Integração de práticas lean na indústria de produção de pneus: estudo de métodos e tempos
Abstract
O presente projeto foi realizado na Continental Mabor e aborda a integração de práticas Lean na indústria de produção de pneus, com foco na análise de métodos e tempos de trabalho para aumentar a eficiência do processo produtivo. O problema identificado consiste na presença de ineficiências no processo de produção, nomeadamente no tempo não produtivo elevado no setor de aplicação de cunha em talão (Apex), resultando em perdas significativas. Neste sentido, o presente projeto pretende estudar e reduzir essas mesmas ineficiências, propondo melhorias no método de trabalho e implementando ferramentas Lean. O objetivo do estudo é reduzir as ineficiências identificadas através de melhorias no método de trabalho e da implementação de ferramentas Lean, como o SMED (Single Minute Exchange of Die), a introdução de uma ferramenta de simulação e o estudo da viabilidade de novas máquinas automáticas para aplicação de cunha em talão. A abordagem metodológica inclui a aplicação dos princípios do Lean Manufacturing e a integração de práticas ergonómicas, garantindo um ambiente de trabalho mais seguro e eficiente. Este estudo é importante porque a otimização dos processos produtivos na indústria de pneus contribui para a melhoria da eficiência operacional, redução de desperdícios e, consequentemente, o aumento da competitividade da empresa. Ainda, a aplicação conjunta de conceitos Lean e Ergonomia pode servir de modelo para outras unidades fabris do grupo que enfrentam desafios semelhantes. As melhorias propostas resultaram numa redução até dois pontos do risco de lesões músculo-esqueléticas, aumento até 10% na capacidade produtiva do setor e redução até 59% no tempo de setup, demonstrando impactos positivos na segurança dos trabalhadores e na organização do ambiente de trabalho. Neste sentido, a implementação das melhorias recomendadas tem o potencial de eliminar as ineficiências identificadas, aumentar a capacidade produtiva e servir como referência para a aplicação de práticas similares em outras unidades de produção do grupo.
Full text
Universidade do Minho Escola de Engenharia Ana Sofia Pinto Sampaio Integração de Práticas Lean na Indústria de Produção de Pneus: Estudo de Métodos e Tempos outubro de 2024
Universidade do Minho Escola de Engenharia Ana Sofia Pinto Sampaio Integração de Práticas Lean na Indústria de Produção de Pneus: Estudo de Métodos e Tempos Dissertação de Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial Trabalho efetuado sob a orientação de Professora Doutora Celina Maria Godinho da Silva Pinto Leão Professora Doutora Susana Raquel Pinto da Costa outubro de 2024
ii DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS Este é um trabalho académico que pode ser utilizado por terceiros desde que respeitadas as regras e boas práticas internacionalmente aceites, no que concerne aos direitos de autor e direitos conexos. Assim, o presente trabalho pode ser utilizado nos termos previstos na licença abaixo indicada. Caso o utilizador necessite de permissão para poder fazer um uso do trabalho em condições não previstas no licenciamento indicado, deverá contactar o autor, através do RepositóriUM da Universidade do Minho. Licença concedida aos utilizadores deste trabalho Atribuição CC BY https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
iii AGRADECIMENTOS Gostaria de agradecer a todos aqueles que contribuíram, direta ou indiretamente, para a realização da presente dissertação. Às minhas orientadoras, Professora Doutora Celina Maria Godinho da Silva Pinto Leão e Professora Doutora Susana Raquel Pinto da Costa, pelo acompanhamento, disponibilidade e todo o apoio ao longo da realização da dissertação. À equipa da Continental Mabor, em especial ao Engenheiro Nuno Rodrigues, pela ajuda incansável e por todos os ensinamentos que me passou ao longo dos últimos meses, ao Engenheiro Paulo Figueiredo, pelo apoio constante, e aos operadores da Preparação a Quente. Agradeço, também, a todos os colegas da Direção de Engenharia Industrial por me terem acolhido tão bem na equipa e ajudado e motivado sempre que precisei. Aos meus pais e padrinhos, pelo amor incondicional e por acreditarem sempre em mim, desde os meus primeiros passos. Ao meus amigos, por estarem sempre disponíveis nos melhores e piores momentos e por tornarem o meu percurso académico tão bonito. Guardarei para sempre as nossas memórias numa caixinha especial dentro do meu coração. Ao Mateus, o pilar essencial na minha vida, por todo o carinho, amor e pelo apoio incondicional em todos os momentos. A todos, o meu profundo agradecimento. Veni, vidi, vici.
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. Universidade do Minho, Guimarães, setembro de 2024 Ana Sofia Pinto Sampaio
v Integração de Práticas Lean na Indústria de Produção de Pneus: Estudo de Métodos e Tempos RESUMO O presente projeto foi realizado na Continental Mabor e aborda a integração de práticas Lean na indústria de produção de pneus, com foco na análise de métodos e tempos de trabalho para aumentar a eficiência do processo produtivo. O problema identificado consiste na presença de ineficiências no processo de produção, nomeadamente no tempo não produtivo elevado no setor de aplicação de cunha em talão (Apex), resultando em perdas significativas. Neste sentido, o presente projeto pretende estudar e reduzir essas mesmas ineficiências, propondo melhorias no método de trabalho e implementando ferramentas Lean. O objetivo do estudo é reduzir as ineficiências identificadas através de melhorias no método de trabalho e da implementação de ferramentas Lean, como o SMED ( Single Minute Exchange of Die ), a introdução de uma ferramenta de simulação e o estudo da viabilidade de novas máquinas automáticas para aplicação de cunha em talão. A abordagem metodológica inclui a aplicação dos princípios do Lean Manufacturing e a integração de práticas ergonómicas, garantindo um ambiente de trabalho mais seguro e eficiente. Este estudo é importante porque a otimização dos processos produtivos na indústria de pneus contribui para a melhoria da eficiência operacional, redução de desperdícios e, consequentemente, o aumento da competitividade da empresa. Ainda, a aplicação conjunta de conceitos Lean e Ergonomia pode servir de modelo para outras unidades fabris do grupo que enfrentam desafios semelhantes. As melhorias propostas resultaram numa redução até dois pontos do risco de lesões músculo-esqueléticas, aumento até 10% na capacidade produtiva do setor e redução até 59% no tempo de setup , demonstrando impactos positivos na segurança dos trabalhadores e na organização do ambiente de trabalho. Neste sentido, a implementação das melhorias recomendadas tem o potencial de eliminar as ineficiências identificadas, aumentar a capacidade produtiva e servir como referência para a aplicação de práticas similares em outras unidades de produção do grupo. PALAVRAS-CHAVE Ergonomia e Fatores Humanos; Estudo de Tempos; Estudo do Trabalho; Lean Manufacturing ; Melhoria Contínua.
vi Integration of Lean Practices in the Tire Production Industry: Study of Methods and Times ABSTRACT This project was carried out at Continental Mabor and deals with the integration of Lean practices in the tire production industry, focusing on the analysis of working methods and times to increase the efficiency of the production process. The problem identified is the presence of inefficiencies in the production process, namely high non-productive time in the bead wedge application sector (Apex), resulting in significant losses. With this in mind, this project aims to study and reduce these inefficiencies by proposing improvements to the working method and implementing Lean tools. The aim of the study is to reduce the inefficiencies identified through improvements in the working method and the implementation of Lean tools such as SMED (Single Minute Exchange of Die), the introduction of a simulation tool and the feasibility study of new automatic machines for applying wedges to beads. The methodological approach includes the application of Lean Manufacturing principles and the integration of ergonomic practices, guaranteeing a safer and more efficient working environment. This study is important because optimizing production processes in the tire industry contributes to improving operational efficiency, reducing waste and, consequently, increasing the company's competitiveness. Furthermore, the combined application of Lean and Ergonomics concepts can serve as a model for other factories in the group facing similar challenges. The proposed improvements resulted in a reduction of up to two points in the risk of musculoskeletal disorders, an increase of up to 10% in the sector's production capacity and a reduction of up to 59% in setup times, demonstrating positive impacts on worker safety and the organization of the work environment. Therefore, the implementation of the recommended improvements has the potential to eliminate the inefficiencies identified, increase production capacity and serve as a benchmark for the application of similar practices in other production units in the group. KEYWORDS Ergonomics and Human Factors; Time Study; Work Study; Lean Manufacturing; Continuous Improvement.
vii ÍNDICE Agradecimentos .................................................................................................................................. iii Resumo............................................................................................................................................... v Abstract.............................................................................................................................................. vi Índice ................................................................................................................................................ vii Índice de Figuras ................................................................................................................................ xi Índice de Tabelas ............................................................................................................................. xiv Lista de Abreviaturas, Siglas e Acrónimos ......................................................................................... xvi 1. Introdução .................................................................................................................................. 1 1.1 Enquadramento .................................................................................................................. 1 1.2 Objetivos ............................................................................................................................. 3 1.3 Metodologia de Investigação ................................................................................................ 3 1.4 Estrutura da Dissertação ..................................................................................................... 6 2. Contextualização teórica .............................................................................................................. 8 2.1 Estudo do Trabalho ............................................................................................................. 8 2.1.1 Estudo dos Métodos .................................................................................................... 9 2.1.2 Medida do Trabalho ................................................................................................... 10 2.2 Ergonomia e Fatores Humanos ......................................................................................... 14 2.2.1 Lesões Músculo-Esqueléticas Relacionadas com o Trabalho ....................................... 16 2.2.2 Métodos de avaliação do risco de LMERT ................................................................... 17 2.3 Lean Manufacturing .......................................................................................................... 21 2.3.1 Toyota Production System.......................................................................................... 22 2.3.2 Princípios Lean .......................................................................................................... 23 2.3.3 Desperdícios Lean ..................................................................................................... 23 2.3.4 Ferramentas Lean ..................................................................................................... 25 2.4 Análise crítica da contextualização teórica .......................................................................... 30 3. Apresentação da empresa ......................................................................................................... 33 3.1 Continental ....................................................................................................................... 33
viii 3.1.1 Divisões ..................................................................................................................... 33 3.1.2 Localizações em Portugal .......................................................................................... 34 3.1.3 Missão e Visão .......................................................................................................... 34 3.1.4 Valores ...................................................................................................................... 35 3.2 Continental Mabor S.A. ...................................................................................................... 35 3.2.1 Unidades ................................................................................................................... 36 3.2.2 Missão e Visão .......................................................................................................... 37 3.2.3 Política da Empresa ................................................................................................... 37 3.3 Direção de Engenharia Industrial ....................................................................................... 37 3.4 O pneu .............................................................................................................................. 38 3.5 Processo produtivo ............................................................................................................ 39 3.5.1 Departamento I - Misturação ...................................................................................... 40 3.5.2 Departamento II – Preparação ................................................................................... 40 3.5.3 Departamento III - Construção ................................................................................... 42 3.5.4 Departamento IV - Vulcanização ................................................................................. 42 3.5.5 Departamento V – Inspeção Final .............................................................................. 42 4. Descrição e análise crítica da situação atual .............................................................................. 43 4.1 Diagnóstico do posto de trabalho ....................................................................................... 46 4.1.1 Análise de acidentes de trabalho ................................................................................ 46 4.1.2 Avaliação de risco de lesões....................................................................................... 49 4.1.3 Elaboração de um questionário aos operadores ......................................................... 51 4.1.4 Diagrama de Ishikawa ............................................................................................... 53 4.2 Estudo de Perturbações .................................................................................................... 56 4.3 Cálculo do tempo padrão .................................................................................................. 60 4.3.1 Recolha dos tempos de elementos ciclo ..................................................................... 61 4.3.2 Recolha dos tempos dos elementos não ciclo ............................................................. 63 4.3.3 Determinação do tempo padrão ................................................................................. 66 4.3.4 Cálculo da capacidade produtiva ................................................................................ 67 4.4 Estudo de Setups .............................................................................................................. 69
xv Tabela 31 - Impacto do rendimento do operador na capacidade da máquina. .................................. 100 Tabela 32 - Impacto das tarefas não ciclo na capacidade da máquina. ............................................ 101 Tabela 33 - Taxa de utilização das máquinas. ................................................................................. 101 Tabela 34 - Perturbações das XYZ. .................................................................................................. 103 Tabela 35 - Análise ABC de perturbações. ....................................................................................... 105 Tabela 36 - Matriz de dados XYZ. .................................................................................................... 105 Tabela 37 - Elementos da operação de aplicação de cunha em talão nas XYZ. ................................. 106 Tabela 38 - Tempos de ciclo XYZ. ................................................................................................... 107 Tabela 39 - Tempos não ciclo XYZ. ................................................................................................. 108 Tabela 40 - Tempo padrão XYZ. ...................................................................................................... 108 Tabela 41 - Planeamento de paragens em 2024 nas XYZ. ............................................................... 109 Tabela 42 - Distribuição percentual dos artigos por XYZ. .................................................................. 109 Tabela 43 - Tempo médio ponderado de cada artigo nas XYZ. ......................................................... 110 Tabela 44 - Duração da mudança de jante nas XYZ. ........................................................................ 111 Tabela 45 - Tempo padrão dos setups nas XYZ. .............................................................................. 112 Tabela 46 - Síntese de resultados. .................................................................................................. 112 Tabela 47 - Equação de NIOSH nas Apex - varas de cima. ............................................................... 124 Tabela 48 - Equação de NIOSH nas Apex - varas do meio. ............................................................... 124 Tabela 49 - Equação de NIOSH nas Apex - varas de baixo. .............................................................. 125 Tabela 50 - Análise ABC de perturbações. ....................................................................................... 128 Tabela 51 - Correção de fadiga Apex. .............................................................................................. 139 Tabela 52 - Correção de fadiga - Mudança de fieira. ........................................................................ 139 Tabela 53 - Correção de fadiga - Mudança de jante. ........................................................................ 140 Tabela 54 - Correção de fadiga - Mudança de composto. ................................................................. 140 Tabela 55 - Correção de fadiga – Mudança de jante XYZ. ................................................................ 141
xvi LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E ACRÓNIMOS C-ITA – Continental – Indústria Têxtil do Ave, S.A. CLCA – Continental Lemmerz – Componentes para Automóveis, Lda. CMIP – Continental Mabor - Indústria de Pneus, S.A. CPP – Continental Pneus (Portugal), S.A. CST – Commercial Specialty Tires CT – Centro de Talão JIT – Just in Time KM – Karcass Machine LMERT – Lesões Músculo-Esqueléticas Relacionadas com o Trabalho NIOSH – National Institute for Occupational Safety and Health OTR – Off the Road PLR – Peso Limite Recomendável PI – Pergunta de Investigação PIB – Produto Interno Bruto PLT – Passenger & Light Truck Tires PU – Pressure Unity REBA – Rapid Entire Body Assessment RSI – Revised Strain Index RULA – Rapid Upper Limb Assessment SMED – Single Minute Exchange of Die SUV – Sport Utility Vehicle TM – Tempo Máquina TO – Tempo Operador TPS – Toyota Production System WIP – Work In Progress
1 1. INTRODUÇÃO No primeiro capítulo, começa-se por realizar um breve enquadramento do projeto realizado. De seguida, são determinados os objetivos do projeto, a metodologia de investigação adotada e termina-se com a descrição da estrutura da dissertação. 1.1 Enquadramento O presente projeto tem lugar na Continental Mabor, uma empresa de referência na indústria automóvel dedicada à produção de pneus para veículos, oferecendo soluções inovadoras e de alta qualidade para promover a segurança e o desempenho nas estradas. Na verdade, a indústria automóvel tem enfrentado uma situação económica desafiante e, de acordo com dados revelados pelo site Statista, o volume de vendas de carros, que havia aumentado exponencialmente desde 2015, sofreu uma queda em 2018 (Bastos et al., 2021). Além disso, a crise causada pelo Covid-19 agravou a situação, com novas previsões apontando para uma queda de 20% nas vendas. Para responder a esses desafios, as empresas do setor automóvel precisam ser cada vez mais competitivas e implementar sistemas de gestão eficazes para mitigar fatores que influenciam negativamente a produção, como falhas nas máquinas que levam a paragens indesejadas, falta de qualificação de recursos humanos que atrasam a produção e causam acidentes de trabalho, layouts ineficientes, entre outros (Pinto et al., 2019). Face a estes desafios, Bastos et al. (2021) referem que a implementação de filosofias como o Lean Thinking e de métodos para redução de custos e aumento da produtividade torna-se indispensável neste setor. O Lean Manufacturing foi desenvolvido pela Toyota no seu processo de manufatura, substituindo a produção em massa, e consiste num procedimento para eliminar desperdícios através da melhoria contínua nas indústrias, com o objetivo de aumentar a eficiência (Ewnetu & Gzate, 2023). Efetivamente, os seus aspetos chave consistem em eliminar todas as atividades que não acrescentam valor do ponto de vista do cliente e na adoção do pensamento em melhoria contínua, fazendo mais com menos – menos esforço humano, menos stock, menos tempo, menos transporte, entre outros (V. L. Bittencourt et al., 2021). Contudo, para que a implementação do Lean Manufacturing seja realmente eficaz, é essencial que haja uma integração com os conceitos de Ergonomia e Fatores Humanos e o Estudo do Trabalho. Embora as práticas Lean se concentrem na otimização de processos e na redução de desperdícios, é crucial assegurar que as melhorias na produtividade não comprometam a saúde e a segurança dos operadores.
2 A Ergonomia e Fatores Humanos desempenham um papel vital ao garantir que o ambiente de trabalho se adapta às capacidades físicas e mentais dos operadores, prevenindo Lesões Músculo-Esqueléticas relacionadas com o trabalho (LMERT), que são comuns em ambientes industriais, especialmente em atividades repetitivas e exigentes (Gan et al., 2024). Apesar de as empresas investirem cada vez mais na automação e na mecanização, Gan et al. (2024) indicam que existem pesquisas que revelam que muitos trabalhadores continuam a ser submetidos e condições exigentes de trabalho, tais como a manipulação de cargas, movimentos repetitivos e posturas corporais inadequadas. Deste modo, a avaliação ergonómica torna-se crucial na indústria automóvel, não só porque as licenças médicas e os acidentes de trabalho geram custos, mas também pelo seu impacto na produção. Na União Europeia, o impacto das LMERT é significativo, como demonstram os exemplos da Alemanha, que em 2016 sofreu uma queda de produção de 17,2 mil milhões de euros, resultando num decréscimo do Produto Interno Bruto de 30,4 mil milhões de euros, e da Grã-Bretanha, que em 2013/2014 revelou um custo social de 2,3 mil milhões de libras devido a estas lesões (González-Alonso et al., 2024). Na verdade, estes desafios remetem para a importância do conceito de Estudo do Trabalho na indústria automóvel. Este permite uma análise pormenorizada aos processos de trabalho de uma organização, identificando quaisquer ineficiências e tem como principais objetivos desenvolver e implementar métodos mais eficazes para executar tarefas, aumentando a produtividade e a qualidade do trabalho realizado, e promover um ambiente mais seguro para os funcionários. Uma das técnicas utilizadas no âmbito do Estudo do Trabalho consiste no estudo de tempos. Este foi desenvolvido no século XX com o propósito de determinar tempos-padrão para os processos (Lopes et al., 2022). Deste modo, a integração dos conceitos de Lean Manufacturing , Ergonomia e Fatores Humanos, e Estudo do Trabalho é fundamental para criar sinergias que aumentem a eficiência operacional, melhorem a qualidade de vida dos trabalhadores e promovam um ambiente de trabalho mais seguro. Concluindo, reconhece-se que o setor dentro da fábrica alvo deste estudo possui máquinas antigas que dependem da manipulação do homem, o qual está sujeito a movimentos repetitivos e desgastantes. Apesar de as máquinas terem sido alteradas e melhoradas ao longo dos anos, essas condições ainda exigem atenção. Por este motivo, é necessário realizar o presente estudo para identificar as ineficiências do processo e melhorar o desempenho da área, aproveitando a sinergia entre Lean Manufacturing , Ergonomia e Fatores Humanos, e Estudo do Trabalho, para otimizar o desempenho operacional e o bemestar dos trabalhadores.
3 1.2 Objetivos O presente estudo tem como objetivo analisar o processo produtivo do pneu, com um foco específico na etapa de preparação a quente. Deste modo, a investigação é guiada pelas seguintes duas perguntas de investigação (PI): • PI1 – Como podem os princípios do Lean Manufacturing ser aplicados de forma eficaz no processo de preparação a quente na produção de pneus? • PI2 – Como é possível reduzir a variabilidade no processo de preparação a quente na produção de pneus, para melhorar a consistência e a qualidade dos produtos fabricados? Para responder as estas duas perguntas de investigação, estabelecem-se objetivos específicos que permitam uma análise profunda do processo de fabricação de pneus: • Determinação dos tempos-padrão dos vários subprocessos produtivos através das metodologias de tempos e métodos; • Definição dos elementos de ciclo críticos ao processo; • Validação estatística para assegurar a precisão dos dados recolhidos; • Análise de perturbações que impactam a eficiência produtiva; • Identificação de desperdícios ao longo da preparação a quente; • Identificação de potenciais melhorias no processo. Assim, com base nos objetivos estabelecidos para a concretização do projeto com sucesso, esperam-se os seguintes resultados: • Eliminação de desperdícios, contribuindo para um processo mais Lean ; • Redução da variabilidade do processo, resultando em produtos mais consistentes e de maior qualidade; • Obtenção de dados produtivos fidedignos para suportar a tomada de decisão; • Gestão eficaz dos recursos disponíveis, melhorando a utilização de materiais e mão de obra; • Redução de tempos de setup , aumentando a eficiência operacional. 1.3 Metodologia de Investigação A metodologia principal adotada ao longo do presente projeto consiste na investigação-ação, uma vez que o projeto é realizado em ambiente empresarial. Esta metodologia permite uma abordagem prática e interativa ao problema em estudo, facilitando intervenções diretas no ambiente da empresa e
4 possibilitando ajustes em tempo real conforme os resultados vão sendo observados. Introduzida pela primeira vez por Kurt Lewin em 1946 (Susman & Evered, 1978), a metodologia investigação-ação visa não apenas resolver preocupações práticas dos indivíduos numa situação problemática imediata, mas também promover os objetivos das ciências sociais. Portanto, existe um compromisso em estudar o sistema em colaboração com os seus membros, aplicando mudanças na direção desejada (O’Brien, 1998). Na verdade, O’Brien (1998) identifica seis princípios-chave da investigação-ação que são cruciais para a aplicação eficaz desta metodologia em contextos empresariais: 1. Crítica refletiva – garante que os indivíduos refletem sobre os processos e deixam explícitas as suas interpretações e pressupostos baseados em julgamentos, possibilitando a origem de considerações teóricas baseadas em práticas observadas; 2. Crítica dialética – segundo O’Brien (1998), os diferentes fenómenos são conceptualizados em diálogo e, portanto, é necessária uma crítica dialética para compreender as relações entre o fenómeno, os seus elementos e o seu contexto; 3. Recurso Colaborativo – as ideias de todos os indivíduos que participam no projeto são igualmente significativas e representam um recurso para criar categorias interpretativas de análise; 4. Risco – desenvolver a mudança nos processos consiste num risco, uma vez que questiona a forma como as coisas são feitas, criando insegurança nos participantes do estudo e, desta forma, é necessário envolvê-los, salientando que o objetivo do estudo é a aprendizagem; 5. Estrutura Plural – uma vez que a investigação considera vários pontos de vista, é necessário um texto plural para o relatório, atuando como suporte para discussão contínua entre os envolvidos; 6. Teoria, Prática e Transformação – segundo O’Brien (1998), a teoria fornece informação para a prática e a prática melhora a teoria, resultando numa transformação contínua, cabendo aos envolvidos explicitar as conclusões teóricas e analisar as aplicações práticas. A investigação-ação é ideal para contextos empresariais, pois promove a melhoria contínua dos processos através de um ciclo iterativo de planeamento, ação, observação e reflexão, que se alinha perfeitamente com as dinâmicas de inovação e otimização frequentemente requeridas nas empresas. De acordo com Susman e Evered (1978), existem cinco fases no processo cíclico da metodologia, representadas na Figura 1.
5 Figura 1 - Fases da investigação-ação. Adaptado de Susman e Evered (1978). Começando pelo diagnóstico, é necessário identificar o principal problema a ser estudado e, assim, realizar uma análise crítica da situação atual. Esta fase consiste na mais longa, uma vez que envolve uma recolha de dados intensiva, como os tempos de produção das máquinas para diferentes artigos. Esta análise é realizada recorrendo a técnicas de observação direta, à avaliação REBA ( Rapid Entire Body Assessment) e à equação de NIOSH ( National Institute for Occupational Safety and Health ), bem como diversas ferramentas, como o Diagrama de Ishikawa , análise ABC, fluxograma, diagrama de spaghetti , entre outros. De seguida, passa-se para a fase de planeamento de ações, onde se consideram ações a seguir através de propostas de melhoria para a resolução do problema, tais como a implementação do SMED, 5S e Standard Work no posto de trabalho, a alteração do método de trabalho, entre outras estratégias para melhorar a eficiência do processo. A próxima fase consiste na implementação de ações, considerando o plano que resulta em melhores indicadores de desempenho, seguindo-se a fase de avaliação dessas mesmas ações de melhoria. Nesta fase, através de análises de comparação entre o cenário atual e cenário proposto, verificam-se melhores
6 valores de capacidade produtiva e um menor risco de lesões músculo-esqueléticas, resultado da implementação de estratégias que visam um método de trabalho mais eficiente. Finalmente, termina-se com a fase de especificação da aprendizagem, em que é desenvolvida a presente dissertação, bem como são sugeridas propostas para trabalho futuro no âmbito da melhoria contínua. Além da aplicação prática da investigação-ação, o projeto inclui uma pesquisa bibliográfica que, embora não exaustiva, foi suficiente para a contextualização teórica, demonstrando a importância de cada um dos conceitos de Lean Manufacturing , Ergonomia e Fatores Humanos, e Estudo do Trabalho, não só de forma isolada, mas também destacando as vantagens da sua aplicação em sinergia. Esta revisão permitiu fundamentar as práticas adotadas, oferecendo uma base sólida para a implementação de melhorias no ambiente empresarial e assegurando que as mudanças promovam tanto a eficiência quanto um ambiente de trabalho seguro e saudável. 1.4 Estrutura da Dissertação O presente documento encontra-se dividido em sete capítulos, cada um deles apresentando os aspetos principais considerados na execução do projeto. O primeiro capítulo apresenta uma introdução ao projeto, onde se começa por realizar um breve enquadramento do tema e, posteriormente, evidenciar os objetivos e resultados esperados com a execução do mesmo. De seguida, é apresentada a metodologia de investigação utilizada e, finalmente, termina-se com a explicação da estrutura da dissertação. O segundo capítulo aborda uma contextualização teórica sobre os conceitos principais abordados na execução do presente projeto, começando pelo Estudo do Trabalho e seguindo-se a Ergonomia e Fatores Humanos. Posteriormente, elabora-se o conceito de Lean Manufacturing e termina-se com uma análise crítica à aplicabilidade destes conceitos no tema do projeto. O terceiro capítulo foca-se na apresentação da empresa, a Continental, com foco na unidade fabril onde é realizado o presente projeto, a Continental Mabor. Aqui, são também apresentados os valores do grupo, a sua missão e visão, os seus produtos e, finalmente, o processo produtivo do pneu. O quarto capítulo apresenta uma descrição e análise crítica da situação atual, começando pela realização de um diagnóstico ao posto de trabalho em estudo e, de seguida, um estudo das perturbações que causam ineficiências no processo. Para terminar a análise, é determinado o tempo-padrão, juntamente com a capacidade produtiva do setor, e é realizado um estudo dos setups que ocorrem na área.
7 O quinto capítulo detalha as propostas de melhoria que surgem como resultado da análise do capítulo anterior, que passam por alterações do posto e método de trabalho, a implementação do SMED, a implementação de uma ferramenta de simulação e o estudo de uma abordagem automatizada do posto de trabalho atual. O sexto capítulo apresenta uma análise e discussão de resultados da implementação das propostas de melhoria detalhadas no capítulo anterior. Neste capítulo são analisados indicadores de desempenho cruciais na capacidade produtiva da área e o impacto que as medidas sugeridas têm nos mesmos. O sétimo, e último, capítulo refere as principais conclusões da execução do projeto, através da análise dos objetivos e resultados esperados no início do mesmo, bem como sugestões para trabalho futuro.
8 2. CONTEXTUALIZAÇÃO TEÓRICA No segundo capítulo, é realizada uma contextualização teórica sobre os conceitos inerentes à realização do presente projeto, começando pelo Estudo do Trabalho, onde é abordado o Estudo dos Métodos e a Medida do Trabalho. De seguida, é explorado o conceito de Ergonomia e Fatores Humanos, juntamente com as Lesões Músculo-Esqueléticas Relacionadas com o Trabalho (LMERT) e os seus métodos de avaliação de risco. Finalmente, é abordado o conceito de Lean Manufacturing , com uma breve explicação do Toyota Production System , princípios-chave, desperdícios e ferramentas. 2.1 Estudo do Trabalho O Estudo do Trabalho refere-se a um conjunto de ferramentas e técnicas analíticas destinadas à análise do trabalho humano. Esta disciplina envolve o estudo sistemático de todos os fatores que influenciam a eficácia e a eficiência das atividades realizadas, sendo que o seu objetivo final consiste em promover melhorias através da otimização de processos (Costa & Arezes, 2003). As primeiras aplicações remontam ao final do século XIX, com as contribuições de Frederick Taylor na Midvale Steel Company. Taylor determinou o tempo necessário para a execução de diversos tipos de trabalho e identificou a maneira mais eficiente de os realizar (Francischini, 1997). Na análise de qualquer operação, como demonstrado na Figura 2, consideram-se os tempos associados a cada atividade. Figura 2 - Decomposição da duração total da operação de fabricação de um produto. Adaptado de Costa e Arezes (2003). O Estudo do Trabalho deve ser aplicado de forma cuidada juntamente com uma análise das relações entre o agente de trabalho, ou analista, e os diversos níveis da empresa, considerando que este deve estar ciente de como a sua ação pode afetar os envolvidos e, por vezes, não ser bem recebida (Costa &
15 aspetos como a postura, design de ferramentas e organização do espaço. Os Fatores Humanos ampliam o foco da Ergonomia, abordando aspetos cognitivos como a tomada de decisão, perceção, memória e carga mental, considerando também as dimensões psicológicas e sociais do trabalho, para garantir a adequação física e mental dos operadores. Através do conhecimento das ciências humanas, é responsável por adaptar tarefas e sistemas às capacidades físicas e mentais do ser humano (W. Bittencourt et al., 2011), aplicando teoria, princípios e métodos para melhorar o seu bem-estar e o desempenho dos sistemas. W. Bittencourt et al. (2011) acrescentam, ainda, que a Ergonomia adequa o ambiente de trabalho ao ser humano, desde a postura, movimento, fluxo de informação, posto de trabalho, entre outros fatores. De acordo com Ogedengbe et al. (2023), o conceito de Ergonomia tem origem nas palavras gregas “ergon” (trabalho) e “nomos” (normas) e a sua definição tem vindo a evoluir ao longo dos anos. A crescente pesquisa realizada tem gerado importantes conhecimentos sobre as ferramentas de produção e ambiente de trabalho, visando prevenir o desconforto e doenças nos trabalhadores, reduzindo o absentismo e aumentando a qualidade e quantidade dos produtos. Note-se que a aplicação incorreta de princípios ergonómicos afeta negativamente a produtividade e aumenta a exposição dos trabalhadores a lesões e desconforto. Segundo Wilson (2000), a história da Ergonomia remonta à Grécia antiga, com registos na Polónia e na Alemanha há cerca de 100 anos, contudo, a Ergonomia moderna começou a ser desenvolvida na Segunda Guerra Mundial. Wilson (2000) acrescenta que, no Reino Unido, por exemplo, a integração de conhecimentos de Anatomia, Fisiologia, Psicologia, Medicina Industrial, Higiene Industrial, Engenharia de Design, Arquitetura e Engenharia de Iluminação levou à criação da Ergonomia dividida em dois grupos: Anatomia/Fisiologia e Psicologia Experimental. Já nos Estados Unidos, o desenvolvimento de Fatores Humanos foi devido a contribuições de Psicologia e Engenharia. Wilson (2000) acrescenta, ainda, que na Alemanha, Países Baixos e Escandinávia, a Ergonomia se desenvolveu a partir de Medicina e Anatomia Funcional, enquanto que no resto da Europa teve por base a Industrialização. Na verdade, a Ergonomia vai além da saúde e segurança, apoiando os objetivos estratégicos das empresas para que estas se mantenham competitivas no mercado e, segundo a International Ergonomics Association , “está preocupada com a compreensão das interações entre humanos e outros elementos de um sistema, visando otimizar o bem-estar humano e o desempenho geral do sistema” (Dul & Neumann, 2009). Iida e Buarque (2021) mencionam que a Ergonomia estuda os fatores que influenciam o sistema produtivo, procurando reduzir o impacto negativo que os mesmos têm no operador, tal como se pode observar na Figura 6.
16 Figura 6 - Atuação da Ergonomia no sistema produtivo. Adaptado de Iida e Buarque (2021). De acordo com Iida e Buarque (2021), os objetivos da Ergonomia são essencialmente: • Saúde e segurança – são preservadas quando as exigências do trabalho não excedem as limitações físicas e cognitivas dos trabalhadores; • Satisfação – resulta do atendimento das necessidades dos trabalhadores; • Eficiência e produtividade – devem ser impostos limites de forma a que o seu aumento não represente um impacto negativo no bem-estar nos trabalhadores. 2.2.1 Lesões Músculo-Esqueléticas Relacionadas com o Trabalho As Lesões Músculo-Esqueléticas Relacionadas com o Trabalho (LMERT) referem-se a lesões em músculos, tendões, nervos e ligamentos decorrentes de atividades laborais que afetam uma ou várias estruturas em simultâneo, podendo ou não estar acompanhadas de outros sintomas (Castelôa et al., 2019). Segundo Fonte et al. (2020), as LMERT representam 53% do total de doenças ocupacionais registadas na União Europeia, estimando-se que o custo da perda de produtividade possa chegar a 2% do Produto Interno Bruto (PIB). De acordo com Colim et al. (2020), o desenvolvimento de LMERT está relacionado com três fatores: • Riscos profissionais – posturas desconfortáveis, tarefas repetitivas, manuseamento de cargas pesadas e até mesmo desconforto térmico; • Características individuais – referem-se a limitações ou problemas de saúde;
17 • Fatores sociais – problemas familiares e económicos que podem prejudicar a motivação e a atenção no trabalho, bem como a pressão no trabalho, baixa autonomia e insatisfação profissional. Geralmente, as partes do corpo mais afetadas são os membros superiores, pescoço, costas e membros inferiores, considerando que a incidência depende da atividade realizada e dos riscos a que o trabalhador está exposto (Fonte et al., 2020). As LMERT podem ser agrupadas de acordo com a estrutura afetada (Sousa-Uva et al., 2008): • Tendinites – lesões localizadas ao nível dos tendões e bainhas tendinosas; • Síndromes canaliculares – lesão de um nervo; • Raquialgias – lesão osteoarticular e/ou muscular na coluna vertebral; • Síndromes neuro vasculares – lesão nervosa e vascular. 2.2.2 Métodos de avaliação do risco de LMERT Sendo as LMERT um fator ao qual as empresas devem prestar especial atenção, é importante realizar uma avaliação meticulosa das mesmas. Para isso, existem diversos métodos de avaliação de risco músculo-esquelético. Alguns exemplos são: • Questionário Nórdico Músculo-Esquelético – questionário que permite a comparação entre resultados de diferentes estudos e consiste numa ferramenta de triagem útil para a identificação e estudo de riscos ergonómicos no ambiente de trabalho (Tang, 2020); • Rapid Upper Limb Assessment (RULA) – desenvolvido por McAtamney e Corlett em 1993, é um método confiável para tarefas repetitivas e não necessita de conhecimentos técnicos para a sua aplicação (Ogedengbe et al., 2023); • Revised Strain Index (RSI) – avaliação simples do risco ocupacional nas extremidades superiores distais para tarefas repetitivas e intensivas nas mãos (Tang, 2020); • Rapid Entire Body Assessment (REBA) – desenvolvido por Sue Hignett e Lynn McAtamney, permite aos utilizadores avaliar posturas extremas, sendo económico e de simples aplicação (Ogedengbe et al., 2023); • NIOSH Revised Lifting Equation /Equação de NIOSH ( National Institute for Occupational Safety and Health ) – apropriado para trabalhos de levantamento de cargas com as duas mãos de forma estável, consiste numa ferramenta de controlo de lesões por esforço excessivo devido a manuseamento e levantamento (Tang, 2020).
18 No presente projeto, são implementadas as ferramentas REBA e Equação de NIOSH. REBA O REBA recorre a um processo sistemático para avaliar as partes superiores e inferiores do sistema musculoesquelético em relação a riscos biomecânicos e LMERT. De acordo com Joshi e Deshpande (2020), o REBA é bastante generalizado e pode ser aplicado em diversos setores. De acordo com Hignett e McAtamney (2000), os objetivos da ferramenta REBA são: • Criação de um sistema de análise postural sensível a riscos musculoesqueléticos em diferentes tarefas; • Segmentação do corpo para codificação individual, com base nos planos de movimento; • Estabelecimento de um sistema de pontuação para a atividade muscular resultante de posturas estáticas, dinâmicas, de rápida mudança ou instáveis; • Reconhecimento da importância do acoplamento no manuseamento de cargas; • Fornecimento da indicação da urgência necessária; • Criação de um método simples. O REBA fornece uma pontuação geral que considera todas as partes do corpo, além da carga manuseada e tipo de acoplamento. Através de uma metodologia “passo a passo”, baseia-se em valores de diversas tabelas (Joshi & Deshpande, 2020) e divide o corpo em dois grupos principais: Grupo A (tronco, pescoço e pernas) e Grupo B (braços, antebraços e pulsos), que se encontram representados na Figura 7. Tal como se pode verificar na Figura 7, para cada grupo, é atribuída uma avaliação a cada segmento conforme as características da postura corporal. Começa-se pela atribuição de uma pontuação aos segmentos do Grupo A e daqui resulta a pontuação do Grupo A. A esta pontuação, é adicionada uma correção de carga/força obtendo-se, então, a Pontuação A. Quanto ao Grupo B, após a avaliação individual dos seus segmentos, aplica-se uma correção de ligação/ coupling , obtendo-se a Pontuação B. A Pontuação A e a Pontuação B consolidam-se numa Pontuação C e, de seguida, é aplicada uma correção de atividade (devido a partes do corpo estáticas, ações repetidas ou alterações rápidas à postura), resultando na Pontuação REBA.
19 Figura 7 – Avaliação REBA. Adaptado de Al Madani e Dababneh (2016). Esta avaliação pode gerar uma pontuação que varia entre 1 e 15 e essa mesma pontuação estabelece um nível de risco e uma ação (Al Madani & Dababneh, 2016): • 1 – Nível de risco negligenciável, ação não necessária; • De 2 a 3 – Nível de risco baixo, ação pode ser necessária; • De 4 a 7 – Nível de risco médio, ação necessária a médio prazo; • De 8 a 10 – Nível de risco alto, ação necessária a curto prazo; • De 11 a 15 – Nível de risco muito alto, ação necessária já. Equação de NIOSH A equação de NIOSH teve a sua primeira publicação em 1981 e a sua revisão em 1994 e constitui uma das ferramentas mais utilizadas na avaliação de tarefas de levantamento de cargas (Fox et al., 2019). Através da aplicação de correções a uma constante de carga, é possível obter o valor de Peso Limite Recomendável (PLR) para manipulação e levantamento de cargas. De acordo com Arjmand et al. (2015), a equação de NIOSH é dada por (4): 𝑃𝐿𝑅 =𝐶𝐶×𝑀𝐻×𝑀𝑉×𝑀𝐴×𝑀𝐷×𝑀𝑃×𝑀𝐹 (4)
20 Em que, segundo Waters et al. (1994): • CC – Constante de Carga, correspondente a 23kg; • MH – Multiplicador Horizontal, dado por (5), em que H corresponde à distância horizontal entre as mãos e a vertical, passando pelos tornozelos, e está relacionado com L , que corresponde à profundidade da carga; 𝑀𝐻 =25 𝐻 (5) • MV – Multiplicador Vertical, dado por (6), em que V corresponde à altura inicial da elevação; 𝑀𝑉 =1−0,003×|𝑉−75| (6) • MA – Multiplicador de Assimetria, dado por (7), em que A corresponde à rotação do tronco; 𝑀𝐴=1−0,0032×𝐴 (7) • MD – Multiplicador de Distância, dado por (8), em que D corresponde à distância percorrida durante a movimentação; 𝑀𝐷 =0,82+0,45 𝐷 (8) • MP – Multiplicador de Pega, obtido através de P , que corresponde à qualidade da pega (boa, aceitável ou má), sendo possível obter este valor a partir da tabela presente na Figura 8; Figura 8 - Multiplicador de Pega. (Waters et al., 1994) • MF – Multiplicador de Frequência, obtido através de F , que corresponde à frequência do movimento, e T , que corresponde à duração do período de elevação. É possível obter F e T através da tabela presente na Figura 9.
21 Figura 9 - Multiplicador de Frequência. (Waters et al., 1994) 2.3 Lean Manufacturing O Lean Manufacturing consiste num método de melhoria contínua com o objetivo de melhorar a produtividade e a eficiência das organizações, resultando na melhoria da qualidade e na diminuição de custos de produção. Este surgiu através do Toyota Production System (TPS), desenvolvido por Taiichi Ohno para melhorar a competitividade da Toyota no Japão, no final da Segunda Guerra Mundial (Lai et al., 2022). Após uma visita às instalações da Ford, em Detroit, Ohno percebeu que não tinha mercado suficiente para a produção em massa para replicar o mesmo modelo e, portanto, inspirou-se nos supermercados dos Estados Unidos da América para desenvolver o TPS através da implementação do just-in-time (Maia et al., 2011). Esta filosofia tem subjacente o Lean Thinking , cujo objetivo consiste na procura da eliminação de desperdícios no âmbito da melhoria contínua ( kaizen ). O conceito kaizen ganhou popularidade nos anos 80 e, atualmente, encontra-se estruturado como um processo de melhoria contínua baseado na inovação e envolvendo toda a organização (Maia et al., 2011).
22 2.3.1 Toyota Production System Na época em que surgiu o Toyota Production System (TPS), após a Segunda Guerra Mundial, a indústria japonesa enfrentava uma enorme falta de recursos e tinha uma produtividade muito baixa, o que foi um impedimento para a adoção de um modelo de produção em massa. Esta situação conduziu à criação da produção Lean implementada no sistema TPS (W. Bittencourt et al., 2011). Deste modo, o TPS não deve ser descrito como um conjunto de práticas de produção, mas sim como um conjunto de conceitos que formam a fundação de práticas de produção (Reke et al., 2022) e os seus elementos encontram-se representados na Figura 10. Figura 10 - Casa do TPS. Adaptado de Liker e Morgan (2006). A ‘casa’ do TPS, representada na Figura 10, assenta em dois elementos fundamentais. O primeiro consiste no foco nas pessoas e no trabalho em equipa ( People & Teamwork ), considerando que a sua seleção criteriosa e a definição de objetivos comuns. O segundo elemento é a redução de desperdícios ( Waste Reduction ) através de técnicas de problem solving . A combinação destes dois elementos conduz à melhoria contínua ( Continuous Improvement ), elemento central na ‘casa’ do TPS (Kehr & Proctor, 2017). De seguida, existem dois pilares que seguram a estrutura da ‘casa’ do TPS. Começando pelo Just-InTime , este consiste na produção da quantidade certa de material no momento certo, enquanto que Jidoka , menos conhecido e mais complexo, representa a deteção automática de desvios do que é considerado standard e, após isto, parar e aguardar pela sua reparação (Liker & Morgan, 2006).
23 Na base da casa do TPS, tem-se os conceitos de produção nivelada ( Heijunka ) e de processos normalizados e estáveis ( Stable and Standardized Processes ). A ideia de heijunka representa a fundação da estabilização da produção do TPS, permitindo a redução de inventários e a melhoria de processos de forma a corresponder às expectativas do cliente (Kehr & Proctor, 2017). Todos os elementos referidos acima contribuem para os objetivos principais do TPS, que constituem o telhado da casa do TPS: melhor qualidade ( Best Quality ); menos custos ( Lowest Cost ); menor prazo de entrega ( Shortest Lead Time ); melhor segurança ( Best Safety ) e maior moral ( High Morale ). 2.3.2 Princípios Lean Segundo Womack e Jones (1996), existem cinco princípios fundamentais da filosofia Lean que funcionam como um “antídoto contra o desperdício”: • Especificação do valor – O valor é definido apenas pelo cliente, sendo que tudo aquilo que o cliente não está disposto a pagar deve ser eliminado; • Identificação da cadeia de valor – A cadeia de valor consiste em todas as ações que acrescentam valor ao produto e a sua identificação tem o objetivo de eliminar as atividades que não acrescentam valor e, portanto, os desperdícios; • Criação de fluxo – Transformar as atividades que acrescentam valor num fluxo contínuo, evitando quaisquer paragens e evitando tempos não produtivos; • Produção pull – Produzir o necessário no tempo necessário, sendo a procura do cliente a ditar o ritmo de produção, reduzindo acumulação de stocks; • Procura pela perfeição – Melhorar continuamente ( kaizen ) através da eliminação de desperdícios de forma cíclica. Deste modo, é importante que estes princípios sejam seguidos aquando da implementação da filosofia Lean para que a mesma seja realizada de forma eficiente, aumentando a qualidade dos bens ou serviços e reduzindo a utilização de recursos. 2.3.3 Desperdícios Lean Taiichi Ohno apercebeu-se de três categorias de desperdícios que afetavam a produtividade na Toyota Motor Company : muda , mura e muri . Muda consiste nos desperdícios que podem ser encontrados no processo de produção, refletindo a utilização não eficiente de recursos, enquanto que mura se refere à inconsistência e irregularidade dos processos e muri à sobrecarga de equipamentos e operadores (S. Smith, 2014).
24 A eliminação de desperdícios é uma das maneiras mais eficazes de aumentar o lucro nas empresas, considerando que os seus processos podem acrescentar valor ao bem ou serviço, ou constituir um desperdício. De forma a eliminar desperdícios, é importante reconhecê-los e, deste modo, é possível determinar sete desperdícios Lean (Sheikh-Sajadieh et al., 2013): • Sobreprodução – Consiste em produzir acima do que é pedido. Para colmatar este defeito, deve ser mantida uma produção pull , produzindo só e apenas a quantidade necessária quando é necessária (Kilpatrick, 2003). Este desperdício pode gerar a acumulação de stocks e o uso desnecessário de recursos; • Tempos de espera – De forma a evitar esperas por informação, equipamentos ou material, os recursos devem ser fornecidos numa base just-in-time (Kilpatrick, 2003). Este desperdício possui como principal efeito a acumulação de work in progress (WIP); • Transportes – O material deve ser entregue diretamente no seu ponto de utilização, em vez de ser transportado do fornecedor para um local de receção, processado, transportado para um armazém e só depois para a linha de assemblagem (Kilpatrick, 2003); • Inventário – Inventário excessivo impacta de forma negativa os lucros da empresa e consiste na utilização desnecessária de espaço (Kilpatrick, 2003), gerando elevados custos de armazenamento e aumentando tempo de atravessamento dos produtos, impactando diretamente o prazo de entrega; • Sobreprocessamento – A identificação de processos que não acrescentam valor pode ser facilmente alcançada através da técnica Value Stream Mapping (Kilpatrick, 2003) de forma a evitar movimentações e atividades desnecessárias; • Movimentações – Movimentações desnecessárias podem ser causadas pela falta de métodos de trabalho, layout não eficiente, fluxo de trabalho não eficiente, entre outros. Neste caso, também se pode recorrer à técnica Value Stream Mapping (Kilpatrick, 2003); • Defeitos – Por último, mas não menos importante, a ocorrência de defeitos, quando o bem ou serviço não corresponde às expectativas do cliente, gera retrabalho, que tem custos associados, e impacta diretamente os prazos de entrega. Na verdade, existe quem considere um oitavo defeito: o desperdício do talento humano. Isto é, não aproveitar o potencial das pessoas, colocando-as a realizar atividades não essenciais e desnecessárias (S. Smith, 2014), o que pode levar a perdas de oportunidades de crescimento.
31 com a integração de Lean Manufacturing com Ergonomia e Fatores Humanos, é possível não só melhorar a produtividade e as condições de trabalho, mas também reduzir o absentismo, promovendo, assim, a eficiência e segurança operacionais, além de proporcionar uma melhor qualidade de vida para os trabalhadores (Colim et al., 2021). Assim, a integração dos conceitos cria uma abordagem equilibrada ao problema apresentado. Em contrapartida, a integração de Lean Manufacturing , Estudo do Trabalho e Ergonomia e Fatores Humanos pode apresentar limitações significativas e alguns desafios. A implementação de Lean Manufacturing tem alguns problemas associados, tais como o aumento do ritmo de trabalho e a falta de tempo para recuperação, causando uma maior carga músculo-esquelética. Efetivamente, de acordo com Colim et al. (2021), estudos revelam que o Lean Manufacturing pode impactar negativamente a autonomia dos trabalhadores e a sua saúde psicossocial, dado que muitas empresas que implementam esta metodologia tendem a negligenciar os fatores ergonómicos, levando a condições de trabalho inadequadas. Dul & Weerdmeester (2008) referem, por sua vez, que o Estudo do Trabalho foca no aumento da produtividade por meio da análise de tarefas e tempos, e, se não estiver corretamente alinhado com os princípios ergonómicos, pode negligenciar aspetos humanos, como o conforto e segurança, e custos elevados devido ao aumento do desgaste físico dos operadores. Quanto à Ergonomia e Fatores Humanos, a sua implementação pode ser complexa e dispendiosa e a falta de formação adequada pode limitar a eficácia das soluções implementadas, resultando em falhas na redução do risco de lesões (Karwowski, 2006). A integração de Lean Manufacturing e Ergonomia é apoiada por Oliveira et al. (2018) que demonstram, através de exemplos práticos, que a implementação simultânea de ferramentas de produção Lean e considerações ergonómicas pode resultar em melhorias significativas tanto na produtividade da empresa quanto nas condições de trabalho. Os autores enfatizam que o envolvimento dos trabalhadores no processo de melhoria foi um fator determinante para o êxito das soluções implementadas, sendo que a integração das considerações ergonómicas no processo Lean foi crucial para a otimização simultânea da produtividade e do bem-estar dos trabalhadores. No entanto, conforme sublinhado por Alves et al. (2019), resultados ainda mais substanciais poderiam ter sido obtidos com uma abordagem mais sistemática, integrando ferramentas ergonómicas desde o início, em vez de considerar os fatores ergonómicos apenas numa fase posterior do processo. Esta perspetiva reforça a importância de uma integração antecipada e contínua das considerações ergonómicas na implementação do Lean Manufacturing , de modo a maximizar os benefícios em termos de produtividade e bem-estar dos
32 trabalhadores. Estes elementos são cruciais para garantir que as práticas Lean sejam verdadeiramente sustentáveis e benéficas a longo prazo, tanto para as organizações quanto para os seus colaboradores. Concluindo, para superar as limitações e desafios da integração dos três conceitos, é importante investir na formação contínua e na atualização constante de conhecimentos, promovendo também a colaboração interdisciplinar entre ergonomistas e engenheiros de gestão industrial. Em termos de investigação futura, recomenda-se explorar abordagens híbridas, como a simulação digital ou modelação biomecânica, devido à sua capacidade de fornecer dados precisos sobre o impacto das medidas na segurança dos operadores e na produtividade. Esta abordagem é particularmente relevante para o contexto da indústria de produção de pneus, onde a integração eficaz das práticas Lean , alinhada com métodos de medição de tempos e processos, pode resultar numa melhoria significativa da eficiência operacional e na redução de desperdícios.
33 3. APRESENTAÇÃO DA EMPRESA Neste capítulo, é realizada a apresentação da Continental e da unidade fabril onde tem lugar o presente projeto de dissertação, a Continental Mabor. 3.1 Continental A Continental foi fundada a 8 de outubro de 1871 em Hannover, na Alemanha. Inicialmente, dedicavase à produção de produtos suaves de borracha, tecidos emborrachados e pneus maciços para carruagens e bicicletas. Existem vários marcos importantes na história do grupo, desde o sucesso desportivo de 1935 a 1960, em que veículos equipados com pneus Continental ganharam diversas provas internacionais, até à internacionalização de 1961 a 1990, em que as suas áreas de negócio se expandem na Europa e nos Estados Unidos com a aquisição de empresas e acordos de parceria. Atualmente, é responsável pelo desenvolvimento de tecnologias para a mobilidade sustentável e conectada, sendo um dos cinco maiores fornecedores mundiais da indústria automóvel desde 2007 e estando presente em 57 países, tal como se pode observar na Figura 14. Figura 14 - Localizações da Continental a nível mundial. 3.1.1 Divisões Na verdade, a Continental conta com cerca de 200 mil de trabalhadores e, em 2022, gerou vendas de 39,4 mil milhões. O grupo é constituído por cinco divisões principais: • Chassis & Segurança – responsabiliza-se pela dinâmica de veículos, sistemas de travagem hidráulicos, sensores e segurança e sistemas avançados de assistência ao condutor; • Habitáculo – responsabiliza-se por instrumentos e sistemas de condução, informação, entretenimento e conectividade, sistemas de transporte inteligentes, carroçaria e segurança, veículos comerciais e mercado pós venda;
34 • Transmissão – realiza sistemas de controlo de motor, sistemas de transmissão, veículos híbridos elétricos, atuadores e sensores para aplicação da transmissão, gestão e sistemas de combustível; • Pneus – produz pneus de veículos ligeiros para mercado de origem e mercado de substituição, pneus de veículos comerciais e pneus de motociclos e bicicletas; • ContiTech – responsabiliza-se por sistemas de suspensão, tecnologia de compostos, grupo de correias e sistemas de transmissão, revestimentos de elastómeros, tecnologia de fluídos, grupo de sistemas de transmissão e controlo de vibração. 3.1.2 Localizações em Portugal Em Portugal, a Continental está presente em seis localizações. Começando pela Continental Mabor – Indústria de Pneus, S.A. (CMIP), esta é a empresa na qual tem lugar o presente projeto e está localizada em Lousado, Vila Nova de Famalicão, tal como a Continental Pneus (Portugal), S.A. (CPP), responsável pela comercialização dos pneus produzidos pela Continental AG, e a Continental – Indústria Têxtil do Ave, S.A. (C-ITA) , produção de artigos têxteis para a indústria de borracha. A Continental Advanced Antenna , fabrico de antenas para automóveis, está localizada em Vila Real, enquanto que a Continental Lemmerz – Componentes para Automóveis, Lda. (CLCA) e a Continental Teves – Sistemas de Travagem, Lda estão localizadas em Palmela. 3.1.3 Missão e Visão Deste modo, a Continental foca-se em criar valor para um melhor amanhã e, tendo isso em conta, desenvolve a sua Visão e Missão, presentes na Figura 15. Figura 15 - Visão e Missão da Continental. ( Continental AG , 2024)
35 A Visão da Continental consiste em “Creating Value” no sentido em que tudo o que fazem é com o objetivo de, não só criar valor financeiro para os seus acionistas, mas também criar valor para os seus clientes e trabalhadores. “A Better Tomorrow” contempla o objetivo da Continental de tornar o mundo cada vez melhor com os seus produtos e serviços, tornando-o mais seguro e sustentável. 3.1.4 Valores Na Continental, todos os trabalhadores partilham quatro valores fundamentais: • Confiança – Preservar o sucesso e a fiabilidade; • Paixão por Vencer – Alcançar resultados excecionais; • Liberdade para Agir – Pôr a inovação em movimento; • Uns pelos Outros – Trabalho com uma equipa verdadeiramente internacional. 3.2 Continental Mabor S.A. A Continental Mabor, localizada no concelho de Vila Nova de Famalicão, resulta da união entre a empresa portuguesa Mabor, manufatura nacional de borracha, e a Continental AG. A Mabor (Figura 16) iniciou a sua laboração em 1946 e foi a primeira fábrica de pneumáticos em Portugal. Figura 16 - Mabor - Manufactura Nacional da Borracha, S.A. Em 1989, a Continental comprou 60% da Mabor e surge, então, a Continental Mabor, apresentada na Figura 17, sendo que em julho de 1990 inicia-se o programa de reestruturação das antigas instalações na fábrica mais moderna das atuais 21 do grupo. Em 1993, a Continental passou a deter 100% da unidade de Lousado por aquisição da participação da Mabor. Esta teve um crescimento exponencial, partindo de uma produção média diária de 4 790 pneus para 19 000 pneus por dia em 1995.
36 Figura 17 - Continental Mabor. Atualmente, a empresa possui uma produção muito variada em que mais de 98% se destina à exportação, produzindo um total de 56 000 pneus por dia em média. Em termos de expansão da unidade industrial, em 1990 a Continental Mabor possuía uma área coberta de 38,736m2, enquanto que atualmente ascende a 258,760m2 e é constituída por diversos edifícios fabris, edifícios de armazenagem e edifícios de apoio (administrativos, sociais e de utilidades). Ainda, de acordo com a Diretiva Seveso, a Continental Mabor é considerada um estabelecimento de nível superior, pela armazenagem de substâncias perigosas. 3.2.1 Unidades A Continental Mabor dedica-se à fabricação de dois grandes tipos de pneus: Passenger & Light Truck Tires (PLT) e Comercial Specialty Tires (CST). Na unidade PLT, produzem-se pneus para veículos comerciais ligeiros, para SUV’s ( Sport Utility Vehicles ), pneus ContiSeal – vindos da produção aos quais é aplicado um selante que visa evitar a perda de ar quando perfurados por objetos com diâmetro inferior a 5mm – , pneus ContiSilent – neste caso, o selante aplicado apenas funciona como camada adesiva de uma espuma especialmente desenvolvida para absorver o ruído do pneu em rolamento – e pneus de Ultra Alta Performance, em diferentes medidas, tipos e marcas. A sua gama de fabrico inclui pneus de jante 14" a jante 22" e o seu arranque industrial em Lousado deu-se a 2 de julho de 1990. Note-se que o presente projeto terá lugar nesta unidade. Já na unidade CST, produzem-se pneus agrícolas – sendo a Continental Mabor a única unidade do Grupo com produção deste tipo de pneus – e pneus OTR ( Off the Road ) e o seu arranque industrial em Lousado deu-se a 5 de setembro de 2017. Além disso, a Continental Mabor possui um Centro de Avaliação e Testes de pneus agrícolas e industriais. No âmbito das tecnologias, inaugurou um Centro de Desenvolvimento de soluções de informação que, após o seu teste em Lousado, são replicadas para outras fábricas do Grupo ( Continental Mabor , 2024).
37 3.2.2 Missão e Visão A sua Visão reside em ser LÍDER no setor de pneus da Continental, sendo isto um acrónimo que se traduz no seguinte: • Lousado eficiente; • Inova e antecipa as necessidades dos clientes; • Desenvolve produtos de alta tecnologia; • Excelente no conhecimento e nos processos; • Rentável de forma sustentada. Tendo isto presente, a Missão da Continental Mabor consiste em: • Criar valor e crescer de forma sustentada e socialmente responsável; • Satisfazer os clientes com produtos, serviços e soluções de alta tecnologia; • Priveligiar a melhoria contínua com vista à eficiência, qualidade, flexibilidade e inovação; • Promover a competência, motivação e excelência dos nossos colaboradores. 3.2.3 Política da Empresa Por fim, a Política da Continental Mabor assenta nos Valores do Grupo, na sua Visão e na sua Missão. São ainda os seus compromissos: • Cumprir as obrigações legais em vigor e outras aplicáveis; • Proporcionar condições de trabalho saudáveis e seguras, através da eliminação de perigos e redução de riscos; • Prevenir e controlar os acidentes graves envolvendo substâncias perigosas; • Garantir a proteção do ambiente incluindo a prevenção da poluição e o uso sustentável dos recursos; • Consultar e envolver os colaboradores no âmbito da saúde e segurança; • Disponibilizar os meios humanos, tecnológicos e financeiros para implementar e manter os diversos sistemas de gestão. 3.3 Direção de Engenharia Industrial O presente projeto está a ser realizado sob orientação da equipa de Direção de Engenharia Industrial. Esta possui várias responsabilidades, como o estudo e cálculo dos tempos-padrão, elaboração de métodos de trabalho, liderar atividades de definição de layout fabril em conjunto com outras direções,
38 calcular capacidades dos equipamentos e indicadores fabris e propôr sistemas de prémios e fazer o seu cálculo. Ainda, é responsável por determinar as necessidades dos meios de produção (operadores e equipamentos) para melhorar a eficência, efetuar estudos sobre os processos produtivos e participar em projetos de melhoria com outras áreas, bem como liderar o sistema de sugestões da empresa. A Direção de Engenharia Industrial tem como Visão “Ser referência da Engenharia Industrial no Grupo Continental” e como Missão: • Paixão por vencer através da eficiência, garantindo investimentos e projetos sustentados; • Dar mais confiança aos dados, indicadores e incentivos; • Cooperar uns pelos outros através de melhorar as condições dos postos de trabalho, otimizando a organização do espaço e fluxos de meios produtivos e logísticos; • Contribuir para o espírito inovador na Melhoria Contínua, proporcionando a todos a liberdade para Agir. 3.4 O pneu Os pneus PLT possuem uma estrutura complexa, sendo constituídos por dois componentes principais: o piso e a carcaça. O piso consiste na parte que entra em contacto direto com o pavimento e a carcaça é o que confere a estrutura ao pneu. Assim, é possível observar os diferentes constituintes do pneu na Figura 18. Figura 18 - Constituição do pneu. ( Continental Tires , 2024) Passando a elaborar e caracterizar cada elemento constituinte do pneu ( Continental Tires , 2024): 1. Piso – Feito de borracha sintética e natural, assegura expulsão da água, elevada quilometragem e boa aderência na estrada, conferindo uma condução segura. Possui três áreas distintas:
39 a. Piso – Parte do pneu com maior contacto com a estrada, proporcionando aderência, resistência ao desgaste e estabilidade direcional; b. Base – Por baixo do piso, existe uma segunda camada de borracha, a base, que reduz a resistência ao rolamento e os danos na estrutura interna do pneu - a carcaça; c. Ombros – Estas são as zonas limítrofes entre o piso e as paredes laterais do pneu. 2. Cinta têxtil – Consiste num cordão de nylon, revestido com borracha e permite conduzir a altas velocidades sem perder a estabilidade e fica diretamente por baixo do piso, girando em espiral à volta da circunferência do pneu sem se sobrepor. 3. Cinta metálica – Proporcionam ao pneu rigidez para estabilizar a sua forma, aumentando a fixação da forma, estabilidade direcional e desempenho da quilometragem do pneu e reduzindo a resistência ao rolamento. 4. Carcaça têxtil – Camada de tecido que controla a pressão interna do pneu, suporta a carga e mantém a sua forma. 5. Revestimento interior – Camada de borracha com a função de vedar a câmara interior do pneu cheia de ar, controlando a sua pressão, e atuar como uma câmara de ar nos pneus radiais para automóveis que não a contêm. 6. Ombro – Feito de borracha natural, protege a carcaça das condições atmosféricas e de dados externos, sendo a principal ligação entre a parede lateral e o piso. 7. Reforço do talão – Fibra sintética feita de nylon ou aramida. É forte e resistente ao calor, reforçando a estabilidade direcional e atribuindo uma direção mais precisa. 8. Vértice do talão (Apex) – Calço estabilizador em borracha sintética que executa as mesmas tarefas que o reforço do talão, atribuindo um conforto de direção adicional. 9. Centro do talão – Constituído por fios de aço revestido a borracha e assegura que o pneu assenta firmemente na jante. 3.5 Processo produtivo O processo produtivo de pneus começa com a aquisição e armazenamento de matéria-prima, seguindose a produção do pneu (que acontece em cinco departamentos) e terminando com o armazenamento e expedição de produto acabado. É possível encontrar uma representação das etapas da produção do pneu na Figura 19.
40 Figura 19 - Etapas da produção do pneu. Note-se que existem três termos técnicos para descrever desperdícios existentes ao longo do processo produtivo: rework representa borracha sem mistura de composto que pode ser reaproveitada; workoff consiste em borracha com mistura de mais do que um composto que pode ser reaproveitada e scrap diz respeito a artigos não conformes que não são reaproveitados. 3.5.1 Departamento I - Misturação Na Misturação, primeira fase do processo produtivo, acontece a misturação da matéria-prima em misturadores, resultando em dois tipos de composto: composto Master e composto Final. O composto Master tem como matérias-primas borracha (natural ou sintética), óleos e químicos que, mediante as características do pneu, são adicionadas em determinadas quantidades e seguem para a câmara de misturação. Posteriormente, são adicionados outros químicos e decorre o processamento numa segunda câmara de misturação, resultando daqui o composto Final. 3.5.2 Departamento II – Preparação Na Preparação, ocorre a transformação dos componentes a ser enviados para a Construção. Este dividese em duas áreas: Preparação a Quente e Preparação a Frio. Preparação a Quente Na Preparação a Quente, são produzidos pisos, paredes e talões com cunha. Começando pelos pisos e paredes, existem seis linhas de extrusão: E01 – extrusão de paredes; E02 – extrusão de paredes e pisos;
47 devido a fatores mecânicos e 43% acidentes devido a fatores ergonómicos, consistindo na segunda área do departamento com maior número de ocorrências, imediatamente atrás da Extrusão de pisos (Figura 24). Figura 24 - Acidentes por área de trabalho. Os locais específicos dentro das Apex com acidentes de trabalho registados em 2023 são a Apex 1, Apex 4, Apex 6, Apex 9, Apex 10 e Apex 12, realçando a importância de uma avaliação de segurança em toda a área, garantindo que todos os postos das diferentes máquinas estejam protegidos contra riscos de acidentes. Começando por analisar as ocorrências por causalidade agente-material, a postura de trabalho e os meios de transporte representam as principais causas, cada um representando 29% do total. Deste modo, torna-se evidente a importância de promover boas práticas ergonómicas e de segurança e higiene ocupacional, tanto na postura dos trabalhadores como no transporte de materiais dentro do ambiente de trabalho. Além disso, a presença de acidentes relacionados a produtos/ ferramentas, escadas/degraus e máquinas (cada um deles representando 14,3%) sugere a necessidade de implementação de medidas preventivas específicas para esses elementos (Figura 25). Figura 25 - Acidentes por causalidade agente-material.
48 A forma como os acidentes ocorrem também é um aspeto crucial a ser considerado. A existência de esforços excessivos é responsável por uma percentagem significativa de acidentes, totalizando 57%, destacando a necessidade de realizar uma revisão ao método de trabalho atual e de oferecer formação adequada aos trabalhadores sobre técnicas de levantamento e manuseamento de cargas para evitar lesões músculo-esqueléticas. Outras formas de acidente, como entalamento/esmagamento, exposição/contacto e quedas de materiais, apesar de menos frequentes, não devem ser negligenciadas e exigem medidas preventivas específicas (Figura 26). Figura 26 - Acidentes por forma de acidente. A distribuição dos acidentes ao longo dos meses em 2023 na área das Apex dentro do departamento de Preparação a Quente: • Março – 12%; • Maio – 25%; • Setembro – 17%; • Outubro – 20%; • Novembro – 100%; • Dezembro – 20%. No que concerne a número de ocorrências por tipo de lesão, é possível verificar 57% por entorse/distensão, 15% por contusão, 14% por corte/ferida e 14% por dor (Figura 27). Estas resultam em, relativamente a classificação de incapacidades, 29% com incapacidade temporária absoluta.
49 Figura 27 - Acidentes por tipo de lesão. 4.1.2 Avaliação de risco de lesões Na área das Apex, identificam-se diversos pontos críticos do ponto de vista ergonómico que comprometem o bem-estar, a produtividade e a segurança dos trabalhadores. Um estudo realizado pelo Departamento de Segurança Industrial e Ambiente destaca a importância de uma análise aprofundada, evidenciando que os principais pontos críticos nas Apex incluem: • Manipulação manual de cargas – A manipulação manual de talões com cunha e separadores para as varas do carro é uma atividade que pode resultar em lesões músculo-esqueléticas se não for realizada corretamente, tais como lesões nas costas, ombros e membros; • Postura corporal, incluindo postura da cabeça – A má postura, especialmente da cabeça e do tronco, pode causar tensões musculares e problemas de coluna ao longo do tempo; • Carga dinâmica de trabalho muscular – Sendo um posto com movimentos repetitivos e com posição fixa por longos períodos, o trabalho nas Apex pode levar a fadiga muscular e lesões por esforço repetitivo; • Operações de manipulação manual – A separação de núcleos de talão e sua colocação na máquina juntamente com os separadores, bem como a remoção do talão com cunha do tambor, podem causar lesões devido à sobrecarga nos membros superiores; • Condições climáticas - altas temperaturas – Os trabalhadores estão sujeitos ao risco de exaustão por calor, aumentando o seu stress físico e mental e potenciando outros problemas de saúde relacionados com o calor; • Repetitividade – A repetitividade dos movimentos de colocação de talões juntamente com separadores, a sua remoção do tambor e colocação na mesa pode levar ao desenvolvimento de
50 lesões por esforço repetitivo, como tendinites ou síndrome do túnel do cárpico. A falta de variedade nas tarefas e pausas para descanso podem agravar esses problemas. Tendo presente esta informação, procede-se à avaliação ergonómica do posto de trabalho dos operadores das Apex com recurso ao Rapid Entire Body Assessment (REBA), presente na Tabela 1. Tabela 1 - Avaliação REBA ao posto de trabalho. Grupo A Grupo B Tronco: 5 Braços: 5 Pescoço: 2 Antebraços: 2 Pernas: 2 Pulsos: 3 Carga/Força: 2 Ligação - Coupling : 1 Pontuação A: 9 Pontuação B: 9 Pontuação final: 12 Começando pelo Grupo A, nomeadamente pelo Tronco, existe flexão e extensão até 20º com torção lateral, obtendo uma pontuação de 5, enquanto que no Pescoço, existe flexão e extensão até 20º, traduzindo-se em 2 pontos, e nas Pernas observa-se peso unilateral e uma postura instável, obtendo uma pontuação de 2. Quanto a Carga/Força, o operador manipula lotes de talões com cunha para o carro acima de 10kg, representando uma pontuação de 2. Deste modo, a Pontuação A corresponde a 9. Quanto ao Grupo B, começando pelos Braços, observa-se uma flexão acima de 90º com elevação do ombro, resultando em 5 pontos, os Antebraços realizam flexão abaixo de 60º e acima de 100º, traduzindo-se em 2 pontos, e nos Pulsos observa-se flexão e extensão acima de 15º com desvio lateral, representando 3 pontos. Quanto à LigaçãoCoupling , uma vez que a pega é aceitável, mas não ideal, atribui-se uma pontuação de 1. Assim, a Pontuação B corresponde a 9. Tendo presente a Pontuação A e Pontuação B, e considerando o acréscimo de 1 ponto devido a ações repetidas mais do que quatro vezes por minuto, é obtida uma pontuação final de 12 pontos, pelo que o nível de risco é muito elevado e é necessário agir de imediato. Sabe-se, ainda, que os operadores, aquando da colocação de lotes de talões com cunha e separadores no carro, manipulam cargas que podem atingir 20 kg, pois várias vezes realizam esta tarefa após vários ciclos e geram lotes elevados. De forma a determinar a carga máxima recomendada para esta atividade, é aplicada a equação NIOSH, presente no Apêndice 1 – Aplicação da equação NIOSH nas Apex. Note-se que esta avaliação está sujeita a alguns fatores, nomeadamente ao tamanho da jante, que está diretamente relacionado com o peso e a profundidade da pega, e a altura da vara do carro onde são
51 colocados os lotes, que pode ser em baixo, meio ou cima, afetando diretamente a distância da manipulação. Tal como se pode verificar, a carga máxima recomendada para 99% dos homens e 75% das mulheres é bastante inferior à carga real manipulada pelos operadores, refletindo-se num risco de lesões músculoesqueléticas elevado. 4.1.3 Elaboração de um questionário aos operadores Para compreender a perspetiva dos operadores da área das Apex, foi desenvolvido um questionário específico sobre as condições do posto de trabalho. Este questionário de resposta aberta, detalhado no Apêndice 2 – Questionário aos operadores, foi aplicado tanto aos operadores das máquinas quanto aos operadores ajudantes. Os principais temas abordados dividem-se em: • Fatores técnicos: o Rotina; o Desafios; o Perturbações; o Máquina. • Fatores humanos: o Autonomia; o Adaptabilidade. • Espaço para sugestões. A seleção dos parâmetros do questionário é realizada com o objetivo de recolher uma visão abrangente das condições de trabalho dos operadores, abordando aspetos operacionais e humanos que afetam a segurança no trabalho na área das Apex. Os fatores técnicos foram incluídos para avaliar as tarefas diárias, a repetitividade e o impacto de fatores mecânicos e operacionais no desempenho e na saúde física dos operadores, especialmente no que diz respeito à utilização das máquinas e à eficiência dos processos. Já os fatores humanos foram escolhidos para explorar o nível de independência dos operadores e a sua disposição para lidar com mudanças, características importantes para o sucesso num ambiente de trabalho dinâmico e em constante evolução. Na verdade, o questionário foi realizado por meio de entrevista a diversos operadores dos diferentes turnos (A, B, C, D e E), sendo recolhidas um total de 22 respostas de operadores de máquinas e 9 respostas de operadores ajudantes.
52 Começando pelos fatores técnicos, nomeadamente a rotina, no caso dos operadores das máquinas, o seu dia-a-dia é passado nas Apex. As suas tarefas passam pela colocação da borracha, mudança de fieiras quando necessário, mudança de temperatura, afinação de parâmetros, controlo das pressões, autocontrolo do material, verificações e manter o espaço de trabalho organizado. No geral, têm uma rotina monótona com movimentos repetitivos. Quanto aos ajudantes, realizam desdobras, abastecimento de materiais, ajudam nos setups , ajudam quando há problemas nos compostos e transportam as mesas de workoff , tendo uma rotina mais dinâmica que os operadores das máquinas. No que toca a desafios, os operadores enfrentam vários ao longo do dia. Desde a pressão constante para atender às necessidades de produção até à monotonia e repetitividade do trabalho, lidam com o risco de lesões músculo-esqueléticas e demonstram necessidade de uma maior quantidade de intervalos para descanso. Além disso, certos artigos tornam-se problemáticos devido à sensibilidade na afinação da largura, na colocação das garras, na afinação do corte e na produção da quantidade correta. Nas Apex com maior variedade de artigos, os operadores devem prestar especial atenção para evitar erros. Relacionado com o setor a montante, nas CTs, a separação de núcleos de talão é difícil e exige um grande esforço dos operadores, podendo resultar no desgaste prematuro das luvas e em lesões. No caso dos operadores ajudantes, lidar com a falta de tempo e de materiais representam desafios constantes, juntamente com o risco de lesões músculo-esqueléticas, que consiste numa preocupação devido à postura e ao manuseamento de carros pesados. A troca frequente de artigos faz com que os ajudantes tenham menos tempo disponível para as restantes tarefas, sendo que a mudança de jante, um processo demorado e fisicamente exigente, é particularmente complicada. Adicionalmente, a movimentação numa zona de trabalho potencialmente perigosa aumenta o risco de fadiga física e lesões. Todos os desafios mencionados exigem não apenas habilidade física, mas também resistência e atenção constante por parte dos operadores ajudantes para garantir eficiência e segurança no ambiente de trabalho. Quando abordados sobre as perturbações que afetam suas tarefas, tanto os operadores das máquinas como os operadores ajudantes referem bastantes, tais como problemas recorrentes nos compostos utilizados, a sensibilidade dos sensores de movimento que ocasionalmente bloqueiam as máquinas, e a desregulação dos sensores de temperatura. Além disso, decorrem avarias nas máquinas e falta de materiais essenciais, como núcleos de talão e separadores, ou até mesas de borracha cortadas incorretamente. Ainda, o encravamento da borracha é mencionado como um desafio. Essas perturbações representam obstáculos significativos que exigem uma resposta rápida e eficaz para minimizar o impacto na produção.
53 Relativamente às máquinas, de uma forma geral, os operadores consideram-nas de fácil utilização, até porque vários já têm experiência, apesar de considerarem que no processo de aprendizagem pode ser difícil. Contudo, um operador refere que para determinados artigos é mais difícil devido a encravamentos gerados pelo arrefecimento da borracha. No geral, não costumam haver muitos problemas técnicos. Passando para os fatores humanos, nomeadamente autonomia, todos os operadores são autónomos e realizam as suas tarefas sem necessitar de auxílio, a não ser aquelas que necessitam da colaboração do operador ajudante. Quanto à adaptabilidade, vários operadores se revelam abertos à mudança. Contudo, vários referem a necessidade de ser envolvidos nesse processo de forma a que se possam adaptar melhor. Ainda, todos se mostraram dispostos a aprender coisas novas se for necessário para realizar o trabalho de melhor forma. Quando questionados sobre sugestões, vários operadores não fizeram nenhuma. Apesar disso, foram apresentadas, tanto por operadores como por ajudantes, as seguintes propostas: • Envolver mais os trabalhadores no processo de mudança – 26% dos operadores que responderam ao questionário realizaram esta sugestão; • Aumentar o número de operadores ajudantes – 26% dos operadores que responderam ao questionário realizaram esta sugestão; • Aumentar o número de intervalos e o tempo da pausa para almoço – 26% dos operadores que responderam ao questionário realizaram esta sugestão; • Variar o trabalho para não ser tão repetitivo – 13% dos operadores que responderam ao questionário realizaram esta sugestão; • Correções ergonómicas – 13% dos operadores que responderam ao questionário realizaram esta sugestão; • Balancear o número de jantes por máquina – 10% dos operadores que responderam ao questionário realizaram esta sugestão; • Alterar as fieiras, pois as existentes são antigas e desatualizadas – 6% dos operadores que responderam ao questionário realizaram esta sugestão. 4.1.4 Diagrama de Ishikawa Finalmente, para terminar o diagnóstico do posto de trabalho, é elaborado um diagrama de Ishikawa , presente na Figura 28.
54 Figura 28 - Diagrama de Ishikawa.
55 Analisando o problema da existência de tempo não produtivo nas Apex, são observadas variadas causas. Começando pelo Material, um indicador elevado nas Apex consiste na taxa de scrap , o que impacta diretamente a eficiência da produção. Ainda, a borracha consiste num material sensível à temperatura e decorre com frequência o seu arrefecimento, causando encravamentos na máquina e, portanto, perdas. Existem, também, materiais danificados, tais como separadores partidos, causando risco de acidente, e mesas de composto cortadas de forma incorreta, causando a paragem das máquinas. Quanto ao Método, uma causa recorrente consiste nos parâmetros das receitas nas máquinas que são diferentes dos parâmetros no sistema, o que faz com que os operadores tenham que fazer a sua alteração manualmente. Observa-se, também, a acumulação de carros finalizados a aguardar parqueamento, que causa obstrução das áreas de movimentação e desarrumação do espaço de trabalho, e a paragem de máquinas devido a falta de carros com separadores. Outra causa reside no autocontrolo que, sendo um processo que dura alguns minutos, causa o arrefecimento da borracha e, de forma a que isto não aconteça, os operadores realizam-no se forma incorreta. Além do registo do autocontrolo no sistema, os operadores também fazem o registo em papel, o que representa trabalho duplicado. A falta de formação contínua sobre segurança, métodos de trabalho e afinação de máquinas também consiste num problema para os operadores, que adquirem hábitos incorretos ao longo do tempo, bem como a inexistência de um local para a armazenagem de ferramentas em cada máquina, causando ferramentas perdidas e a desarrumação do espaço de trabalho. Sobre o Meio, os principais desafios consistem no layout da fábrica que possui bastantes obstáculos, podendo gerar dificuldades na movimentação e acidentes, e a existência de ruído. Relativamente a Máquina, os operadores têm imensa dificuldade na separação de núcleos de talão provindos das CTs, uma vez que uma destas máquinas possui um problema na lâmina de corte. Ainda, o mau funcionamento dos leitores de código das mesas de composto e carros de núcleos faz com que os operadores tenham que repetir o procedimento de validação de material até a leitura correta dos artigos, gerando perdas de tempo. Finalmente, uma situação inerente a todas as máquinas consiste na sua tendência para desafinação de parâmetros ao longo do tempo, exigindo especial atenção por parte dos operadores para que não haja produção de artigos não conformes. Finalmente, são identificadas causas na categoria de Mão de Obra. Por vezes, existem erros na identificação de carros, que possuem etiquetas trocadas e, nestas situações, os operadores devem procurar os carros correspondentes. Também existem incoerências no registo de pesos de material, ou seja, o peso da cunha e talão separadamente não corresponde ao peso do conjunto talão e cunha, e na imputação de dados de scrap que, quando recolhido no final do turno pela equipa de scrap , o seu peso
56 não corresponde ao registado pelos operadores. Ainda, é muito comum observar o posto de trabalho desarrumado com lancheiras, garrafas de água ou outros itens pessoais, bem como ferramentas e o autocontrolo é realizado de forma incorreta. Finalmente, quando decorre a paragem das máquinas, os operadores fazem o registo do motivo da paragem no sistema e, muitas vezes, não selecionam a perda real. 4.2 Estudo de Perturbações Ao longo do turno, ocorrem diversas situações que fazem com que o operador interrompa o seu curso normal de trabalho para as corrigir. Essas ocorrências irregulares resolvidas pelo operador são denominadas na CMIP como perturbações e afetam diretamente o tempo padrão, pelo que é necessário quantificá-las. Assim, recorre-se à observação das 12 máquinas ao longo de um determinado período de tempo, bem como à cronometragem e registo das perturbações que decorreram nesse período. Note-se que as observações são realizadas em momentos aleatórios do dia, incluindo início, meio e fim de turno. Ainda, cada observação tem uma duração de cerca de 60 minutos. Na verdade, ao longo do período de observação, registaram-se 30 tipos de perturbação diferentes, sendo que a distribuição da duração de cada perturbação encontra-se representada na Tabela 2.
63 Para o cálculo do tempo de ciclo, determina-se como ponto de medição o início do elemento “Tabuleiro desce”. Deste modo, o tempo de ciclo encontra-se representado por (9). 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 =[𝑇𝑎𝑏𝑢𝑙𝑒𝑖𝑟𝑜 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑒]+[𝐶𝑢𝑛ℎ𝑎 𝑒𝑛𝑟𝑜𝑙𝑎 𝑛𝑜 𝑡𝑎𝑚𝑏𝑜𝑟]+[𝑇𝑎𝑏𝑢𝑙𝑒𝑖𝑟𝑜 𝑠𝑜𝑏𝑒]+[𝑆𝑒𝑡𝑝𝑜𝑖𝑛𝑡 1] +[𝐺𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝑙𝑒𝑣𝑎𝑚 𝑡𝑎𝑙õ𝑒𝑠 𝑒 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑎𝑚𝑏𝑜𝑟]+[𝐸𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜]+ [𝑆𝑒𝑡𝑝𝑜𝑖𝑛𝑡 2] (9) Na Tabela 6, encontram-se representados os tempos de ciclo em minutos, para 100 peças, para as 12 máquinas para diferentes artigos. Note-se que, por motivos de confidencialidade de dados, os valores apresentados resultam da multiplicação dos valores reais por um fator k. Tabela 6 - Tempos de ciclo Apex para 100 peças. APEX Jante Composto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 A B 17,23 15 A 16,15 15,32 16,78 B 16,05 15,39 14,90 16,91 16,07 16 A 17,04 15,47 17,07 B 15,71 15,29 16,18 13,27 17 A 16,94 15,45 16,26 16,65 B 16,41 15,68 16,78 15,87 18 A 17,62 15,47 16,47 16,73 B 17,28 15,71 16,55 19 A 16,91 15,26 16,57 B 17,07 14,50 16,28 20 A 19,29 19,71 B 19,03 20,50 21 A 20,42 B 19,37 22 A 20,21 21,76 B 21,94 4.3.2 Recolha dos tempos dos elementos não ciclo Ao longo do turno, o operador é responsável por outras tarefas além da aplicação de cunha em talão, tarefas essas que afetam diretamente o tempo de ciclo. Apesar de não serem realizadas a cada ciclo, decorrem com uma frequência fixa e, por isso, são tratadas como elementos não ciclo. São elas: 1. Troca de carro de separadores; 2. Troca de carro de núcleos; 3. Autocontrolo; 4. Colocar lote de talões com cunha no carro;
64 5. Colocar talões ou separadores na vara; 6. Abastecer tira de composto. Começando pela troca de carro de separadores, quando completam o carro, os operadores imprimem a etiqueta de lote, colocam-na no carro e realizam a troca. Um carro cheio contém 220 talões com cunha, pelo que este processo se repete a cada 110 ciclos. Relativamente à troca de carro de núcleos, quando terminam os núcleos, o operador remove o carro antigo e faz a troca para um novo carro, validando a sua etiqueta. Um carro cheio contém 500 núcleos, pelo que este processo de repete a cada 250 ciclos. O autocontrolo é realizado a cada duas horas, desde o início de uma nova medida, quando a máquina envia um aviso para o operador realizar a medição da espessura da cunha, do peso da cunha e do peso do talão com cunha de ambos os lados. O operador deve, também, colocar o lote de talões com cunha no carro, após um determinado número de lotes colocados na mesa. A frequência desta operação depende da medida em questão, uma vez que está diretamente relacionada com o peso. Tendo presente a informação do peso de cada medida, e considerando as cargas máximas calculadas a partir da equação de NIOSH para as varas de cima do carro presente no Apêndice 1 – Aplicação da equação NIOSH nas Apex, considera-se o número de ciclos máximo a colocar na mesa para cada jante presente na Tabela 7. Tabela 7 - Frequência de abastecimento de talões com cunha no carro Jante Ciclos 14 13 15 11 16 11 17 10 18 10 19 9 20 8 21 8 22 7 Quando os núcleos e os separadores na vara de suporte são consumidos na sua totalidade, o operador abastece, deslocando-se aos carros e transportando os núcleos e separadores. Esta operação repete-se a cada 20 ciclos. Finalmente, cada mesa de composto é composta por quatro tiras e, quando uma tira é consumida, o operador desloca-se até à mesa, faz a inserção da nova tira de composto na extrusora e volta ao posto. A frequência com que esta operação acontece está relacionada com o peso da cunha, pelo que cada tipo de jante e cada tipo de composto terá uma frequência diferente. Tendo presente a informação do
65 peso da cunha de cada medida e que uma mesa de composto B pesa 1000 kg e uma mesa de composto A pesa 900 kg, considera-se o número de ciclos máximo para abastecer a extrusora com uma nova tira de composto presente na Tabela 8. Tabela 8 - Frequência de abastecimento de nova tira de composto na extrusora. Jante Composto Ciclos 14 A 773 B 1684 15 A 688 B 1270 16 A 615 B 1139 17 A 581 B 1039 18 A 550 B 1258 19 A 497 B 1147 20 A 468 B 1189 21 A 466 B 1263 22 A 438 B 952 Note-se que para a recolha de tempos dos elementos não ciclo também é analisado o número de observações necessárias, juntamente com a determinação do nível de confiança, à semelhança dos elementos ciclo. Os tempos não ciclo, para 100 peças, encontram-se representados na Tabela 9, considerando que estes resultam da multiplicação dos valores reais por um fator k.
66 Tabela 9 - Tempos não ciclo Apex para 100 peças. APEX Jante Composto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 A B 1,28 15 A 1,44 1,44 1,44 B 1,36 1,36 1,34 1,36 1,36 16 A 1,47 1,44 1,47 B 1,36 1,36 1,36 1,34 17 A 1,52 1,49 1,52 1,52 B 1,41 1,41 1,44 1,41 18 A 1,54 1,52 1,52 1,52 B 1,41 1,39 1,41 19 A 1,60 1,60 1,60 B 1,47 1,44 1,47 20 A 1,70 1,70 B 1,54 1,57 21 A 1,73 B 1,54 22 A 1,81 1,83 B 1,68 4.3.3 Determinação do tempo padrão O cálculo do tempo padrão encontra-se representado por (10). 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑃𝑎𝑑𝑟ã𝑜 = (𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜+ 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑁ã𝑜 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜)× (1+%𝑃𝑒𝑟𝑡𝑢𝑟𝑏𝑎çõ𝑒𝑠)×(1+%𝐷𝑒𝑠𝑐𝑎𝑛𝑠𝑜)×(1+%𝐹𝑎𝑑𝑖𝑔𝑎) (10) Até ao momento, são determinados os tempos dos elementos ciclo e dos elementos não ciclo para diversos artigos em diferentes Apex. Ainda, determina-se uma correção para perturbações de 2,4%. Relativamente à correção de descanso, a CMIP admite uma correção de 6% para a duração do turno. De seguida, procede-se à determinação da correção de fadiga, com base nas tabelas presentes no Anexo 1 – Tabelas para cálculo da correção de fadiga. Tal como é possível verificar no Apêndice 7 – Cálculo de correções de fadiga, a correção de fadiga a aplicar no cálculo do tempo padrão é de 16%. Tendo todas as variáveis da equação, é possível proceder ao cálculo do tempo padrão por 100 peças, que se encontra representado na Tabela 10.
67 Tabela 10 - Tempos padrão Apex. APEX Jante Composto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 A B 20,12 15 A 19,13 18,22 19,81 B 18,93 18,22 17,65 19,87 18,96 16 A 20,12 18,39 20,15 B 18,56 18,10 19,07 15,88 17 A 20,07 18,42 19,33 19,75 B 19,38 18,59 19,81 18,79 18 A 20,83 18,47 19,55 19,84 B 20,32 18,59 19,53 19 A 20,12 18,33 19,75 B 10,15 17,33 19,30 20 A 22,83 23,28 B 22,37 23,99 21 A 24,08 B 22,74 22 A 23,94 25,64 B 25,67 4.3.4 Cálculo da capacidade produtiva Após a determinação dos tempos padrão, passa-se ao cálculo da capacidade produtiva das Apex. Inicialmente, é necessário determinar o tempo disponível diário e, portanto, começa-se por recolher a informação relativa às perdas associadas a paragens em 2024. Essa informação encontra-se representada na Tabela 11. Tabela 11 - Registo percentual de paragens em 2024. Paragem Categoria % Reparações e manutenções planeadas Planeada 0,75 Pausas para descanso Planeada 0,48 Testes e desenvolvimento Planeada 0,53 Setups Não planeada 5,91 Outras reparações e manutenções Não planeada 0,90 Baixa eficiência Não planeada 4,92 Atrasos na produção Não planeada 4,22 Adicionalmente, é importante considerar a percentagem de scrap e ciclos falsos resultante do processo. Um ciclo falso corresponde a um ciclo não conforme produzido pela máquina. Estes ciclos, embora sejam não conformes, entram na contagem no sistema de lotes produzidos, já que a máquina executou as operações na sua totalidade e, por isso, é necessário recolher informações sobre a sua percentagem
68 de ocorrências. Ao longo do período de observação no estudo de perturbações, foram registados 1,4% de ciclos falsos. Sabe-se, também, que na Preparação a Quente o objetivo de scrap é de 0,3%. Deste modo, acrescentando as perdas de paragens, obtém-se uma correção de perdas de capacidade de 19,41%. Aplicando essa correção, é possível obter o tempo disponível diário, representado por (11). 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛í𝑣𝑒𝑙 =24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠× 12 𝑚á𝑞𝑢𝑖𝑛𝑎𝑠×(1−19,41%)=247 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 =13 926 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 (11) Tendo o tempo disponível, passa-se à determinação do tempo médio ponderado de produção por artigo. No capítulo 4.3.3 determinou-se o tempo padrão de cada artigo em cada Apex e, para saber o tempo padrão médio ponderado por artigo, é necessário analisar a distribuição da produção dos artigos por Apex. Essa informação, para o ano de 2024, encontra-se presente na Tabela 12. Tabela 12 - Distribuição percentual dos artigos por Apex. APEX Jante Composto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 A B 100% 15 A 73,3% 11,6% 15,1% B 60,8% 1,3% 9,4% 10,1% 18,4% 16 A 71,6% 12,6% 15,8% B 19,6% 9,9% 9,1% 61,4% 17 A 72,8% 18,8% 3,3% 5,1% B 71,3% 15,5% 3,6% 9,6% 18 A 62,9% 20,8% 8,8% 7,5% B 58,2% 23,7% 18,1% 19 A 14,1% 75,6% 10,3% B 29,5% 40,8% 29,7% 20 A 59,9% 40,1% B 60,1% 39,9% 21 A 100% B 100% 22 A 38,9% 61,1% B 100% De seguida, é possível passar à determinação do tempo padrão médio ponderado e, com os dados da procura diária média por artigo em 2024, o tempo necessário para a produção, presente na Tabela 13.
69 Tabela 13 - Tempo médio ponderado de cada artigo. Jante Composto Procura média diária em 2024 Tempo Médio Ponderado Tempo Necessário Total 14 A 0 0,00 0,00 B 3 023 20,12 608,40 15 A 1 942 19,12 371,40 B 9 586 18,90 1811,77 16 A 6 571 19,91 1308,17 B 13 685 16,92 2314,93 17 A 4 820 19,72 950,41 B 2 726 19,22 523,76 18 A 4 744 20,16 956,42 B 3 122 19,77 617,18 19 A 7 070 18,73 1324,22 B 4 369 18,75 819,09 20 A 4 084 23,01 939,78 B 2 009 23,02 462,35 21 A 2 197 24,08 529,01 B 335 22,74 76,30 22 A 557 24,98 139,09 B 595 25,67 152,67 Tempo Final 71 436 19,46 13 905 A capacidade produtiva de talões nas Apex é, então, 35 773 pneus, tal como representado por (12). 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛í𝑣𝑒𝑙 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑚é𝑑𝑖𝑜 𝑝𝑜𝑛𝑑𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 =13 926 19,46 =71 546 𝑡𝑎𝑙õ𝑒𝑠 =35 773 𝑝𝑛𝑒𝑢𝑠 (12) Conclui-se, então, que a capacidade produtiva média atual por máquina corresponde a 2 981 pneus. 4.4 Estudo de Setups Na operação de aplicação de cunha em talão, existem três tipos de setups : mudança de fieira; mudança de composto e mudança de jante. Ao longo deste capítulo, é realizado um estudo detalhado dos tempos associados a cada tipo de setup e às suas operações correspondentes. Na verdade, existem tarefas que o operador deve realizar em todos os setups , independentemente do seu tipo. Primeiramente, o operador realiza a troca de carro de separadores e procede à colocação dos parâmetros da nova receita no sistema. Realiza, se for aplicável, a troca de carro de núcleos de talão e a sua validação e, de seguida, faz a mudança em questão. Após a mudança, acompanha a cunha ao longo da máquina, ao longo da slitter e, finalmente, realiza as afinações à máquina necessárias e inicia
70 a produção normal. Estas tarefas, e respetivas etapas e sua duração, encontram-se representadas na Tabela 14. Tabela 14 - Tarefas comuns a todos os setups . Número Tarefa Etapas Duração (minutos) 1 Trocar carro de separadores Imprimir etiqueta 0,35 2 Transportar etiqueta até carro antigo 0,17 3 Remover carro antigo 0,30 4 Colocar carro para nova corrida 0,32 5 Preencher ficha 1,02 6 Alterar receita Inserir nova receita 1,13 7 Trocar carro de núcleos Remover carro antigo 0,38 8 Colocar carro para nova corrida 0,27 9 Validar nova etiqueta 0,33 MUDANÇA 10 Acompanhar cunha ao longo da máquina Passar cunha pela passadeira 1,30 11 Passar cunha pelo rolo de arrefecimento 1,02 12 Passar cunha pelos loops 1,92 13 Acompanhar cunha ao longo da slitter Fazer enfiamento da cunha na slitter 0,33 14 Ajustar guias da slitter 0,57 15 Ligar slitter 0,08 16 Puxar cunha pela slitter 0,53 17 Iniciar produção Deslocar-se até à frente da máquina 0,20 18 Puxar cunha e realizar afinações necessárias 6,68 É de notar que o último elemento (puxar cunha e realizar afinações necessárias) consiste naquele que tem maior variação na sua duração, uma vez que está diretamente relacionado com o tipo de mudança e a destreza do operador que a executa. 4.4.1 Mudança de fieira Começando pela mudança de fieira, esta é realizada unicamente pelo operador da máquina, sem necessidade de ajuda do operador ajudante, com o objetivo de alterar a largura da cunha. Existem duas categorias principais de cunha, cunha larga e cunha estreita, cada uma delas com uma série de larguras. Portanto, a mudança de fieira pode acontecer para alterar uma cunha larga para cunha estreita, cunha estreita para cunha larga, cunha larga para cunha larga ou cunha estreita para cunha estreita. Cada Apex possui um conjunto de fieiras armazenado em cima da extrusora, onde é possível mantê-las a uma temperatura adequada para colocação direta no cabeçote.
71 As etapas constituintes da mudança de fieira, bem como a sua duração, encontram-se representadas na Tabela 15. Tabela 15 - Etapas da mudança de fieira. Número Tarefa Etapas Duração (minutos) 1 Mudar fieira Se for o caso, remover cunha antiga 0,85 2 Deslocar-se até à extrusora 0,25 3 Desligar extrusora e pressão do cabeçote 0,08 4 Remover fieira antiga 0,20 5 Limpar fieira antiga 0,17 6 Limpar cabeçote 0,22 7 Colocar nova fieira 0,20 8 Ligar pressão do cabeçote e extrusora 0,13 Deste modo, obtém-se uma duração total final de mudança de fieira equivalente a 19 minutos. De forma a melhor entender o processo de mudança de fieira, é elaborado um gráfico de sequência, que se encontra representado no Apêndice 8 – Gráficos de sequência de setups . A partir do diagrama, reconhece-se que, ao longo da mudança, 51% do tempo corresponde a operações, 6% a transportes, 8% a armazenamentos e 35% a controlo. 4.4.2 Mudança de jante Passando para a mudança de jante, esta é realizada pelo operador da máquina e necessita do auxílio do operador ajudante. Para realizar esta mudança, é necessário que o operador ajudante se desloque à zona de armazenamento de carros de acondicionamento de tambores e traga para junto da máquina o carro com o tambor da jante nova, juntamente com um carro de auxílio de mudança. As etapas constituintes da mudança de jante, bem como a sua duração, encontram-se representadas na Tabela 16.
72 Tabela 16 – Etapas da mudança de jante Número Tarefa Etapas Duração (minutos) 1 Mudar tambor Remover mesa e tapete 0,58 2 Deslocar-se até área de armazenamento de tambores e trazer carro 1,77 3 Desapertar tambor antigo 3,40 4 Trazer carro com novo tambor para junto da máquina 0,58 5 Colocar tambor no carro 0,67 6 Retirar carro e colocar tambor novo no carro 1,72 7 Empurrar carro de mudanças até ficar centrado na máquina 0,92 8 Colocar e apertar novo tambor 1,65 9 Retirar e arrumar carro de mudanças 1,73 10 Terminar de apertar tambor 2,60 11 Colocar mesa e tapete na posição inicial 0,82 12 Ajustar fixadores magnéticos Posicionar os suportes de talões e separadores 3,13 13 Mudar garras Remover garras antigas 1,70 14 Arrumar garras antigas 0,38 15 Transportar garras novas para junto da máquina 0,40 16 Posicionar garras novas 2,15 17 Mudar tabuleiros Deslocar-se até a máquina 0,17 18 Retirar tabuleiros de corte 0,60 19 Posicionar novos tabuleiros 0,75 Uma vez que as etapas para a execução da mudança são realizadas por dois operadores em simultâneo, elabora-se um diagrama de atividades múltiplas, presente no Apêndice 9 – Gráficos de atividades múltiplas de setups . A partir do diagrama, é possível determinar a duração total da mudança, que corresponde a 32,52 minutos. De forma a melhor entender o processo de mudança de jante, é elaborado um gráfico de sequência, que se encontra representado no Apêndice 8 – Gráficos de sequência de setups . A partir do diagrama, reconhece-se que, ao longo da mudança, 58% do tempo corresponde a operações, 17% a transportes, 9% a armazenamentos e 16% a controlo. 4.4.3 Mudança de composto No que toca à mudança de composto, nas Apex são processados apenas os compostos A e B, pelo que a mudança pode ser de composto A para composto B ou vice-versa. Para realizar esta mudança, é necessário que o operador ajudante coloque a nova mesa de composto à beira da máquina e, no final
79 Tabela 19 - Materiais e ferramentas necessários nas Apex. Equipamento Quantidade Alicate 1 Chave de umbrako 7 Chave para tambor 1 Chave para garras 1 Chave para rolos 1 Alicate de pressão 1 Chave para cilindros 1 Régua 1 Luvas 2 Caneta 2 Ferro de limpeza de fieira 1 Todos os elementos que não constam na lista presente na Tabela 19 são descartados e procede-se, então, à segunda fase: organização ( Seiton ) do posto de trabalho. Inicialmente, começa-se por remover o compartimento para rolos de papel, reduzindo as dimensões da mesa em 50cm. Antigamente, existiam etiquetas com cores diferentes para cada dia, exigindo um compartimento grande em todas as máquinas para a colocação de rolos. Contudo, este sistema foi substituído por RFID, passando apenas a existir um tipo de rolo branco, e o compartimento deixou de ser utilizado em toda a sua capacidade, gerando espaço desnecessário. Então, opta-se pela colocação de um suporte para um rolo de papel em cima da impressora. Desenvolve-se, também, um quadro sombra para as ferramentas necessárias, dado que estas não possuem um local de armazenamento definido. Finalmente, adiciona-se uma gaveta com o objetivo de armazenar objetos pessoais ou outros itens necessários. Assim, é possível proceder à terceira fase, que consiste na limpeza ( Seiso ) da mesa de autocontrolo. A estrutura proposta para a mesa de autocontrolo encontra-se representada na Figura 34. Figura 34 - Estrutura proposta para a mesa de autocontrolo.
80 Posteriormente, é possível passar para a fase de normalização ( Seiketsu ) e autodisciplina ( Shitsuke ), onde é explicado o que é o 5S aos colaboradores e elaborado um template para auditoria 5S, que se encontra representado na Figura 35. Esta auditoria deve ser realizada mensalmente pela equipa 5S da Direção de Engenharia Industrial. Figura 35 - Template Auditoria 5S. Os critérios do template para auditoria 5S são escolhidos para assegurar um ambiente de trabalho organizado, eficiente e seguro. Na fase Seiri , avalia-se a presença de materiais, equipamentos e documentos desnecessários que podem ocupar espaço e atrapalhar o fluxo de trabalho. Na fase Seiton , verifica-se a correta disposição e identificação dos materiais, a ausência de sobrelotação e as condições
81 ergonómicas. Na fase Seiso , foca-se na conservação do espaço e dos equipamentos, garantindo que estejam sempre em boas condições, enquanto que na fase Seiketsu , observa-se o cumprimento dos standards e das rotinas de manutenção, além dos mecanismos para identificar materiais obsoletos. Finalmente, na fase Shitsuke , são avaliados o envolvimento dos colaboradores, a atualização do plano de ações 5S e a documentação dos resultados, promovendo uma cultura de melhoria contínua e compromisso coletivo com as práticas de organização do posto de trabalho. Com base nas alterações ao posto de trabalho, é elaborado um novo método de trabalho para a aplicação de cunha em talão, cuja capa se encontra representada na Figura 36. Figura 36 - Método de trabalho proposto. 5.2 Implementação do SMED Após o estudo de setups , são notados alguns desperdícios. Sendo as Apex máquinas cujo funcionamento depende da disponibilidade do operador, estas ficam paradas quando o mesmo realiza uma mudança. No entanto, reconhece-se que algumas operações podem ser executadas pelo ajudante, sendo transformadas em operações externas. Procede-se, então, à aplicação da ferramenta SMED. 5.2.1 Mudança de fieira Começando pelas operações globais, atribuem-se as tarefas de manipulação de carros ao ajudante para reduzir o tempo de setup . Quanto à mudança de fieira, passa a ser realizada pelo ajudante, que também
82 une a cunha nova à cunha antiga, não havendo necessidade de parar a máquina. O operador consegue, então, continuar a produção normal com a cunha antiga restante enquanto esta atravessa a passadeira e o rolo de arrefecimento e, chegando a cunha nova aos loops , pode iniciar as restantes etapas da mudança. É possível encontrar uma representação da aplicação da ferramenta SMED na mudança de fieira na Tabela 20. Tabela 20 - Aplicação de SMED na mudança de fieira. Tarefa Etapas Tipo SMED Trocar carro de separadores Imprimir etiqueta Interna Interna Transportar etiqueta até carro antigo Interna Interna Remover carro antigo Interna Externa Colocar carro para nova corrida Interna Externa Preencher ficha Interna Interna Alterar receita Inserir nova receita Interna Interna Trocar carro de núcleos Remover carro antigo Interna Externa Colocar carro para nova corrida Interna Externa Validar nova etiqueta Interna Interna Mudar fieira Se for o caso, remover cunha antiga Interna Externa Deslocar-se até à extrusora Interna Externa Desligar extrusora e pressão do cabeçote Interna Externa Remover fieira antiga Interna Externa Limpar fieira antiga Interna Externa Limpar cabeçote Interna Externa Colocar nova fieira Interna Externa Ligar pressão do cabeçote e extrusora Interna Externa Acompanhar cunha ao longo da máquina Passar cunha pela passadeira Interna Externa Passar cunha pelo rolo de arrefecimento Interna Externa Passar cunha pelos loops Interna Interna Acompanhar cunha ao longo da slitter Fazer enfiamento da cunha na slitter Interna Interna Ajustar guias da slitter Interna Interna Ligar slitter Interna Interna Puxar cunha pela slitter Interna Interna Iniciar produção Deslocar-se até à frente da máquina Interna Interna Puxar cunha e realizar afinações necessárias Interna Interna 5.2.2 Mudança de jante No caso da mudança de jante, esta já é realizada com o auxílio do operador ajudante. Contudo, também é possível a redução da sua duração através da aplicação do SMED às operações globais dos setups , tal como o caso da mudança de fieira representado na Tabela 20.
83 5.2.3 Mudança de composto No caso da mudança de composto, fica à responsabilidade do ajudante a remoção da tira de composto antigo e o enfiamento do composto novo na extrusora. É possível encontrar uma representação da aplicação da ferramenta SMED na mudança de composto na Tabela 21. Tabela 21 - Aplicação de SMED na mudança de composto. Tarefa Etapas Tipo SMED Operações globais (Tabela 20) Mudar composto Colocar nova mesa de composto Externa Externa Deslocar-se até à mesa Interna Externa Cortar tira de composto antigo Interna Externa Realizar enfiamento de composto na extrusora Interna Externa Deslocar-se até a frente da máquina Interna Externa Remover mesa de composto antigo Externa Externa Validar nova mesa de composto Interna Interna Acompanhar cunha ao longo da máquina Remover cunha antiga Interna Externa Passar cunha contaminada pela passadeira Interna Externa Passar cunha contaminada pelo rolo de arrefecimento Interna Externa Passar cunha contaminada pelos loops Interna Interna Operações globais (Tabela 20) 5.2.4 Racionalização de operações Ao longo do período de observação dos diferentes setups , reconhece-se que o processo de afinação é demorado e que os operadores sentem dificuldade na sua execução. De forma a reduzir o tempo médio de realização da tarefa, é desenvolvido um manual de instruções de afinação, que se encontra representado na Figura 37. Note-se que, por motivos de confidencialidade, as imagens representativas dos componentes das máquinas na posição correta não são exibidos.
84 Figura 37 - Instruções de afinação das Apex. Este manual foi desenvolvido com a colaboração dos operadores ajudantes e da Direção de Engenharia do Processo. Deste modo, pretende-se que o manual seja introduzido no plano de formação contínua atual da CMIP, para que os operadores consigam realizar a afinação de forma eficiente. Para monitorizar a eficácia e o cumprimento das instruções do manual de afinação, é possível determinar alguns indicadores de desempenho:
85 • Tempo médio de afinação: tempo total gasto para realizar a afinação em cada setup ; • Tempo de paragem: tempo que as máquinas param devido a afinações mal executadas ou problemas técnicos decorrentes do processo de afinação; • Taxa de perturbações: percentagem de tempo dedicado a intervenções na máquina após a afinação inicial; 5.3 Utilização de ferramentas de simulação Num contexto cada vez mais competitivo, a simulação torna-se numa ferramenta indispensável na resolução de problemas. Na verdade, Shannon (1998) refere que a simulação é extremamente valiosa na tomada de decisão para aqueles que trabalham no planeamento e gestão de processos e sistemas, uma vez que permite a análise e avaliação de cenários que não seriam possíveis de outra forma. Neste sentido, é possível identificar algumas vantagens e desvantagens da simulação na Tabela 22. Tabela 22 - Vantagens e desvantagens da simulação. Adaptado de Shannon (1998). Vantagens Desvantagens • Facilidade de compreensão; • Credibilidade dos modelos; • Identificação de bottlenecks ; • Controlo de tempo; • Possibilidade de testar cenários. • Exige habilidade especializada; • Recolha de dados pode ser demorada; • Não fornece uma solução ótima, mas sim uma análise do comportamento do sistema. Existem vários softwares de simulação, sendo que aquele utilizado no presente projeto é o SIMIO. De acordo com Dehghanimohammadabadi e Keyser (2017), o SIMIO consiste num software de simulação de eventos discretos baseado em princípios básicos de orientação a objetos e permite aos seus utilizadores a personalização do modelo desejado. O SIMIO consegue incorporar visualizações simultâneas em 2D e 3D, ajudando o utilizador a selecionar a melhor forma de exibir e desenvolver o modelo, e, através da utilização de processos, permite ao utilizador modificar o comportamento dos objetos do modelo de simulação. Na verdade, existem seis classes básicas de objetos no SIMIO. De acordo com Pegden e Sturrock (2010), as seis classes fornecem um ponto de partida para a criação de objetos inteligentes no SIMIO através da modelação do seu comportamento: • Agente – objeto que se pode movimentar no espaço 3D; • Fixo – objeto com uma localização fixa no modelo;
86 • Entidade – subclasse da classe Agente que possui um comportamento adicional, que consiste na movimentação pelo sistema de um objeto para outro através de uma rede de ligações e nós; • Ligação – determina o caminho pelo qual a Entidade se move; • Nó – determina o ponto inicial ou final de uma ligação; • Transportador – consiste numa subclasse da classe Entidade e possui a capacidade de transportar uma ou mais entidades. De acordo com Vieira et al. (2014), existem três áreas visíveis no SIMIO, sendo eles a barra de ferramentas, que dá acesso a diferentes comandos, o painel de navegação, que permite explorar e gerir objetos do modelo, e os painéis com abas que mostram diferentes visualizações e detalhes do modelo. É possível encontrar uma representação da visão geral do Facility do SIMIO na Figura 38. Figura 38 - Visão geral do Facility do SIMIO. Deste modo, existem 14 objetos na biblioteca standard do SIMIO, que se encontram representados na Tabela 23.
87 Tabela 23 - Objetos da biblioteca standard do SIMIO. Adaptado de Vieira et al. (2014). Objeto Classe Descrição Source Fixo Cria entidades. Sink Destrói entidades. Server Processa/transforma entidades. Combiner Combina, agrupa em lotes e anexa as entidades member a uma entidade parente. Separator Separa as entidades member da entidade parente ou cria cópias de uma entidade. Resource Possui capacidade para ser ocupado e libertado por outros objetos. Vehicle Transportador Utilizado para modelos objetos que seguem uma rota fixa ou respondem a pedidos de picking. Worker Define um resource móvel que pode ser ocupado e libertado para transportar entidades entre nós. BasicNode Nó Modela uma interseção simples entre ligações múltiplas e também pode ser utilizado como entrada de objetos. TransferNode Modela uma interseção complexa para o modo de deslocamento e, diferente do BasicNode , pode modelar alterações no destino. Connector Ligação Representa uma ligação de deslocamento simples e sem tempo associado entre dois nós. TimePath Utilizado para transferir entidades entre dois nós com uma velocidade específica. Path Ligação sobre a qual a entidade pode deslocar-se de forma independente, à sua própria velocidade. Conveyor As entidades que se deslocam sobre estes objetos não têm movimento associado. Além da janela Facility no SIMIO, existem outras secções importantes (J. Smith & Sturrock, 2024): • Processes – criação de fluxos de processos compostos por uma sequência de passos que alteram o estado das variáveis, atributos ou elementos; • Definitions – definição e criação de variáveis do modelo; • Data – estruturação de dados em formato de tabela; • Results – exibição de indicadores de desempenho do modelo. De forma testar diferentes cenários sem gastar recursos e identificar desperdícios nas Apex, são desenvolvidas, então, duas ferramentas de simulação no software SIMIO: a primeira para o estudo do método de trabalho e a segunda para o estudo da capacidade produtiva. 5.3.1 Estudo do Método de Trabalho: Análise e melhoria dos processos atuais Com o objetivo de estudar a interação homem-máquina e melhorar o método de trabalho nas Apex, é desenvolvida uma ferramenta de simulação em SIMIO. Nesta ferramenta, são simulados os diferentes componentes da máquina e as operações ciclo e não ciclo do operador da Apex, que têm um tempo associado. É possível encontrar uma representação da visão geral da simulação na Figura 39.
88 Figura 39 - Visão geral da simulação do método de trabalho. Através da modelação dos processos, a ferramenta permite a análise do fluxo de trabalho, possibilitando a identificação de melhorias. Para a simulação do método de trabalho, são considerados os elementos da operação de aplicação de cunha em talão apresentados no capítulo 4.3.1 e os tempos respetivos. Começando pela máquina, de uma forma geral, os seus componentes são simulados com recurso a processos de acordo com as notas apresentadas na Tabela 24. Tabela 24 - Considerações da simulação da máquina. Componente da máquina Simulação Hidráulico • Consiste num vehicle que transporta os núcleos de talão e separadores às garras e retorna à posição inicial; • Avança 0.131s após a descida do tabuleiro; Garras • Consiste num vehicle que transporta os núcleos de talão e separadores ao tambor e retorna à posição inicial; • As garras iniciam a fixação 0.143s após o hidráulico transportar os núcleos de talão e separadores; • O tempo de fixação das garras é de 1.713s. Tabuleiro • Constituído por três servers , cada um deles representando os elementos 5, 7 e 9 apresentados no capítulo 4.3.1; Tambor • Consiste num combiner a partir do qual resultam os talões com cunha. Relativamente ao operador da Apex, este é representado por um worker que abastece a máquina com núcleos e separadores e, posteriormente, armazena o produto final na mesa. Além disso, o operador realiza as operações não ciclo, representadas por servers a vermelho e cujo processamento está associado à chegada de uma entidade fictícia denominada “Não_ciclo”. Deste modo, a cada server está associada uma source que envia entidades com a cadência determinada no capítulo 4.3.2, bem como o tempo de processamento respetivo e, finalmente, a entidade é destruída na sink (Figura 40).
95 6. ANÁLISE E DISCUSSÃO DE RESULTADOS Ao longo do presente capítulo, é realizada uma análise e discussão de resultados das propostas de melhoria apresentadas no capítulo 5. 6.1 Alterações no posto de trabalho Na presente secção, são analisados os resultados para as propostas de alterações no posto de trabalho em ambos os cenários: mantendo a mesa de talões e separadores e removendo a mesa de talões e separadores. 6.1.1 Cenário A: mantendo a mesa de talões e separadores Com a implementação do sistema de gestão visual para limitar a carga manipulada pelos operadores na colocação de talões e separadores no carro, é possível verificar uma descida da pontuação REBA para 11, tal como se pode verificar na Tabela 25. Tabela 25 - Avaliação REBA ao cenário A. Grupo A Grupo B Tronco: 5 Braços: 5 Pescoço: 2 Antebraços: 2 Pernas: 2 Pulsos: 3 Carga/Força: 1 Ligação - Coupling : 1 Pontuação A: 8 Pontuação B: 9 Pontuação final: 11 A descida da pontuação REBA representada na Tabela 25 é resultado da nova pontuação atribuída ao fator Carga/Força, que passa a estar entre 5 e 10 kg, traduzindo-se numa leve redução de risco de lesões. Além disso, esta medida traduz-se numa redução da variabilidade do processo, numa melhor qualidade de vida dos operadores e, consequentemente, num aumento da eficiência do processo. Contudo, a pontuação REBA equivalente a 11 permanece um risco de lesões muito elevado e, por isso, esta medida deve ser de curto prazo e devem-se optar por outras propostas que resultem num maior impacto a nível ergonómico. 6.1.2 Cenário B: removendo a mesa de talões e separadores No cenário removendo a mesa de talões, uma vez que é alterado o método de trabalho, começa-se pela avaliação de risco de lesões músculo-esqueléticas com recurso ao REBA, representado na Tabela 26.
96 Tabela 26 - Avaliação REBA ao cenário B. Grupo A Grupo B Tronco: 4 Braços: 5 Pescoço: 2 Antebraços: 2 Pernas: 2 Pulsos: 3 Carga/Força: 0 Ligação - Coupling : 0 Pontuação A: 6 Pontuação B: 8 Pontuação final: 10 Começando pelo Grupo A, tal como se pode verificar na Tabela 26, existe uma alteração no Tronco de 5 para 4 valores, uma vez que deixa de existir torção lateral. Ainda, a Carga/Força deixa de ser 2 e passa a ser 0, dado que o operador deixa de manipular lotes de talões e separadores e passa a colocá-los diretamente no carro no carro em cada ciclo, correspondendo a uma carga inferior a 5kg. Pelo mesmo motivo, a pega nos talões e separadores fica facilitada, havendo uma redução da Ligação – Coupling de 1 para 0. Deste modo, existe uma redução final na pontuação REBA de 12 para 10, ou seja, o nível de risco deixa de ser muito alto e passa a ser alto, exigindo ação necessária a curto prazo. Ainda, sabe-se que as melhorias propostas causam alterações nos movimentos do operador nas operações não ciclo e, consequentemente, nos seus tempos. Por este motivo, analisam-se e comparamse os movimentos realizados pelo operador no cenário atual e no cenário proposto, representados na Figura 49 e na Figura 50, respetivamente, através do desenvolvimento de dois diagramas de spaghetti .
97 Figura 49 - Diagrama de Spaghetti para cenário atual. Figura 50 - Diagrama de Spaghetti para cenário proposto. Cada linha desenhada nos diagramas de spaghetti representados na Figura 49 e na Figura 50 diz respeito a uma operação específica do operador da Apex com uma determinada frequência, sendo que, quanto maior a frequência, mais escura e espessa é a linha correspondente. É possível encontrar a legenda dos movimentos na Figura 51. Figura 51 - Legenda dos movimentos dos diagramas de Spaghetti. Portanto, as distâncias percorridas em cada operação para o cenário atual e proposto encontram-se representadas na Tabela 27.
98 Tabela 27 - Comparação de movimentos. Operação Distância atual (cm) Distância proposta (cm) 1 180 2 90 3 90 4 135 5 135 0 6 135 0 7 450 270 8 990 675 9 540 450 10 90 585 Total 537 510 Tal como se verifica na Tabela 27, existe uma redução de 537 cm por ciclo para 510 cm por ciclo, uma redução de cerca de 5% nos movimentos realizados pelo operador. Ainda, a operação 5 deixa de existir, a operação 6 não acrescenta tempo adicional ao ciclo (dado que é realizada na deslocação do carro para a vara de suporte e o operador não faz movimentos adicionais) e é possível verificar uma redução da duração das operações 7, 8, 9 e 10. Considerando o exemplo da Apex 9, cujo tempo de ciclo médio é de 9.8 segundos por peça, existe uma redução no tempo de elementos ciclo médio final de 10%, tal como se pode verificar na Figura 52. Figura 52 - Comparação de tempos entre cenário atual e cenário proposto. Existe, então, um aumento da capacidade produtiva diária de pneus por máquina de 2 981 pneus para 3 312 pneus, um aumento de cerca de 10%. Ainda, verifica-se que o tempo necessário de produção diário para a procura atual tem uma redução de 13 904 minutos para 12 514 minutos, ou seja, uma redução de 1 390 minutos por dia, cerca de 10%. Considerando um custo de € 42,45 por homem por
99 hora e um custo de € 17 por máquina por hora, ao fim de um ano (equivalente a 320 dias) traduz-se numa poupança de cerca de € 535 321. 6.2 Implementação do SMED Com a implementação do SMED na mudança de fieira, mudança de composto e mudança de jante, determina-se o novo tempo padrão, que se encontra representado na Tabela 28. Tabela 28 - Tempo padrão após implementação do SMED. Setup Duração % Perturbações % Descanso % Fadiga Tempo Padrão Mudança de fieira 9,63 0% 6% 13% 11,54 Mudança de jante 25,25 19% 14,15 Mudança de composto 11,22 13% 30,24 Logo, é possível observar uma redução na duração dos diferentes setups , tal como se pode verificar na Tabela 29. Tabela 29 - Redução do tempo de setup . Setup Duração no cenário atual Duração após implementação do SMED Redução Mudança de fieira 22,76 11,54 49% Mudança de composto 34,54 14,15 59% Mudança de jante 38,95 30,24 22% Note-se que, com a implementação do manual de instruções de afinação da Apex no plano de formação contínua atual da CMIP, espera-se que o tempo de afinação da máquina seja reduzido para uma média de três minutos, valor baseado na observação de uma amostra de operadores experientes que seguiram o método. Ainda, tal como determinado no capítulo 4.3.4, sabe-se que o tempo dedicado a setups nas Apex, no cenário atual, corresponde a 5,8% do tempo disponível. Sabendo que o tempo disponível diário para produção nas 12 máquinas é de 13 926 minutos, determina-se que, por dia, passam-se aproximadamente 807 minutos a realizar setups . Além disso, sabe-se que: • 60% do tempo diário dedicado a setups nas Apex corresponde a mudanças de fieira; • 15% do tempo diário dedicado a setups nas Apex corresponde a mudanças de composto; • 24% do tempo diário dedicado a setups nas Apex corresponde a mudanças de jante; • O tempo restante está associado a tempo de início e fim de turno.
100 Tendo estas informações, é possível determinar o tempo diário atual dedicado cada tipo de setup e, deste modo, perceber o impacto que a implementação do SMED tem ao fim de um dia de trabalho, tal como se pode verificar na Tabela 30. Tabela 30 - Comparação entre tempo atual diário dedicado a setups e tempo proposto. Setup Tempo atual diário (min) Tempo proposto (min) Mudança de fieira 484 247 Mudança de composto 121 49 Mudança de jante 194 151 Total 799 448 Tal como se pode verificar na Tabela 30, existe uma redução de cerca de 350 minutos diários dedicados a setups . Considerando um custo de € 42,45 por homem por hora e um custo de € 17 por máquina por hora, ao fim de um ano (equivalente a 320 dias) traduz-se numa poupança de cerca de € 135 000. 6.3 Utilização de ferramentas de simulação Tal como referido no capítulo 5.3, uma das vantagens da simulação consiste na criação de cenários antes de os implementar em contexto real, possibilitando o conhecimento sobre o impacto que certas alterações possam ter na eficiência dos processos. Deste modo, esta secção dedica-se à alteração de fatores no SIMIO e à análise do seu efeito na capacidade produtiva. 6.3.1 Estudo do Método de Trabalho: Análise e melhoria dos processos atuais Na simulação para estudo do método de trabalho, considera-se o rendimento normal do operador (133 na escala REFA). De forma a perceber como o rendimento do operador afeta a capacidade produtiva diária, é variado este elemento no SIMIO e os resultados encontram-se representados na Tabela 31. Tabela 31 - Impacto do rendimento do operador na capacidade da máquina. Rendimento Utilização do operador Impacto na capacidade 100 99,98% -28% 167 79,91% +18% Primeiramente, o rendimento é reduzido de 133 para 100, o que significa uma queda na produtividade do operador, refletindo-se numa utilização quase total do operador e uma redução de 28% na capacidade produtiva. Contrariamente, aumentando o rendimento para 167, existe uma utilização menor do operador e um aumento de 18% na capacidade produtiva.
101 De seguida, opta-se por variar a duração das tarefas não ciclo, uma vez que é mais fácil começar por fazer ajustes nessas tarefas ao alterar o método de trabalho. Os resultados encontram-se presentes na Tabela 32. Tabela 32 - Impacto das tarefas não ciclo na capacidade da máquina. Duração não ciclo Utilização do operador Impacto na capacidade -20% 96,14% +1% +20% 96,22% -1% Tal como se pode verificar nos resultados presentes na Tabela 32, não existem melhorias significativas na capacidade produtiva alterando a duração das tarefas não ciclo, indicando que as vantagens são principalmente a nível ergonómico. 6.3.2 Estudo da Capacidade Produtiva: Avaliação e maximização da produção Na simulação para estudo da capacidade produtiva, colocam-se as ordens de produção no SIMIO, resultando numa capacidade produtiva de 2 981 pneus ao fim do dia. Determina-se, ainda, que das 24 horas diária, apenas 22,9 horas são produtivas. Quanto à taxa de utilização das 12 máquinas, obtém-se os resultados presentes na Tabela 33. Tabela 33 - Taxa de utilização das máquinas. Apex Utilização 1 73% 2 62% 3 60% 4 53% 5 61% 6 36% 7 75% 8 74% 9 76% 10 95% 11 63% 12 91% As Apex 9, 10, e 12 apresentam as taxas de utilização mais elevadas, podendo sugerir uma elevada procura ou eficiência no uso dessas máquinas, mas também pode levar a desgaste acelerado e necessidade de manutenção. Por outro lado, as Apex 4 e 6 apresentam uma taxa de utilização mais baixa. A Apex 6, com apenas 36% de utilização, encontra-se subutilizada, podendo indicar problemas como ineficiências, manutenção pendente ou uma menor necessidade de uso, dado que a procura por jantes mais reduzidas tem vindo a diminuir ao longo dos anos.
102 É elaborado, também, um gráfico de Pareto representativo dos tempos de processamento no SIMIO das diferentes Apex, que se encontra na Figura 53. Figura 53 - Tempo de processamento das máquinas. Note-se que, na versão atual do SIMIO, as ordens de produção são enviadas em simultâneo devido a falta de informação sobre a frequência das mesmas. Deste modo, seria interessante, a longo prazo, simular a entrada das ordens de produção e dos artigos no sistema de acordo com a realidade para, além da capacidade produtiva, estudar o Work In Progress (WIP) da área, ou seja, o tamanho e tempo das filas de espera, e quais os bottlenecks . 6.4 Avaliação de máquinas para aplicação automática de cunha em talão Para a comparação entre as Apex e as XYZ, começa-se por realizar um estudo de perturbações. De seguida, determina-se o tempo padrão, bem como a capacidade produtiva, e, finalmente, é realizado um estudo de setups . Note-se que os dados recolhidos são referentes apenas às XYZ 13, 14 e 15, dado que a XYZ 16 ainda não se encontra em funcionamento, estando este planeado apenas para o final do ano de 2024. 6.4.1 Estudo de Perturbações Para o estudo de perturbações, procede-se à observação das três máquinas ao longo de um período de 660 minutos e registaram-se 12 tipos de perturbação diferentes, representando aproximadamente 21,7 minutos de perturbações, sendo que a distribuição da duração de cada perturbação encontra-se representada na Tabela 34. 1 1 6 1 9 8 11 % 1 % % % % % 6 % % 8 % 9 % 1 % Tempo de processamento
103 Tabela 34 - Perturbações das XYZ. Nº PERTURBAÇÃO % 1 Separador de talões danifica talão 29,4% 2 Vulcanização da borracha 16,0% 3 Sensor ativa 10,9% 4 Ajustar contra-lâmina 10,6% 5 Falta de composto 8,8% 6 Separador de talões não separa talão 6,6% 7 Não aplicação da cunha (loop) 5,9% 8 Aplicação incorreta da cunha 3,7% 9 Ajustar rolo 3,2% 10 Detetor de metais 1,7% 11 Falta de validação de material 1,6% 12 Pinça vertical coloca talão incorretamente 1,5% Deste modo, conclui-se que 3,3% do tempo observado consiste em perturbações, atribuindo este valor como correção por ocorrências irregulares ao tempo padrão. Ainda, é realizada uma análise ABC às perturbações analisadas. Começa-se, então, por elaborar um gráfico de Pareto, presente na Figura 54.
104 Figura 54 - Gráfico de Pareto de perturbações. Tal como se pode observar na Figura 54, as duas perturbações que correspondem a uma maior duração são “Separador de talões danifica talão” e “Vulcanização da borracha”, representando aproximadamente 45,4% do tempo total de perturbações. Desta forma, determinam-se as classes: • A classe A (20% das perturbações) corresponde a 45,4% do tempo total de perturbações; • A classe B (30% das perturbações) corresponde a 37,0% do tempo total de perturbações; • A classe C (50% das perturbações) corresponde a 17,6% do tempo total de perturbações. É possível encontrar a constituição das diferentes classes na Tabela 35. Separador de talões danifica talão Vulcani ação da borracha Sensor ativa Ajustar contra l mina alta de composto Separador de talões não separa talão Não aplicação da cunha (loop) Aplicação incorreta da cunha Ajustar rolo Detetor de metais alta de validação de material Pinça vertical coloca talão incorretamente , % , % 1 , % 1 , % , % , % , % , % % 1 % % % % % 6 % % 8 % 9 % 1 %
111 Tabela 44 - Duração da mudança de jante nas XYZ. Número Tarefa Etapas Duração (minutos) Tipo 1 Fechar corrida Colocar máquina em modo manual 0,27 Interno 2 Trocar carro de separadores Imprimir etiqueta 0,18 Externo 3 Transportar etiqueta até ao carro antigo 0,20 Externo 4 Remover carro antigo 1,60 Interno 5 Colocar carro para nova corrida 0,78 Externo 6 Trocar carro de núcleos Remover carro antigo 0,60 Externo 7 Colocar carro para nova corrida 0,57 Externo 8 Validar nova etiqueta 0,42 Externo 9 Validar nova etiqueta 0,25 Interno 10 Alterar receita Inserir nova receita 1,98 Interno 11 Mudar jante Transportar mesa para perto da máquina 0,40 Interno 12 Colocar proteção na lâmina 0,12 Interno 13 Preparar ferramentas 0,58 Interno 14 Desapertar prato 0,35 Interno 15 Remover componente 1 antigo 0,97 Interno 16 Arrumar componente 1 antigo 0,18 Interno 17 Trocar peça de componente 1 (se for o caso) 1,97 Interno 18 Apertar componente 1 novo 1,68 Interno 19 Remover componente 2 antigo 0,93 Interno 20 Arrumar componente 2 antigo 0,17 Interno 21 Trocar peça de componente 2 (se for o caso) 1,42 Interno 22 Apertar componente 2 novo 1,25 Interno 23 Remover componente 3 antigo 1,05 Interno 24 Arrumar componente 3 antigo 0,18 Interno 25 Trocar peça de componente 3 (se for o caso) 1,08 Interno 26 Apertar componente 3 novo 1,65 Interno 27 Armazenar proteção da lâmina e ferramentas 0,47 Interno 28 Arrumar mesa 0,23 Interno 29 Ajustar separador de talões Ajustar separador de talões 0,47 Interno 30 Iniciar produção Abastecer máquina com núcleos 1,72 Interno 31 Realizar afinações finais 3,22 Interno Deste modo, conclui-se que a mudança de jante normal tem uma duração de 19,72 minutos enquanto que a mudança de tipo de jante tem uma duração de 24,18 minutos. Deste modo, é possível determinar o tempo padrão da mudança, que se encontra representado na Tabela 45. A correção de fadiga para a mudança de jante encontra-se determinada no Apêndice 7 – Cálculo de correções de fadiga.
112 Tabela 45 - Tempo padrão dos setups nas XYZ. Setup Duração % Perturbações % Descanso % Fadiga Tempo Padrão Mudança de jante normal 19,72 0% 6% 16% 24,24 Mudança de tipo de jante 24,18 29,74 Comparando o tipo de mudança mais longo das XYZ com a mudança de jante nas Apex, existe uma redução de 9%. 6.5 Síntese de resultados Nesta secção, é apresentada uma síntese dos resultados das propostas de melhoria, à exceção da simulação, que não afeta diretamente o posto de trabalho e se encontra representada na Tabela 46. Tabela 46 - Síntese de resultados. Indicador Atual Proposto Impacto 1 1.1Método de trabalho: mantendo a mesa Pontuação REBA 12 11 Redução de 1 ponto 1.2Método de trabalho: removendo a mesa Pontuação REBA 12 10 Redução de 2 pontos Movimentos por ciclo (cm) 537 510 Redução de 5% Capacidade/máquina (pneus) 2981 3312 Aumento de 10% 2 Implementação do SMED Mudança fieira 22,76 11,54 Redução de 49% Mudança jante 34,54 14,15 Redução de 59% Mudança composto 38,95 30,24 Redução de 22% 4 Estudo de máquinas de aplicação automática de cunha em talão Perturbações 2.4% 3.3% Aumento de 25% Perdas capacidade 19.4% 10.7% Redução de 45% Capacidade/máquina (pneus) 2981 3172 Aumento de 6% Mudança jante 34,54 29,74 Redução de 9% Operadores/máquina 1.3 0.5 Redução de 61% Analisando os indicadores presentes na Tabela 46, é possível verificar um impacto positivo geral com a implementação das propostas de melhoria. Com a alteração do método de trabalho mantendo a mesa de talões e separadores existe uma redução no risco ergonómico, bem como, a médio/longo prazo, se espera uma redução da variabilidade do processo, uma melhor qualidade de vida dos operadores e, consequentemente, num aumento da eficiência do processo. Já com a alteração do método de trabalho removendo a mesa, traduz-se numa redução do risco ergonómico, nos movimentos realizados pelo operador e num aumento na capacidade por máquina. Estes indicadores revelam uma maior produtividade no final do turno.
113 Quanto à implementação do SMED, existe uma redução substancial nas mudanças de fieira, jante e composto, sugerindo uma melhoria significativa a eficiência do processo através da redução de tarefas desnecessárias. Com o estudo das XYZ, apesar de as perturbações aumentarem 25%, existe uma redução nas perdas de capacidade e um aumento na capacidade por máquina, indicando que, apesar de algumas dificuldades operacionais emergentes dos testes realizados nas máquinas, existe uma melhoria na eficiência. Observa-se, também, uma redução na mudança de jante e no número de operadores necessários. Quanto à ferramenta de simulação, esta não se reflete em melhorias propriamente ditas no posto de trabalho das Apex, mas sim na possibilidade de simular e testar essas mesmas melhorias. Através da simulação do método de trabalho e da capacidade produtiva, é possível trabalhar no âmbito da melhoria contínua dos processos e da eficiência operacional, percebendo o impacto das soluções antes da sua execução. Deste modo, determina-se que as mudanças propostas causam melhorias significativas ao cenário atual, nomeadamente na eficiência, capacidade de produção e ergonomia. Apesar disso, estas devem ser monitorizadas de forma a promover a melhoria contínua dos processos.
114 7. CONCLUSÃO Neste capítulo, são apresentadas as principais conclusões sobre o projeto realizado, mencionando considerações finais e propostas para trabalho futuro. 7.1 Considerações finais O presente projeto consistiu na análise e melhoria do processo de Preparação a Quente na produção de pneus na Continental Mabor, com foco na aplicação dos princípios do Lean Manufacturing . Através de uma abordagem sistemática, orientada pela metodologia de investigação-ação, foram identificados e abordados problemas que comprometem a eficiência e a qualidade do processo produtivo. O diagnóstico detalhado inicial do setor revelou várias ineficiências, incluindo desperdícios e variabilidade significativa no processo, além de riscos ergonómicos associados às condições de trabalho. Com base nas análises realizadas, foram propostas melhorias que incluíram a aplicação dos princípios do Lean Manufacturing e a utilização de metodologias de tempos e métodos para otimização do processo. Os resultados das intervenções demonstraram uma redução significativa nos tempos de setup (até 59%) e um aumento na eficiência operacional, com um aumento da capacidade produtiva até 10%. Além disso, a aplicação de práticas ergonómicas adequadas reduziu os riscos de lesões músculo-esqueléticas em dois valores na pontuação REBA, promovendo um ambiente de trabalho mais seguro e saudável para os colaboradores. Assim, a análise de resultados valida as hipóteses iniciais, evidenciando que a adoção do Lean permite não só a eliminação de desperdícios, mas também o aumento da satisfação dos colaboradores e a melhoria do ambiente de trabalho. Assim, determina-se que os objetivos estabelecidos no início deste estudo foram cumpridos, pois foi possível aplicar os princípios do Lean Manufacturing no processo de Preparação a Quente na produção de pneus, resultando na eliminação de desperdícios e na redução da variabilidade do processo. Através da determinação dos tempos padrão e da identificação dos elementos de ciclo, foi possível obter dados produtivos fidedignos que sustentaram a tomada de decisão. As propostas de melhoria não só resultaram numa melhor consistência e qualidade dos produtos fabricados, mas também na utilização de recursos eficaz, resultando num aumento significativo da eficiência operacional. Estes resultados confirmam o sucesso das estratégias propostas e validam a eficácia da metodologia de investigação-ação utilizada, proporcionando uma base sólida a melhoria contínua. No contexto global, o trabalho desenvolvido neste projeto serve como um exemplo bem-sucedido da sinergia entre Lean Manufacturing , Ergonomia e Fatores Humanos, e Estudo do Trabalho. A integração
115 desses três conceitos permitiu não apenas a otimização da eficiência operacional e a redução de desperdícios, mas também a melhoria significativa das condições de trabalho e a promoção de um ambiente mais seguro e saudável para os colaboradores. Este exemplo sublinha a importância de uma abordagem holística e interdisciplinar na busca por soluções que respondam aos desafios competitivos do mercado, garantindo simultaneamente a sustentabilidade e o bem-estar dos trabalhadores. 7.2 Trabalho futuro Embora este estudo tenha contribuído significativamente para a otimização do processo de Preparação a Quente, é importante reconhecer certas limitações que abrem espaço para trabalhos futuros, tais como a dependência de métodos qualitativos e, além disso, a execução do projeto num período específico que limita a capacidade de observar como o cenário pode evoluir ao longo do tempo, dificultando a previsão de tendências futuras ou a identificação de mudanças a longo prazo. Quanto às soluções apresentadas, embora tenham gerado impacto positivo no cenário atual, existe espaço para melhorias. Começando pelas alterações no posto de trabalho, nomeadamente no cenário A, embora se limite a carga a ser manipulada pelos operadores, os mesmos continuam sujeitos a trabalhos repetitivos e posturas inadequadas. Além disso, a mesa de talões e separadores ocupa espaço que pode ser significativo na movimentação do operador ou armazenamento de materiais, criando um ambiente de trabalho congestionado. Neste sentido, sugere-se a investigação de novas formas de ajustar a altura e o posicionamento da mesa para reduzir o esforço físico, como mesas ajustáveis que se ajustem às necessidades dos operadores. Quanto ao cenário B, a remoção da mesa requer uma mudança significativa no método de trabalho, o que pode gerar resistência por parte dos operadores, levando a um aumento temporário no tempo de ciclo durante a fase de adaptação. Para colmatar estes desafios, sugere-se, no futuro, desenvolver planos de formação para ajudar os operadores a se adaptarem. Ainda, para ambos os cenários, sugere-se o estudo para a compra de novos carros de talões e separadores, dado que, além de os atuais estarem desgastados, são pesados e as suas varas estão a uma altura demasiado elevada para a colocação dos artigos, obrigando os operadores a adotar posturas perigosas. Quanto à implementação do SMED, reconhece-se que, no cenário atual, os operadores ajudantes são responsáveis por várias tarefas e podem não conseguir responder a todas as necessidades. Deste modo, seria relevante realizar um estudo de manning nesta área e perceber o impacto de aumentar ao número de operadores ajudantes, o que pode exigir alguns custos adicionais. Quanto à ferramenta de simulação, a criação de deste tipo de modelos pode ser complexa e demorada e podem existir pequenas discrepâncias podem levar a resultados não representativos. A falta de dados
116 confiáveis pode comprometer a análise. O SIMIO é uma ferramenta nova para a Continental Mabor, pelo que se deve apostar num plano de formação para a utilização e melhoria contínua da ferramenta. Assim, seria possível, no futuro, simular outros indicadores de desempenho relevantes para a empresa, como o WIP, e integrar com o sistema atual de planeamento da produção. Finalmente, relativamente ao estudo de máquinas de aplicação automática de cunha em talão, a aquisição e instalação destas pode representar um investimento inicial significativo, sugerindo-se um estudo económico para determinar exatamente os ganhos a longo prazo, e a integração com os processos existentes pode ser complexa, exigindo ajustes nos fluxos de trabalho e formação adicional para os operadores e a equipa de manutenção. Em conclusão, as limitações das propostas de melhoria oferecem uma base para a melhoria contínua, sendo possível otimizar as melhorias propostas e maximizar o seu impacto. As sugestões para trabalhos futuros abrem espaço para inovação e adaptação constante, promovendo soluções mais eficazes e sustentáveis para os problemas identificados.
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127 Figura 56 - Questionário aos operadores.
128 Apêndice 3 – Análise ABC de perturbações Tabela 50 - Análise ABC de perturbações. PERTURBAÇÕES % duração % acumulada duração % perturbação % acumulada perturbação Classe Tira de composto rebenta 28,6% 28,6% 3,3% 3,3% A Scrapar 13,4% 42,0% 3,3% 6,7% A Ajustar garras 10,8% 52,8% 3,3% 10,0% A Puxar cunha da máquina 7,4% 60,2% 3,3% 13,3% A Máquina aplica uma só cunha 4,7% 64,9% 3,3% 16,7% A Ativar sensor da máquina 4,0% 68,9% 3,3% 20,0% A Ajustar guias da frente 3,7% 72,6% 3,3% 23,3% B Ajustar agulhas 3,6% 76,2% 3,3% 26,7% B Transportar scrap/workoff 2,9% 79,2% 3,3% 30,0% B Ativar detetor de metais 2,2% 81,4% 3,3% 33,3% B Ajustar rolo calcador 2,2% 83,5% 3,3% 36,7% B Ajustar slitter 2,0% 85,6% 3,3% 40,0% B Erro na validação do material 1,9% 87,5% 3,3% 43,3% B Ajustar comprimento da cunha 1,8% 89,2% 3,3% 46,7% B Ajustar guia do meio 1,5% 90,8% 3,3% 50,0% B Ajustar calços 1,4% 92,2% 3,3% 53,3% C Ajustar guias de trás 1,4% 93,6% 3,3% 56,7% C Ajustar emenda 1,3% 94,8% 3,3% 60,0% C Remover cunha do tambor 0,9% 95,7% 3,3% 63,3% C Limpar posto de trabalho 0,7% 96,4% 3,3% 66,7% C Não aplicação da cunha no tambor 0,7% 97,1% 3,3% 70,0% C Ajustar dispositivo de fixação de talões 0,6% 97,8% 3,3% 73,3% C Limpar fieira 0,4% 98,2% 3,3% 76,7% C Manusear carro 0,4% 98,6% 3,3% 80,0% C Ajustar pressão do tambor 0,4% 99,0% 3,3% 83,3% C Ajustar lâminas de corte 0,4% 99,4% 3,3% 86,7% C Ajustar velocidade da extrusora 0,2% 99,6% 3,3% 90,0% C Material danificado 0,2% 99,8% 3,3% 93,3% C Ajustar impressora 0,1% 99,9% 3,3% 96,7% C Ajustar velocidade do transportador no tabuleiro 0,1% 100,0% 3,3% 100,0% C
129 Apêndice 4 – Jantes produzidas em cada Apex Figura 57 - Jantes produzidas na Apex 1. Figura 58 - Jantes produzidas na Apex 2. Figura 59 - Jantes produzidas na Apex 3. Figura 60 - Jantes produzidas na Apex 4. Figura 61 - Jantes produzidas na Apex 5. Figura 62 - Jantes produzidas na Apex 6.
130 Figura 63 - Jantes produzidas na Apex 7. Figura 64 - Jantes produzidas na Apex 8. Figura 65 - Jantes produzidas na Apex 9. Figura 66 - Jantes produzidas na Apex 10. Figura 67 - Jantes produzidas na Apex 11. Figura 68 - Jantes produzidas na Apex 12.
131 Apêndice 5 – Folha de registo de tempos Figura 69 - Tabela de registo de tempos dos elementos ciclo.
132 Figura 70 – Tabela de identificação da amostra.
133 Apêndice 6 – Estrutura do processo das Apex Figura 71 - Estrutura do processo das Apex 1 e 2.
134 Figura 72 - Estrutura do processo das Apex 3, 4 e 5.
135 Figura 73 - Estrutura do processo das Apex 6 e 11.
136 Figura 74 - Estrutura do processo da Apex 7.