢𝑛𝑖 Para 3 turnos (Ano 2022): 𝑇𝑇=𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜%ú𝑡𝑖𝑙%𝑑𝑒%𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑐𝑢𝑟𝑎%𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 =6413%𝑚𝑖𝑛 / 𝑠𝑒𝑚%×%50%𝑠𝑒𝑚𝑎𝑛𝑎𝑠%×%60 46377 =415%𝑠𝑒𝑔 / 𝑢𝑛𝑖 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 119 APÊNDICE II – CONTEÚDO DE TRABALHO DO PRODUTO Tabela 44 - Conteúdo de trabalho do produto Operação Movimentos Tempo (s) A Ler código blenda 3 1,8 B Ler código display 3 1,8 C Montar display na blenda 5 3 D Ler código placa de serviço 3 1,8 E Montar placa de serviço na blenda 5 3 F Aparafusar display e placa de serviço à blenda 47 G Montar cabos do display e da mainboard 14 8,4 H Montar pivot no caixilho 4 2,4 I Montar blenda no caixilho 6 3,6 J Montar knobs na blenda 8 4,8 K Montar botões na blenda 8 4,8 L Montar mainboard no caixilho 4 2,4 M Encaixar cabos na mainboard 10 6 N Montar tampas no caixilho 12 7,2 O Fechar o snap 3 1,8 P Aparafusar tampas ao caixilho 70 Q Montar back cover no aparelho 9 5,4 R Aparafusar back cover ao aparelho 11 6,6 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 126 Tabela 54 - Pontuação para a postura dos membros inferiores do posto de trabalho 1 Grupo B - Pontuação para a postura do pescoço, tronco e membros inferiores Membros inferiores Pernas e pés mal apoiados e posição desequilibrada 2 Pontuação total Membros inferiores 2 Tabela 55 - Pontuação para a postura do membro superior (Braços) do posto de trabalho 2 Grupo APontuação para a postura do membro superior Braços Esquerdo Direito 3 3 Elevação 1 1 Abdução 1 0 Pontuação total Braços 5 4 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 127 Tabela 56 - Pontuação para a postura do membro superior (Antebraço) do posto de trabalho 2 Grupo APontuação para a postura do membro superior Antebraços Esquerdo Direito 2 2 Cruzamento da linha média 0 0 Pontuação total Antebraços 2 2 Tabela 57 - Pontuação para a postura do membro superior (Pulso) do posto de trabalho 2 Grupo APontuação para a postura do membro superior Pulso Esquerdo Direito 3 3 1 1 Pontuação total Pulso 4 4 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 128 Tabela 58 - Pontuação para a postura do membro superior (Rotação pulso) do posto de trabalho 2 Grupo APontuação para a postura do membro superior Rotação pulso Na região média da articulação Esquerdo Direito 1 1 Pontuação total Rotação pulso 1 1 Tabela 59 - Pontuação para a postura do pescoço do posto de trabalho 2 Grupo B - Pontuação para a postura do pescoço, tronco e membros inferiores Pescoço 3 Rotação 0 Inclinação lateral 1 Pontuação total Pescoço 4 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 129 Tabela 60 - Pontuação para a postura do tronco do posto de trabalho 2 Grupo B - Pontuação para a postura do pescoço, tronco e membros inferiores Tronco 2 Rotação 1 Inclinação lateral 0 Pontuação total Tronco 3 Tabela 61 - Pontuação para a postura dos membros inferiores do posto de trabalho 2 Grupo B - Pontuação para a postura do pescoço, tronco e membros inferiores Membros inferiores Pernas e pés mal apoiados e posição desequilibrada 2 Pontuação total Membros inferiores 2 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 130 Tabela 62 - Pontuação para a postura do membro superior (Braços) do posto de trabalho 3 Grupo APontuação para a postura do membro superior Braços Esquerdo Direito 3 3 Elevação 0 1 Abdução 1 0 Pontuação total Braços 4 4 Tabela 63 - Pontuação para a postura do membro superior (Antebraço) do posto de trabalho 3 Grupo APontuação para a postura do membro superior Antebraços Esquerdo Direito 1 1 Cruzamento da linha média 0 1 Pontuação total Antebraços 1 2 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 131 Tabela 64 - Pontuação para a postura do membro superior (Pulso) do posto de trabalho 3 Grupo APontuação para a postura do membro superior Pulso Esquerdo Direito 3 3 1 1 Pontuação total Pulso 4 4 Tabela 65 - Pontuação para a postura do membro superior (Rotação pulso) do posto de trabalho 3 Grupo APontuação para a postura do membro superior Rotação pulso Na região média da articulação Esquerdo Direito 1 1 Pontuação total Rotação pulso 1 1 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 132 Tabela 66 - Pontuação para a postura do pescoço do posto de trabalho 3 Grupo B - Pontuação para a postura do pescoço, tronco e membros inferiores Pescoço 3 Rotação 0 Inclinação lateral 1 Pontuação total Pescoço 4 Tabela 67 - Pontuação para a postura do tronco do posto de trabalho 3 Grupo B - Pontuação para a postura do pescoço, tronco e membros inferiores Tronco 3 Rotação 1 Inclinação lateral 1 Pontuação total Tronco 5 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 133 Tabela 68 - Pontuação para a postura dos membros inferiores do posto de trabalho 3 Grupo B - Pontuação para a postura do pescoço, tronco e membros inferiores Membros inferiores Pernas e pés mal apoiados e posição desequilibrada 2 Pontuação total Membros inferiores 2 Tabela 69 - Pontuação para a postura do membro superior (Braços) do posto de trabalho 4 Grupo APontuação para a postura do membro superior Braços Esquerdo Direito 2 4 Elevação 0 1 Abdução 0 1 Pontuação total Braços 2 6 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 134 Tabela 70 - Pontuação para a postura do membro superior (Antebraço) do posto de trabalho 4 Grupo APontuação para a postura do membro superior Antebraços Esquerdo Direito 1 1 Cruzamento da linha média 0 0 Pontuação total Antebraços 1 1 Tabela 71 - Pontuação para a postura do membro superior (Pulso) do posto de trabalho 4 Grupo APontuação para a postura do membro superior Pulso Esquerdo Direito 2 3 1 1 Pontuação total Pulso 3 4 Projeto e implementação de uma nova linha de produção de autorrádios 135 Tabela 72 - Pontuação para a postura do membro superior (Rotação pulso) do posto de trabalho 4 Grupo APontuação para a postura do membro superior Rotação pulso Na região média da articulação Esquerdo Direito 1 1 Pontuação total Rotação pulso 1 1 Tabela 73 - Pontuação para a postura do pescoço do posto de trabalho 4 Grupo B - Pontuação para a postura do pescoço, tronco e membros inferiores Pescoço 2 Rotação 0 Inclinação lateral 1 Pontuação total Pescoço 3