Melhoria de processos de produção de ferramentas metálicas de corte, através do uso de ferramentas Lean
Abstract
Com os mercados cada vez mais competitivos, a procura incerta e as expectativas elevadas dos clientes, as empresas sentem a necessidade de melhorar o seu desempenho, para atingir a excelência organizacional. Neste sentido, surge o Lean Manufacturing, uma metodologia que permite reduzir desperdícios, sem requisitos adicionais de recursos. Também a Frezite Metal Tooling, uma empresa que produz ferramentas metálicas de corte, sente essa necessidade. Desta forma, esta dissertação tem como objetivo a melhoria de um dos seus centros produtivos, através de ferramentas e princípios Lean. Posto isto, foi seguida uma metodologia investigação-ação, com cinco fases principais: diagnóstico, planeamento de ações, implementação de ações, análise de resultados, e descobertas obtidas. Por consequente, no centro produtivo alvo de análise, denominado Centro de Maquinagem, e constituído pelos centros de operações Torneamento – TORN50 - e Fresagem – distribuída pelos centros FRES50 e FRAM50 -, foram identificados e analisados os problemas para a diminuição da sua produtividade, recorrendo-se a ferramentas como value stream mapping, gráfico de análise do processo ou “5 Porquês”. Na fase posterior, foi definido um plano de ações, para cada um dos centros operativos do Centro de Maquinagem, para corrigir os principais problemas encontrados, através da ferramenta 5W2H, o qual continha melhorias como a implementação da ferramenta Single Minute Exchange of Die, alterações na estratégia de maquinação e implementação de um sistema de pre-setting. Assim, com as melhorias aplicadas no Torneamento, o seu OEE parcial (resultado da multiplicação dos fatores “disponibilidade” e “qualidade” do OEE) revelou um ganho percentual de 20.89% (de 51.61% para 62.40%); e o output médio diário (valor monetário total das ferramentas que se produziram, em média, no centro, por dia) aumentou de 14131.06€ para 18236.37€, o que revela um ganho percentual de 29.05% na produtividade, e que resulta num ganho anual estimado de 981169.09€, neste centro. Quanto à Fresagem, foi possível aumentar o OEE parcial, do FRES50, de 60.16% para 66.76%; e, no FRAM50, de 39.67% para 52.43%. Em geral, no centro de Fresagem, o output médio diário subiu de 13647.33€ para 17632.13€, o que revela um aumento percentual de 29.20% na produtividade, e que, de forma estimada, resulta num aumento de 952367.20€ no output total anual.
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Universidade do Minho Escola de Engenharia Duarte Filipe Sousa Oliveira Melhoria de processos de produção de ferramentas metálicas de corte, através do uso de ferramentas Lean outubro de 2022 UMinho | 2022 Duarte Oliveira Melhoria de processos de produção de ferramentas metálicas de corte, através do uso de ferramentas Lean
Duarte Filipe Sousa Oliveira Melhoria de processos de produção de ferramentas metálicas de corte, através do uso de ferramentas Lean Dissertação de Mestrado Mestrado Integrado em Engenharia e Gestão Industrial Trabalho efetuado sob a orientação dos Professor Doutor Nélson Bruno Martins Marques Costa Professor Doutor Cristiano de Jesus Universidade do Minho Escola de Engenharia outubro de 2022
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-NãoComercial-SemDerivações CC BY-NC-ND https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
iii AGRADECIMENTOS Várias foram as pessoas que tornaram a realização desta dissertação possível, e a quem eu gostaria de agradecer. Assim, começo por agradecer às pessoas na FREZITE que me acolheram, ao longo dos meses da realização da dissertação. Agradeço ao Engenheiro Diogo, por todos os ensinamentos prestados, e por me ter dado a oportunidade de crescer com a empresa. Agradeço ao Engenheiro André Leite, por me ter mostrado e explicado, ao pormenor, como flui a informação e os processos, na FREZITE, e por ter estado sempre disponível para esclarecer qualquer tipo de dúvida acerca dos mesmos. Agradeço ao André Martins, por todas aquelas pequenas questões que me esclareceu, que acabaram por se revelar numa grande ajuda. Agradeço, também, ao Marcos e à Ana, pela disponibilidade mostrada para comigo, e por me mostrarem como funcionam, dentro de uma empresa, o Departamento de Qualidade e o Planeamento da Produção, respetivamente. Agradeço ao Élio, pela sua preocupação constante comigo, e com a forma como o projeto estava a decorrer. E agradeço também a todos operadores do Centro de Maquinagem, pois, sem a envolvência que eles mostraram no projeto, sem a ajuda que me prestaram para melhorar o centro, e sem o comprometimento contínuo que apresentaram, o projeto não seria possível, nem aquilo que, com ele, se alcançou. Depois, agradeço aos meus orientadores, professores Cristiano e Nélson, por todas as dicas que me deram, e por se mostrarem sempre disponíveis para esclarecer qualquer tipo de dúvida, de forma rápida e eficaz. Sem dúvida que as sugestões que foram dando ajudaram a dissertação a ficar muito mais rica em conteúdo. Por último, quero agradecer à minha família, não deixando também de pedir desculpa. Agradeço a paciência, a motivação, o apoio, e o carinho demonstrado ao longo desta dissertação, e ao longo de todo o ciclo que termina, com a sua concretização. E peço desculpa pela ausência, em muitos momentos, a qual espero que seja recompensada agora que se fecha este ciclo.
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.
Melhoria de processos de produção de ferramentas metálicas de corte, através do uso de ferramentas Lean v RESUMO Com os mercados cada vez mais competitivos, a procura incerta e as expectativas elevadas dos clientes, as empresas sentem a necessidade de melhorar o seu desempenho, para atingir a excelência organizacional. Neste sentido, surge o Lean Manufacturing , uma metodologia que permite reduzir desperdícios, sem requisitos adicionais de recursos. Também a Frezite Metal Tooling , uma empresa que produz ferramentas metálicas de corte, sente essa necessidade. Desta forma, esta dissertação tem como objetivo a melhoria de um dos seus centros produtivos, através de ferramentas e princípios Lean . Posto isto, foi seguida uma metodologia investigação-ação, com cinco fases principais: diagnóstico, planeamento de ações, implementação de ações, análise de resultados, e descobertas obtidas. Por consequente, no centro produtivo alvo de análise, denominado Centro de Maquinagem, e constituído pelos centros de operações Torneamento – TORN50 - e Fresagem – distribuída pelos centros FRES50 e FRAM50 -, foram identificados e analisados os problemas para a diminuição da sua produtividade, recorrendo-se a ferramentas como value stream mapping , gráfico de análise do processo ou “5 Porquês”. Na fase posterior, foi definido um plano de ações, para cada um dos centros operativos do Centro de Maquinagem, para corrigir os principais problemas encontrados, através da ferramenta 5W2H, o qual continha melhorias como a implementação da ferramenta Single Minute Exchange of Die , alterações na estratégia de maquinação e implementação de um sistema de pre-setting . Assim, com as melhorias aplicadas no Torneamento, o seu OEE parcial (resultado da multiplicação dos fatores “disponibilidade” e “qualidade” do OEE) revelou um ganho percentual de 20.89% (de 51.61% para 62.40%); e o output médio diário (valor monetário total das ferramentas que se produziram, em média, no centro, por dia) aumentou de 14131.06€ para 18236.37€, o que revela um ganho percentual de 29.05% na produtividade, e que resulta num ganho anual estimado de 981169.09€, neste centro. Quanto à Fresagem, foi possível aumentar o OEE parcial, do FRES50, de 60.16% para 66.76%; e, no FRAM50, de 39.67% para 52.43%. Em geral, no centro de Fresagem, o output médio diário subiu de 13647.33€ para 17632.13€, o que revela um aumento percentual de 29.20% na produtividade, e que, de forma estimada, resulta num aumento de 952367.20€ no output total anual. PALAVRAS-CHAVE Lean Manufacturing , Value Stream Mapping , Single Minute Exchange of Die , Produtividade
Improvement of production processes for metal cutting tools, through the use of Lean tools vi ABSTRACT The increasing market competitiveness, uncertain customer demand and increasingly high expectations, has pushed companies to constantly improve their performance to achieve organizational excellence. Lean Manufacturing methodology arises to help companies reducing waste, without additional resource requirements. Frezite Metal Tooling, a company that manufactures metal cutting tools, also feels this need. In consequence, this dissertation is carried out based on the improvement of one of its production centers, through Lean tools and principles. Therefore, an action-research methodology was followed to operationalize the research plan described in this dissertation, which includes five main phases: diagnosis, action planning, actions implementation, results analysis, and findings identification. Thus, in the analysed production center, named Machining Center, which is comprised of two operations centers: Turning center - TORN50 - and Milling center – split between the FRES50 and FRAM50 centers -, the problems for the reduction of its productivity were identified and analyzed, using tools such as value stream mapping, flow process chart or “5 Whys”. Consequently, to solve the main found issues, an action plan was defined, through the 5W2H tool, for each of the Machining operating centers. Improvements such as the implementation of the Single Minute Exchange of Die tool, changes in the strategy of machining and implementation of a pre-setting system were applied. Therefore, with the implemented measures on the Turning center, its partial OEE (result of multiplying the factors “availability” and “quality” of the OEE) revealed a percentage gain of 20.89% (from 51.61% to 62.40%); and the average daily output (total monetary value of the tools produced, on average, in the center, per day) increased from €14131.06 to €18236.37, which demonstrates a percentage gain of 29.05% in productivity, resulting in an estimated annual gain value of €981169.09 in this center. In the case of the Milling center, it was possible to increase the partial OEE, of FRES50, from 60.16% to 66.76%; and, in the FRAM50, from 39.67% to 52.43%. In general, in the Milling center, the average daily output rose from €13647.33 to €17632.13, which shows a percentage increase of 29.20% in productivity, and results in an estimated increase of €952367.20 in the total annual output. KEYWORDS Lean Manufacturing, Value Stream Mapping, Single Minute Exchange of Die, Productivity
vii ÍNDICE Agradecimentos .................................................................................................................................. iii Resumo............................................................................................................................................... v Abstract.............................................................................................................................................. vi Índice de Figuras .............................................................................................................................. xiii Índice de Tabelas ............................................................................................................................. xvii Índice de Equações ........................................................................................................................... xx Lista de Abreviaturas, Siglas e Acrónimos .......................................................................................... xxi 1. Introdução .................................................................................................................................. 1 1.1 Enquadramento .................................................................................................................. 1 1.2 Objetivos ............................................................................................................................. 1 1.3 Metodologia de Investigação ................................................................................................ 2 1.4 Estrutura da dissertação ...................................................................................................... 3 2. Revisão Bibliográfica ................................................................................................................... 4 2.1 Toyota Production System ................................................................................................... 4 2.1.1 Tipos de desperdício .................................................................................................... 4 2.1.2 Casa TPS .................................................................................................................... 5 2.2 Lean Manufacturing ............................................................................................................ 6 2.2.1 Princípios do Lean Thinking ......................................................................................... 6 2.3 Ferramentas e métodos Lean .............................................................................................. 8 2.3.1 Indicadores-chave de desempenho .............................................................................. 8 2.3.2 Value Stream Mapping ............................................................................................... 10 2.3.3 5S ............................................................................................................................. 11 2.3.4 Diagrama de Spaghetti .............................................................................................. 12 2.3.5 Diagrama de Ishikawa ............................................................................................... 13 2.3.6 5 Porquês ................................................................................................................. 14 2.3.7 Ciclo PDCA ................................................................................................................ 14 2.3.8 Gestão Visual ............................................................................................................. 15 2.3.9 Kanban ..................................................................................................................... 15
xiv Figura 30. Exemplo de transformação ocorrida na Fresagem de CS, numa ferramenta da família E991. ........................................................................................................................................................ 55 Figura 31. Imperfeições resultantes da fresagem, que são retiradas com rebarbagem. ...................... 57 Figura 32. Diagrama de Ishikawa relativo à baixa disponibilidade das máquinas de Torneamento. ..... 59 Figura 33. Análise ABC das causas que levam à baixa disponibilidade das máquinas de Torneamento. ........................................................................................................................................................ 61 Figura 34. Análise ABC das causas que levam à baixa disponibilidade da máquina TN-0015. ............ 62 Figura 35. Distribuição do setup , que origina paragens das máquinas de Torneamento. .................... 63 Figura 36. Limalhas acumuladas na TN-0015. .................................................................................. 65 Figura 37. Parte de desbaste à face, num programa de Torneamento, com estratégia de maquinação utilizada, no início do projeto. ........................................................................................................... 66 Figura 38. Parte de desbaste ao diâmetro, no Torneamento, com estratégia de maquinação utilizada, no início do projeto. ............................................................................................................................... 66 Figura 39. Esboço de estratégia de maquinação, no início do projeto. ............................................... 66 Figura 40. Esboço de estratégia de maquinação mais eficiente do que a utilizada no início do projeto. ........................................................................................................................................................ 67 Figura 41. Marcação do tamanho da broca para furação. .................................................................. 67 Figura 42. Corte no desenho de ferramenta comprida. ...................................................................... 68 Figura 43. Diagrama de Ishikawa relativo à baixa disponibilidade das máquinas de Fresagem. .......... 68 Figura 44. Análise ABC das causas que levam à baixa disponibilidade das máquinas de Fresagem de construção soldada. ......................................................................................................................... 71 Figura 45. Análise ABC das causas que levam à baixa disponibilidade da máquina CM-0006. ........... 72 Figura 46. Distribuição do setup , que origina paragens das máquinas de Fresagem de construção soldada. ........................................................................................................................................... 73 Figura 47. Exemplo de ferramenta produzida na Fresagem de aperto mecânico, e elementos controlados. ........................................................................................................................................................ 75 Figura 48. Análise ABC das causas que levam à baixa disponibilidade das máquinas de Fresagem de aperto mecânico. .............................................................................................................................. 76 Figura 49. Distribuição do setup , que origina paragens das máquinas de Fresagem de aperto mecânico. ........................................................................................................................................................ 77 Figura 50. Gavetas das brocas e das pinças, no início do projeto. ...................................................... 82 Figura 51. Forma de colocação das caixas no “Tapete TN”, no início do projeto. ............................... 82
xv Figura 52. Novo layout do CM. .......................................................................................................... 96 Figura 53. Cone fêmea de limpeza de apertos HSK. .......................................................................... 97 Figura 54. Alteração no "tapete" de carga do Torneamento. .............................................................. 98 Figura 55. Exemplos de aplicação de estratégia de maquinação eficiente, em ferramentas com diâmetro de topo pequeno. ............................................................................................................................. 99 Figura 56. Alteração na conceção do programa de Torneamento no PC. ......................................... 100 Figura 57. Macros implementadas na programação do Torneamento. ............................................. 100 Figura 58. Pós-processador criado para a máquina TN-0016........................................................... 101 Figura 59. Gavetas das brocas e das pinças organizadas. ............................................................... 101 Figura 60. Acessório de troca de ferramentas necessário para o TORN50. ...................................... 102 Figura 61. Régua implementada para medição de brocas. .............................................................. 103 Figura 62. Dados de inserção, para execução da macro dos patins. ................................................ 104 Figura 63. Definição do indicador "Implementação" para macros na Programação. ......................... 105 Figura 64. Ciclo PDCA para implementação de macros na Programação. ........................................ 105 Figura 65. Base de dados de ferramentas standard da máquina CM-0014. ..................................... 107 Figura 66. Utilização de lanterna para verificar furos de lubrificação das ferramentas. ..................... 107 Figura 67. Quadro de etiquetas da máquina CM-0014. ................................................................... 108 Figura 68. Buffer de fitas magnéticas. ............................................................................................. 109 Figura 69. Processo de colagem de etiqueta na fita magnética. ....................................................... 109 Figura 70. Quadros de etiquetas presentes nas máquinas de Fresagem. ......................................... 109 Figura 71. Ferramentas de maquinação colocadas no carrinho, com etiquetas. ............................... 110 Figura 72. Menu do Programa de Planeamento do CM. .................................................................. 111 Figura 73. Mensagem exibida, no programa de Planeamento, para um turno que termina com a maquinação da 1ª ferramenta de uma OF. ..................................................................................... 112 Figura 74. Mensagem exibida, no programa de Planeamento, para um turno que termina com a maquinação de uma ferramenta, que não a 1ª, de uma OF. ........................................................... 113 Figura 75. Definição do “tempo livre” planeado associado a um dia de Fresagem. .......................... 114 Figura 76. Distribuição do tempo de Fresagem de um dia, com otimização do “tempo livre” e de maquinação após término do turno................................................................................................. 114 Figura 77. Folha "Planeamento", do programa de planeamento do CM. .......................................... 115 Figura 78. Carrinhos semelhantes aos de abastecimento das máquinas de Fresagem. .................... 117 Figura 79. Movimentações dos carrinhos de abastecimento. ........................................................... 118
xvi Figura 80. Ficheiro que contém os dados das encomendas em buffer no CM. ................................. 119 Figura 81. Códigos para cada campo das designações das ferramentas de maquinação. ................ 121 Figura 82. Estrutura para designação de ferramentas de maquinação. ............................................ 121 Figura 83. Exemplo de designação de ferramenta de maquinação. .................................................. 121 Figura 84. Dashboard para análise da disponibilidade no CM. ......................................................... 123 Figura 85. Evolução do output médio diário do Torneamento, até ao final da dissertação. ................ 132 Figura 86. Evolução do output médio diário da Fresagem, até ao final da dissertação. ..................... 140 Figura 87. Exemplos de apertos de ferramentas de maquinação. .................................................... 150 Figura 88. Exemplos de ferramentas de maquinação. ..................................................................... 150 Figura 89. Exemplos de apertos das máquinas. .............................................................................. 150 Figura 90. Torreta de uma máquina, com ferramentas de maquinação. .......................................... 151 Figura 91. Exemplos de grampos. ................................................................................................... 151 Figura 92. Utensílios do Centro de Maquinagem. a) Padrão; b) Comparador; c) Altímetro. ............... 151 Figura 93. Fluxograma de processo de produção de ferramentas com corpo em aço. ...................... 152 Figura 94. Média do tempo de maquinação após término do turno, por máquina, na Fresagem. ..... 167 Figura 95. Diagrama de Spaghetti , das movimentações no CM, no início do projeto. ....................... 168 Figura 96. Legenda do diagrama de Spaghetti do CM, no início do projeto. ..................................... 168 Figura 97. Documento de preparação de trabalho, e prioridade de atuação nas máquinas de Torneamento. ................................................................................................................................. 169 Figura 98. Documento de preparação de trabalho para a Fresagem. ............................................... 169 Figura 99. LS criada para envio de cotas necessárias pelo Dpt de Desenho. .................................... 170 Figura 100. Procedimento operacional criado para implementação do novo sistema de etiquetagem. ...................................................................................................................................................... 170 Figura 101. Procedimento operacional para recolher tempos de maquinação, e registar no dashboard de disponibilidade. .............................................................................................................................. 171 Figura 102. Legenda da matriz de competências para pre-setting . ................................................... 172 Figura 103. BPMN do processo inerente ao pre-setting . .................................................................. 173 Figura 104. Evolução do output médio diário do FRES50, até ao final da dissertação....................... 183 Figura 105. Evolução do output médio diário do FRAM50, até ao final da dissertação. ..................... 183
xvii ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1. Descrição das etapas do ciclo PDCA (adaptado de Rother (2010)). .................................... 15 Tabela 2. "Seis grandes perdas" associadas ao OEE (adaptado de Nakajima (1988)). ....................... 20 Tabela 3. Elementos de um gráfico de análise do processo. .............................................................. 23 Tabela 4. Características das máquinas de Fresagem. ...................................................................... 40 Tabela 5. "5 Porquês" para as principais causas que resultam na baixa disponibilidade no Torneamento. ........................................................................................................................................................ 64 Tabela 6. "5 Porquês" para os problemas que resultam na baixa disponibilidade da Fresagem. ......... 74 Tabela 7. Análise, através do critério ICE, aos problemas menores do Torneamento, que resultam em paragens de máquinas. .................................................................................................................... 81 Tabela 8. Plano de ações para o Torneamento, com base na ferramenta 5W2H (1ª parte). ............... 83 Tabela 9. Plano de ações para o Torneamento, com base na ferramenta 5W2H (2ª parte). ............... 84 Tabela 10. Plano SMED para o Torneamento (1ª parte). ................................................................... 85 Tabela 11. Plano SMED para o Torneamento (2ª parte). ................................................................... 86 Tabela 12. Análise, através do critério ICE, aos problemas menores da Fresagem de CS, que resultam em paragens de máquinas. .............................................................................................................. 87 Tabela 13. Análise, através do critério ICE, aos problemas menores da Fresagem de APM, que resultam em paragens de máquinas. .............................................................................................................. 88 Tabela 14. Plano de ações para a Fresagem, com base na ferramenta 5W2H (1ª parte).................... 89 Tabela 15. Plano de ações para a Fresagem, com base na ferramenta 5W2H (2ª parte).................... 90 Tabela 16. Plano SMED para a Fresagem (1ª Parte). ........................................................................ 91 Tabela 17. Plano SMED para a Fresagem (2ª Parte). ........................................................................ 92 Tabela 18. Plano de implementação de sistema de pre-setting . ......................................................... 93 Tabela 19. Plano de ações para a reconfiguração do layout do CM, com base na ferramenta 5W2H (1ª parte). .............................................................................................................................................. 94 Tabela 20. Plano de ações para a reconfiguração do layout do CM, com base na ferramenta 5W2H (2ª parte). .............................................................................................................................................. 95 Tabela 21. Dados utilizados para o cálculo do número de carrinhos de abastecimento de ferramentas de maquinação. .................................................................................................................................. 117 Tabela 22. Análise à diminuição do tempo de setup , por OF, com as melhorias implementadas e futuras do Torneamento. ............................................................................................................................ 126
xviii Tabela 23. KPI estimados e respetivos ganhos percentuais, para o Torneamento. ........................... 131 Tabela 24. Variação real, nos parâmetros do OEE do Torneamento, no final da dissertação. ............ 132 Tabela 25. Variação real, nos KPI do Torneamento, no final da dissertação. .................................... 133 Tabela 26. Análise à diminuição do tempo de setup , por OF, com as melhorias implementadas na Fresagem. ...................................................................................................................................... 135 Tabela 27. Análise à diminuição do tempo de setup , por OF, com as melhorias futuras da Fresagem. ...................................................................................................................................................... 136 Tabela 28. KPI estimados e respetivos ganhos percentuais, para a Fresagem. ................................ 138 Tabela 29. Variação real, nos parâmetros do OEE da Fresagem, no final da dissertação. ................. 139 Tabela 30. Variação real, nos KPI da Fresagem, no final da dissertação. ......................................... 141 Tabela 31. Disponibilidade das máquinas do CM, antes da implementação de melhorias. ............... 153 Tabela 32. Gráfico de análise do processo de Torneamento, da família E991 (1ª parte). .................. 154 Tabela 33. Gráfico de análise do processo de Torneamento, da família E991 (2ª parte). .................. 155 Tabela 34. Gráfico de análise do processo de Torneamento, da família E991 (3ª parte). .................. 156 Tabela 35. Gráfico de análise do processo de Torneamento, da família E991 (4ª parte). .................. 157 Tabela 36. Gráfico de análise do processo de Torneamento, da família E991 (5ª parte). .................. 158 Tabela 37. Gráfico de análise do processo de Torneamento, da família E991 (6ª parte). .................. 159 Tabela 38. Gráfico de análise do processo de Torneamento, da família E991 (7ª parte). .................. 160 Tabela 39. Gráfico de análise do processo de Torneamento, da família E991 (8ª parte). .................. 161 Tabela 40. Gráfico de análise do processo de Furação, da família E991. ......................................... 162 Tabela 41. Gráfico de análise do processo de Fresagem de CS, da família E991 (1ª parte). ............. 163 Tabela 42. Gráfico de análise do processo de Fresagem de CS, da família E991 (2ª parte). ............. 164 Tabela 43. Distribuição dos problemas para paragens de máquinas, no TORN50. ........................... 165 Tabela 44. Distribuição dos problemas para paragens de máquinas, no FRES50. ............................ 165 Tabela 45. Distribuição dos problemas para paragens de máquinas, no FRAM50. ........................... 166 Tabela 46. Análise aos tempos de maquinação após término de turno, na Fresagem. ..................... 167 Tabela 47. Matriz de competências para pre-setting . ....................................................................... 172 Tabela 48. Ganhos de TC do Torneamento obtidos com alteração de estratégia de maquinação. ..... 174 Tabela 49. KPI do TORN50, no início do projeto. ............................................................................. 175 Tabela 50. Ganhos estimados nos indicadores do TORN50, para cada melhoria implementada até ao final da dissertação......................................................................................................................... 176 Tabela 51. Ganhos estimados nos indicadores do TORN50, para cada melhoria futura. ................... 177
xix Tabela 52. KPI do FRES50, no início do projeto. ............................................................................. 178 Tabela 53. KPI do FRAM50, no início do projeto. ............................................................................. 178 Tabela 54. Ganhos estimados nos indicadores do FRES50, para cada melhoria implementada até ao final da dissertação......................................................................................................................... 179 Tabela 55. Ganhos estimados nos indicadores do FRES50, para cada melhoria futura. ................... 180 Tabela 56. Ganhos estimados nos indicadores do FRAM50, para cada melhoria implementada até ao final da dissertação......................................................................................................................... 181 Tabela 57. Ganhos estimados nos indicadores do FRAM50, para cada melhoria futura. ................... 182
xx ÍNDICE DE EQUAÇÕES Equação 1. Fórmula de cálculo do takt time . ....................................................................................... 8 Equação 2. Lei de Little . ..................................................................................................................... 9 Equação 3. Fórmula de cálculo do número de kanbans necessários. ................................................. 16 Equação 4. Fórmulas de cálculo dos parâmetros do OEE. (1) Disponibilidade; (2) Velocidade; (3) Qualidade. ........................................................................................................................................ 20 Equação 5. Fórmula de cálculo da medida de desempenho " output diário". ...................................... 36 Equação 6. Fórmula de cálculo da medida de desempenho "percentagem de NC". ........................... 36 Equação 7. Fórmula de cálculo da medida de desempenho "nível de serviço". .................................. 36 Equação 8. Produtividade na Fresagem, antes do início do projeto. ................................................... 41 Equação 9. Produtividade no Torneamento, antes do início do projeto. .............................................. 42 Equação 10. Fórmula de cálculo da percentagem de valor acrescentado. .......................................... 48 Equação 11. Percentagem de valor acrescentado no PT do Torneamento. ......................................... 48 Equação 12. Percentagem de valor acrescentado no PT de Fresagem de CS. .................................... 49 Equação 13. Takt Time do PT de Torneamento. ................................................................................ 49 Equação 14. Takt Time do PT de Fresagem de CS. ........................................................................... 49 Equação 15. Tempo de setup médio da operação de Furação, para uma ferramenta da família E991. ........................................................................................................................................................ 54 Equação 16. Tempo de setup médio para a Fresagem de construção soldada, para uma ferramenta da família E991. .................................................................................................................................... 56 Equação 17. Índice de capacidade de preparação. .......................................................................... 116 Equação 18. Perda de disponibilidade, por problema para paragem de máquinas. .......................... 127 Equação 19. Ganho estimado de disponibilidade, com melhoria numa operação pertencente a um grupo de operações. ................................................................................................................................. 128 Equação 20. Ganho estimado de disponibilidade, consoante percentagem de eliminação de problema. ...................................................................................................................................................... 129 Equação 21. Estimativa do aumento dos indicadores de output , por melhoria implementada, com base no ganho de disponibilidade. .......................................................................................................... 129
xxi LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E ACRÓNIMOS APM – Aperto Mecânico BPMN – Business Process Model and Notation CE – Capitão de Equipa CM – Centro de Maquinagem CNC – Computer Numerical Control CS – Construção Soldada Disp - Disponibilidade Dpt – Departamento Ferr - Ferramenta FMT – Frezite Metal Tooling FRAM50 – Centro de operações de Fresagem de aperto mecânico FRES50 – Centro de operações de Fresagem de construção soldada GAP – Gráfico de análise do processo h – Horas H – Homem JIT – Just-in-time KBI – Key Behavior Indicator KPI – Key Performance Indicator LM – Lean Manufacturing LS – Lição singular LT – Lead time Maq - Maquinação min – Minutos MP – Matéria-prima NC – Não conformidade OEE – Overall Equipment Effectiveness OF – Ordem de fabrico Op - Operação PCD – Diamante policristalino Pç – Peça
xxii PT – Posto de trabalho Qtd - Quantidade SMED – Single Minute Exchange of Die TMATT – Tempo médio diário de maquinação, após término do turno TORN50 - Centro de operações de Torneamento TPM – Total Productive Maintenance TPS – Toyota Production System UEN – Unidades estratégicas de negócio VBA – Visual Basic for Applications VSM – Value Stream Mapping WIP – Work-in-process
1 1. INTRODUÇÃO Neste capítulo, será realizado o enquadramento deste projeto, divulgados os objetivos que se pretendem atingir com ele, a metodologia de investigação utilizada para realizar esta dissertação, e a estrutura que ela seguirá. 1.1 Enquadramento Com os mercados a crescerem rapidamente e cada vez mais competitivos (Jastia & Kodali, 2015), as empresas de produção sentem a necessidade de alcançar a excelência operacional, ser mais sustentáveis e melhorar o desempenho, diminuindo, simultaneamente, os custos de produção e garantindo produtos de qualidade em menores prazos (Belekoukias et al., 2014; Jabbour et al., 2013). Para atingir esses objetivos, surge o Lean Manufacturing (LM), uma metodologia que consegue reduzir desperdícios sem requisitos adicionais de recursos (Chauhan & Singh, 2013). Assim, permite aumentar a produtividade, melhorar a qualidade e reduzir prazos de entrega, reduzindo, também, custos de produção (Panwar et al., 2015). Posto isto, uma empresa que também tem crescido ultimamente é a FREZITE, ou mais especificamente, a Frezite Metal Tooling (FMT), responsável pela produção de ferramentas metálicas de corte. Devido a esse crescimento, é obrigada a reajustar regularmente os seus vários setores e processos, para que possa satisfazer os clientes, conferindo-lhes diferenciação. Nesse sentido, surge a necessidade de investigar quais as melhores soluções em termos de abordagem de gestão, metodologia e ferramentas a aplicar nesta empresa, com foco em LM, para que consiga melhorar os seus processos e, assim, responder eficientemente aos pedidos dos clientes, aumentando a produtividade e diminuindo os custos de produção. 1.2 Objetivos Este projeto tem como objetivo principal a melhoria dos processos operacionais e organizacionais de um centro produtivo da empresa FMT - responsável pela produção de ferramentas metálicas de corte -, por meio da abordagem Lean Manufacturing (LM), de modo a melhorar a produtividade geral do processo. Para tal objetivo, é necessário seguir algumas fases, tais como: • Analisar o fluxo produtivo do centro produtivo em questão, com vista a identificar oportunidades de melhoria nos processos;
8 Procurar a perfeição Depois de as pessoas de uma organização conseguirem especificar o que é valor para o cliente, identificando a cadeia de valor, criando um fluxo contínuo para ela, e deixando que sejam os clientes os influenciadores desse fluxo de valor na empresa, elas começam a perceber que não há limite para o processo de redução de esforço, tempo, espaço, custo e falhas, ao mesmo tempo que oferecem um produto cada vez mais próximo do que o cliente deseja. E é aí que entra o quinto princípio do Lean Thinking , uma vez que a perfeição deixa de parecer uma ideia sem nexo, e as pessoas sentem-se motivadas em alcançá-la (J. Womack & Jones, 1996). 2.3 Ferramentas e métodos Lean Posto isto, existem várias ferramentas que devem ser usadas para alcançar cada um destes princípios. 2.3.1 Indicadores-chave de desempenho Antes de enunciar essas ferramentas, torna-se importante definir a forma como é avaliado se as mesmas estão a surtir o efeito desejado, ou então, se as ferramentas forem de diagnóstico, poderão ser as mesmas a conter essas métricas, de forma detalhada. Assim, de acordo com Rother & Shook (1999), as métricas Lean são muito importantes quando se analisa uma cadeia de valor e quando se tomam decisões sobre um sistema de produção. Desta forma, os indicadores-chave de desempenho, ou, em inglês, key performance indicators (KPI), caracterizam esse tipo de métricas, definindo-se como um nível quantificável de atingir um objetivo crítico. É importante também mencionar que, depois do conceito de KPI, surgiu também um novo conceito, para indicadores que avaliavam o comportamento das pessoas, denominados key behavior indicators (KBI) (Carvalho, 2021). De seguida, explorar-se-ão alguns dos KPI mais importantes para avaliar o desempenho de um sistema produtivo. Takt time O takt time (TT) assume-se como o ritmo necessário para cumprir com a procura do cliente, ou seja, de quanto em quanto tempo, em média, o cliente pede uma unidade do produto em causa (Jones & Womack, 2002). A Equação 1 descreve como se calcula o TT. 𝑇𝑎𝑘𝑡 𝑡𝑖𝑚𝑒 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛í𝑣𝑒𝑙 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑃𝑟𝑜𝑐𝑢𝑟𝑎 Equação 1. Fórmula de cálculo do takt time.
9 Tempo de ciclo Monden (1998) descreve o tempo de ciclo (TC) como o tempo total necessário, em cada posto de trabalho (PT), para realizar as operações que lhe estão afetas, de forma a cumprir com a taxa de produção planeada para cada produto. Desta forma, o TC pode ser calculado como o inverso da taxa de produção – quantidade de produtos produzida por unidade de tempo - de um PT, indicando o intervalo de tempo entre a saída de dois produtos sucessivos do PT (Rother, 2010). Assim, para se garantir que se está a cumprir a procura, o TC de um produto não deve ser superior ao TT (Rother, 2010). Lead time O lead time (LT) assume-se como o período de tempo decorrido desde o início de uma atividade até ao seu término. Aplicado à produção, define-se como o tempo decorrido entre o momento do pedido de um cliente até à entrega do que foi efetivamente pedido (Monden, 1998). Pode também ser decomposto para cada processo de uma empresa, indicando quanto tempo um produto esteve no posto associado a esse processo (Shingo, 1985). Desta forma, quanto mais pequeno for este indicador, mais rapidamente os produtos são entregues aos clientes (Jones & Womack, 2002). Work-in-process O WIP é o trabalho em curso, ou seja, a quantidade de artigos que se encontram entre operações, ainda em curso de fabrico, não estando, por isso, concluídos (Liker, 2004). Assim, John Little criou uma lei que permite o cálculo do WIP num sistema produtivo (Carvalho, 2021), demonstrada na Equação 2. 𝑊𝐼𝑃 = 𝑇𝑎𝑥𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜× 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑠𝑜 Equação 2. Lei de Little. Produtividade Monden (1998) refere que o output , por hora e por trabalhador, é a principal escala para avaliar os resultados de atividades de melhoria, definindo, desta forma, a produtividade. (Carvalho, 2021) revela que a produtividade indica a contribuição média de cada colaborador na produção de peças ou produtos num determinado período. De forma simples, a produtividade assume-se como a eficiência da utilização dos fatores de produção, ou seja, a divisão do output gerado, pelos recursos utilizados para a sua obtenção.
10 2.3.2 Value Stream Mapping O fluxo de valor assume-se como o conjunto de todas as ações, de valor acrescentado e de não valor acrescentado, que são necessárias para realizar o projeto, produção e expedição de um produto, ou seja, desde as matérias-primas até à entrega ao cliente (Rother & Shook, 1999). Essas ações consideram tanto o fluxo de materiais, como o de informação. Rother & Shook (1999) frisam esta ideia, constatando que onde quer que haja um produto para um cliente, existe um fluxo de valor, sendo o desafio encontrálo. Assim, o Value Stream Mapping (VSM) surge para identificar todos os tipos de desperdício na cadeia de valor, tentando expor os mesmos, para ser possível atuar na sua eliminação, e gerando, com isso, custos de produção mais baixos, tempos de resposta ao cliente mais curtos, e maior qualidade dos produtos (Jones & Womack, 2002; Rother & Shook, 1999). O VSM apresenta-se como uma ferramenta de papel e lápis, que faz uso de um conjunto de ícones prédefinidos, constituindo uma linguagem comum para comunicação (Rother & Shook, 1999). Alguns dos ícones utilizados estão ilustrados na Figura 2 e na Figura 3. Figura 2. Símbolos de processo do VSM (Jasti & Sharma, 2015) . Figura 3. Símbolos de material do VSM (Jasti & Sharma, 2015). Assim, para aplicar a ferramenta VSM, é necessário seguir uma série de etapas (Jones & Womack, 2002; Rother & Shook, 1999): 1. Escolher um determinado produto ou família de produtos como alvo de melhorias.
11 2. Desenhar o VSM do estado atual. Nele, devem estar parâmetros como o tempo de ciclo (TC), tempo de setup (TS), tempo de valor acrescentado, work-in-process (WIP), procura do cliente, fornecedor, sequência de operações, número de trabalhadores em cada operação, entre outros. 3. Analisar o VSM do estado atual. Devem ser analisados problemas como desperdícios, gargalos do processo ou tempos de estagnação de materiais. Para estimar esses tempos de estagnação, é utilizada a lei de Little (Carvalho, 2021). Depois, deve ser definida uma prioridade para atuação nos problemas encontrados. 4. Desenhar o VSM do estado futuro. Depois de encontrados os desperdícios, deve-se desenhar um VSM novamente, onde se tenta eliminá-los. Na conceção do VSM de estado futuro, torna-se importante responder a uma série de perguntas, sendo que a primeira prende-se com a definição do takt time (Abdulmalek & Rajgopal, 2007). 5. Elaborar o plano de intervenções de melhoria. Depois de se analisar aquele que é o estado pretendido, deve ser definido um plano de ações de melhoria, para se tentar atingi-lo. 2.3.3 5S Monden (1998) refere que, com o tempo, vários tipos de lixo podem acumular-se dentro de uma empresa. Exemplos desses tipos de lixo são os stocks desnecessários de material em processo – workin-process (WIP) -; stocks defeituosos; ferramentas e elementos de suporte à produção desnecessários; óleos das máquinas derramados; documentos e relatórios desnecessários; etc. Assim, a ferramenta 5S surge para eliminar todos esses tipos de lixo. Com a implementação de 5S, os níveis de qualidade aumentam, o lead time diminui e há uma redução dos custos de produção (Monden, 1998). Carvalho (2021) complementa esta afirmação, referindo que a aplicação adequada desta técnica assegura que há um lugar para cada elemento de produção, sendo que a ausência desse elemento nesse lugar indica que está a ser usada na produção, necessitando de voltar ao lugar definido, após a sua utilização. Além disso, Monden (1998) refere que a implementação de 5S tem ainda outros benefícios, como cultivar as boas relações humanas entre pessoas numa empresa, e aumentar a sua moral. Isto acontece, pois com o espaço de trabalho limpo e arrumado, aumentará a credibilidade de várias pessoas ligadas à empresa, como os seus clientes, fornecedores, visitantes, etc.
12 Assim, os 5S são assim designados, pois são alusivos a 5 palavras começadas por “S”, na língua japonesa (Carvalho, 2021). Seiri (Separar) O primeiro “S” prende-se com a separação entre as coisas necessárias e as coisas não necessárias, eliminando-se as últimas do espaço de trabalho. Nesta etapa, sugere-se a implementação de “ red tags ”, ou seja, etiquetas que ajudam a identificar materiais que são desnecessários (Monden, 1998). Seiton (Organizar) Depois de eliminados os itens desnecessários, torna-se importante colocar os que restaram em locais apropriados, de forma a poderem ser encontrados rapidamente, quando forem requisitados (Monden, 1998). Seiso (Limpar) A terceira etapa dos 5S prende-se com a limpeza e inspeção do espaço de trabalho. Fazem parte desta etapa processos como varrer o chão ou limpar as janelas e as paredes (Monden, 1998). Seiketsu (Normalizar) Esta etapa prende-se com manter os 3 primeiros “S”. Para tal, é importante criar normas e procedimentos, de forma que o espaço de trabalho permaneça limpo e organizado (Carvalho, 2021; Monden, 1998). Shitsuke (Manter) Por fim, a última etapa relaciona-se com a criação de hábitos e rotinas para os operadores manterem o espaço de trabalho organizado e limpo (Monden, 1998). 2.3.4 Diagrama de Spaghetti O diagrama de Spaghetti designa-se assim, devido ao que resulta nestes diagramas se assemelhar a esse alimento, e serve essencialmente para rastrear o fluxo de um ou vários operadores (Chiarini, 2013). Basicamente, um diagrama deste género faz-se traçando-se as linhas, na planta do local avaliado, correspondentes aos movimentos dos operadores durante um determinado período, como um turno. Para tal, o analista, ou seja, o responsável pela conceção do diagrama, tem de observar constantemente os movimentos dos operadores (Carvalho, 2021).
13 Carvalho (2021) refere também que o principal objetivo deste diagrama é demonstrar a incidência das movimentações, de forma a diminuí-las, ao procurar-se diferentes disposições dos equipamentos ou alterações nos procedimentos e normas de trabalho. 2.3.5 Diagrama de Ishikawa Também designado por diagrama de causa-e-efeito ou diagrama de espinha de peixe (Suárez-Barraza & Rodríguez-González, 2019), o diagrama de Ishikawa surge com o intuito de ajudar a representar graficamente todos os fatores que resultam num determinado problema de qualidade (Palange & Dhatrak, 2021). Ainda assim, Carvalho (2021) indica que estes diagramas não resumem a sua aplicação apenas a problemas de qualidade, mas que podem ser utilizados em muitas outras áreas. 6M Górny (2017) acrescenta que os fatores ou causas dos problemas analisados nestes diagramas podem ser divididos, consoante 5 palavras começadas por M, ou seja, os 5M: • Mão de obra: abrange qualificações, hábitos, experiência profissional, níveis de satisfação e motivação dos operadores; • Método: abrangem todos os procedimentos e instruções seguidos na execução de uma tarefa; • Máquina: fator para analisar os equipamentos em uso, em termos de avanço, eficiência e segurança, bem como qualquer licença e certificados necessários para a sua utilização; • Material: abrange os serviços e os materiais processados; • Medida ou gestão: fator envolvido no fluxo de trabalho e nas condições de trabalho de uma empresa diante de um determinado problema; Além destes, surge um sexto “M”, que se relaciona com o meio-ambiente (Liliana, 2016). Assim, o formato de um diagrama deste tipo encontra-se representado na Figura 4. Figura 4. Formato do diagrama de Ishikawa.
14 Suárez-Barraza & Rodríguez-González (2019) referem também que, depois de elaborado este diagrama, é possível elaborar um plano de ações para tratar das causas identificadas. Contudo, Górny (2017) indica que não é necessária a atuação em todas as causas, mas apenas nas com maior impacto. E, para essa definição, sugere a utilização de um diagrama de Pareto . Diagrama de Pareto A análise de Pareto , ou análise ABC, baseia-se no princípio empiricamente confirmado, segundo o qual 20% das causas (fatores) que ocorrem na natureza, tecnologia ou quaisquer outras atividades humanas produzem, normalmente, 80% dos efeitos. Em termos mais gerais, um pequeno número de causas, pessoas ou circunstâncias são responsáveis pela maioria das ocorrências (Górny, 2017). Sintetizando, o diagrama de Ishikawa ajuda a identificar as causas dos problemas (Carvalho, 2021), enquanto o diagrama de Pareto permite ordená-los por prioridade de atuação, com base no impacto atribuído a cada causa (Górny, 2017). 2.3.6 5 Porquês Ohno (1988) introduz os “5 Porquês” como uma ferramenta que ajuda a descobrir a raiz de um problema e a corrigi-lo. Assim, ao perguntar “porquê” cinco vezes, é possível chegar à causa raiz de um problema, que muitas vezes se encontra escondida atrás de sintomas mais óbvios. Goshime et al. (2019) acrescenta que os “5 Porquês” servem para verificar se os problemas provêm da máquina, do operador, do material, da medida ou do método, ou seja, serve para identificar com qual dos 5M, ou 6M, o problema está relacionado. 2.3.7 Ciclo PDCA O ciclo PDCA é uma ferramenta de LM, que foi criada inicialmente para controlo de qualidade de produtos. Contudo, desenvolveu-se rapidamente, permitindo desenvolver melhorias para qualquer tipo de processo ou atividade, estando enquadrado na abordagem de melhoria contínua (RealyvásquezVargas et al., 2018). Assim, o ciclo PDCA divide-se em 4 etapas, que se encontram descritas na Tabela 1. Depois de se percorrer todo o ciclo PDCA, caso o resultado não seja ainda o desejado, deve-se voltar à primeira etapa, ou seja, planear (Carvalho, 2021).
15 Tabela 1. Descrição das etapas do ciclo PDCA (adaptado de Rother (2010)). 2.3.8 Gestão Visual Segundo Pinto (2009), a gestão visual surge com o intuito de ajudar os operadores nas tarefas que estão a realizar, o que facilita essencialmente os operadores com menos experiência nessas tarefas. Para tal, a informação acerca dessas tarefas deve estar exposta no local onde os operadores se encontram, permitindo que, visualmente, se obtenham informações necessárias para a sua realização. Para isso, essas informações devem usar uma linguagem simples e denotativa (Hall, 1986). Exemplos desta ferramenta são folhas de normalização de trabalho, cartões kanban , marcações de espaços para elementos da produção, entre outros (Shingo, 1989). 2.3.9 Kanban Ohno (1988) identifica o kanban como o método de operar do TPS, sendo a sua forma mais comum um pedaço de papel, contendo informação dividida em três categorias: informação sobre a zona de levantamento, informação sobre a transferência e informação sobre a produção. Monden (1998) complementa, referindo que o sistema kanban é um sistema de informação que controla a produção, garantindo que só se produzem os artigos necessários, nas quantidades necessárias, e no período necessário. Revela, por isso, que o sistema kanban serve para atingir a produção JIT. Segundo Monden (1998), existem dois tipos de kanban : o kanban de transporte e o kanban de produção. O primeiro serve para regular as atividades de transporte, sendo que nenhuma atividade de movimentação de materiais é executada sem esse tipo de kanban , isto é, a ausência ou presença de um kanban deste tipo é que determina se é necessário o transporte de materiais. O segundo serve para regular a produção, garantindo que nenhuma operação é realizada sem que exista um cartão kanban a autorizar essa operação. Ou seja, para atingir a produção pull , enunciada nos princípios do Lean Thinking , o kanban tem um papel muito importante, pois garante que tudo é produzido apenas quando P D C A Plan Planear Do Fazer Check Verificar Act Agir Identifica-se o estado atual de um processo e os seus problemas. Analisam-se as causasraíz, e propõem-se melhorias. Implementam-se as ações definidas anteriormente. Analisam-se os resultados obtidos com a implementação de melhorias. Verifica-se, também, se se atingiram os objetivos pretendidos. Desenvolvem-se métodos para normalizar as melhorias, caso estas tenham surtido o efeito desejado.
16 existem pedidos para tal. De uma forma geral, o funcionamento de um sistema kanban está representado na Figura 5. Figura 5. Funcionamento de um sistema kanban (adaptado de Pillet et al. (2003)). Cálculo do número de kanbans Assim, torna-se importante saber a quantidade de kanbans a utilizar entre dois postos, sendo que esta se relaciona com dois fatores importantes: a procura de artigos do posto a jusante, durante o prazo de entrega desses artigos, pelo posto a montante; e a capacidade do contentor que deve conter esses artigos (Shingo, 1989). Além disso, pode ainda ser acrescentada uma margem, no prazo de entrega do posto a jusante, ou então, concedendo um stock de segurança de produtos no posto a jusante (Monden, 1998; Shingo, 1989). Assim, a fórmula de cálculo do número de kanbans necessários está exposta na Equação 3. 𝑁º 𝑑𝑒 𝑘𝑎𝑛𝑏𝑎𝑛𝑠 = 𝑃𝑟𝑜𝑐𝑢𝑟𝑎 𝑚é𝑑𝑖𝑎 × 𝑃𝑟𝑎𝑧𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒𝑔𝑎+ 𝑆𝑡𝑜𝑐𝑘 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛ç𝑎 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑢𝑚 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡𝑜𝑟 Equação 3. Fórmula de cálculo do número de kanbans necessários. Sistema de duas caixas Posto isto, associado também ao sistema pull , surge o sistema de duas caixas. Este sistema caracterizase por, entre dois postos, serem colocadas caixas, sendo que a ausência de produto numa das caixas é indicativo de que, no posto a montante, ou seja, no posto fornecedor, é necessária a produção do produto associado às caixas (Kanet & Wells, 2019). Assim, uma das caixas estará no posto cliente, até todo o material que contém ser utilizado, ao contrário do sistema kanban , em que o cartão volta para trás, logo após o início da produção daquilo que está no contentor associado. Por essa razão, o número de caixas necessárias calcula-se com a adição de uma unidade à fórmula de cálculo do número de kanbans (Kanet & Wells, 2019; Monden, 1998; Shingo, 1989).
17 2.3.10 Single Minute Exchange of Die Segundo Shingo (1989), o Single Minute Exchange of Die (SMED) surge para reduzir o tempo de preparação de máquinas, ou setup , para valores com apenas um dígito, ou seja, fazer com que este tempo seja menor do que 10 minutos. Etapas da implementação de SMED Posto isto, existem dois tipos de atividades de setup (Shingo, 1989): • Setup interno: atividades de setup que apenas podem ser executadas com a máquina parada, como colocar peças ou retirar peças; • Setup externo: atividades de setup que podem ser completadas enquanto a máquina está a trabalhar, tal como transportar peças para ou de um armazém. Shingo (1985) refere 3 etapas para a implementação de SMED. A primeira etapa é a separação de atividades internas e atividades externas. Shingo (1985) descreve esta fase como a mais importante na implementação de SMED, revelando que o tempo de paragem de máquinas poderá ser reduzido, entre 30% a 50%, se os operadores souberem o que podem e devem fazer e preparar com as máquinas em funcionamento. A segunda etapa do SMED é a conversão de atividades internas em atividades externas. Shingo (1985) indica que esta etapa é necessária, pois com a aplicação apenas da primeira etapa, o objetivo do SMED não é atingido. Assim, esta etapa assenta em duas premissas essenciais: • Reexaminar atividades para verificar que etapas estão assumidas erradamente como internas; • Encontrar formas de converter essas etapas em setup externo. Para isso, Shingo (1985) menciona que é extremamente importante adotar novas perspetivas, não se cingindo apenas aos hábitos de até então. Por último, a terceira etapa do SMED baseia--se na racionalização de todas as etapas de setup . Assim, apesar do objetivo do SMED poder ser atingido apenas com as duas primeiras etapas, isso não é verdade na maioria dos casos. Por isso, torna-se importante reduzir o tempo das etapas de setup , em geral (Shingo, 1985).
24 o nome da ferramenta se transformar em 5W2H, sendo essa pergunta “Quanto?”, e cuja resposta indica os recursos associados à implementação daquela melhoria. 2.4.7 Matriz de competências Stepanenko & Kashevnik (2017) descrevem “competência individual” como a habilidade de uma pessoa para aplicar conhecimento, habilidades e experiência, para realizar tarefas de forma eficaz. O desenvolvimento dessas competências pode ser encarado como um ciclo, que visa a melhoria contínua (Draganidis et al., 2008; Sampson, 2008): • Definição de um modelo de competências, identificando as competências necessárias para atingir um determinado objetivo. Esse objetivo poderá ser uma determinada tarefa numa empresa. • Diagnóstico das competências existentes. Aqui, verificam-se, por exemplo, as competências que os operadores responsáveis por aquela tarefa possuem. • Análise de lacunas existentes entre as competências necessárias, e as competências existentes. • Desenvolvimento de competências. Ou seja, tenta-se eliminar lacunas a nível das competências necessárias, dando formação aos operadores, por exemplo. • Monitorização de competências, verificando-se se as lacunas foram corrigidas, ou se é necessário percorrer novamente o ciclo, para explorar mais competências necessárias a determinada tarefa. Desta forma, uma matriz de competências deve ser realizada durante este ciclo, definindo-se uma escala de valores a atribuir perante determinados parâmetros, que são necessários para a realização de uma tarefa. Consoante o índice total, resultante do coeficiente atribuído a cada parâmetro, para cada pessoa, pode-se verificar a necessidade de formação em alguma etapa, ou então a escolha de uma pessoa para um determinado cargo ou processo, caso seja esse o objetivo da realização da matriz (Staniec & Zakrzewska-bielawska, 2011). 2.4.8 Sistemas de referenciação De acordo com Jiao et al. (2000), com a produção de uma grande variedade de produtos cada vez mais recorrente nas empresas, torna-se necessário fazer uma gestão da informação desses produtos cada vez
25 mais eficaz, para conseguir estruturar tudo aquilo que os clientes podem pedir. Assim, para gerir a informação desses artigos, o mesmo autor enuncia dois tipos de sistemas: sistemas de referenciação direta e sistemas de referenciação genérica. Sistemas de referenciação direta Em relação aos modelos de referenciação direta, para codificar artigos, estes podem subdividir-se em três categorias importantes: sistema de codificação estruturado com significado, sistema de codificação estruturado com algum significado, e sistema de codificação sem significado (Amaral & Varajão, 2007; Gomes et al., 2009; Hegge, 1992). De uma forma simples, o sistema de codificação sem significado apresenta-se como códigos totalmente numéricos, não contendo, por isso, informação sobre as características dos artigos. O sistema de codificação estruturado com significado contém informação sobre os produtos, como características que estes possam apresentar, sendo que os locais dos caracteres nos códigos são indicativos das diferentes características de um produto. Depois, para cada local, ou categoria, existe um conjunto de códigos pré-definidos, para identificar cada uma das variáveis que pode assumir essa categoria (Amaral & Varajão, 2007; Gomes et al., 2009; Hegge, 1992). Por exemplo, numa biblioteca, este sistema pode ser usado para codificar os seus artigos. Neste exemplo, assume-se que os parâmetros “família”, “autor”, “edição”, “ano” e “editora” são os necessários para distinguir todos os tipos de artigos dessa biblioteca. Assim, com base na Figura 10, um livro – LV -, com o título “Sistemas de referenciação direta com significado” – SRDS -, do autor “Duarte Duarte” – DD -, na sua segunda edição, editado no ano 1999, pela editora “Grandes Livros” – GL -, pode ser representado através do código LVSRDSDD021999GL. Figura 10. Exemplo de código de referenciação direta com significado. Por último, dentro dos modelos de referenciação direta, surge a codificação direta com algum significado, que se assume como uma junção dos dois outros modelos. Assim, para evitar códigos longos, usando a codificação direta com significado, codificam-se apenas algumas características dos produtos, e enumeram-se os produtos com essas características (Amaral & Varajão, 2007; Gomes et al., 2009; Hegge, 1992). Voltando ao exemplo da livraria, o código para ilustrar o artigo indicado poderia ser LVSRDSDD001, onde a família, o título e o autor estão detalhados, mas todas as outras informações são ignoradas, numerandose apenas os livros com as categorias anteriormente mencionadas, tal como ilustra a Figura 11. L V S R D S D D 0 2 1 9 9 9 G L Família Autor Ano Editora Edição Título
26 Figura 11. Exemplo de código de referenciação direta com algum significado. Sistemas de referenciação genérica Os sistemas de referenciação genérica surgiram para ajudar na definição de artigos, numa era em que cada vez mais se lida com artigos customizáveis. Assim, de forma geral, nestes sistemas, e ao contrário do que acontece na referenciação direta, não é atribuído um código a cada artigo, mas sim cada artigo, ou variante, é identificado pela família de artigos a que pertence, e por um valor que identifica cada uma das suas propriedades ou parâmetros (Amaral & Varajão, 2007; Gomes et al., 2009; Hegge, 1992). 2.5 Análise crítica Depois de analisada a definição de LM, e verificadas as ferramentas que podem ser utilizadas para aplicar os seus conceitos, torna-se importante verificar o que já foi feito e quais as metodologias seguidas anteriormente, tendo por base o LM, para melhorar os processos de produção de empresas do mesmo ramo que a FMT. Assim, Suryaprakash et al. (2019), com o objetivo de aumentar o OEE de um centro de maquinagem de elementos para automóveis, aplicaram os princípios do TPM. Desta forma, começou-se por elaborar um VSM, para analisar e documentar o estado atual daquele centro, identificando atividades que não acrescentavam valor. Depois, aplicaram-se ferramentas como 5S e SMED. Com isso, foi possível diminuir, em 30 minutos, o tempo de setup , que rondava, antes das melhorias, o valor de 90 minutos; e o OEE médio do centro aumentou de 54.09% para 60.15%. Também Leme et al. (2018) fizeram uso das ferramentas Lean para melhorar um centro de maquinagem de alta precisão de moldes, de uma empresa, no Brasil. Posto isto, à semelhança de Suryaprakash et al. (2019), também foi aplicada a ferramenta SMED, com a qual se reduziu em mais de 70% o tempo de setup associado aos postos de trabalho do centro de maquinagem em questão. Além das melhorias em termos de setup e atividades que não acrescentavam valor, a pegada de carbono daquele centro reduziu 81%, com a aplicação daquela ferramenta Lean , o que demonstra a diversidade de benefícios possíveis de obter com a aplicação de ferramentas Lean . Kumar et al. (2018) também recorrem a ferramentas Lean , para melhorar os processos de uma empresa de produção de componentes automóveis, na Índia. Começam, então, por elaborar um VSM do estado atual da empresa, para identificar atividades que não acrescentam valor, e potenciais problemas. E, depois de identificar essas atividades, desenham o VSM de estado futuro, com vista à diminuição dessas atividades. De seguida, implementam um supermercado de produção, no início do processo, L V S R D S D D 0 0 1 Família Título Autor Número sequencial
27 conseguindo eliminar em 85% a quantidade de matérias-primas em stock . Para eliminar os desperdícios dos processos, identificam os principais, através de um diagrama de Pareto . E, para chegar à causa-raiz dos problemas, aplicam os “5 Porquês”. Como melhorias para os problemas encontrados, implementase um sistema poka-yoke , e criam-se outras soluções, através de brainstormings com toda a equipa de produção. Com isto, diminui-se o tempo de preparação de máquinas em 65.85%, a necessidade de operadores em 40%, o lead time da produção em 69.47%, e o tempo de valor acrescentado em 75.25%. Para melhorar os processos de uma empresa da indústria metálica, na Tailândia, Choomlucksana et al. (2015) referem a utilização de princípios do LM. Assim, à semelhança dos autores já mencionados, também começou por ser desenhado um VSM do estado atual, para identificar desperdícios nos processos, no qual se identificou um processo como sendo gargalo do sistema de produção. Dessa forma, foi aplicado um diagrama de Ishikawa para identificar quais os problemas que estavam a fazer com que esse processo fosse um gargalo. Com esta ferramenta, chegou-se a várias causas-raiz para o problema encontrado, e sugeriram-se melhorias para cada uma delas. Assim, para eliminar essas causas, foram aplicadas ferramentas Lean , como 5S, gestão visual e poka—yoke . Com estas ferramentas, atingiu-se uma diminuição de 62.5% do tempo de processamento associado à atividade que era gargalo, e reduziu-se, em cerca de 66%, as movimentações durante esse processo. Por fim, Singh et al. (2013) fazem uso de ferramentas Lean , para melhorar os processos de uma empresa produtora de componentes automotivos. Em específico, é seguida a abordagem TPM, que, por si só, já inclui várias ferramentas Lean . Como indicador de sucesso da implementação, é utilizado o OEE. Desta forma, a primeira etapa foi a organização do espaço de trabalho, através de 5S. De seguida, implementou-se um sistema de manutenção autónoma e planeada, para garantir que os equipamentos não causariam problemas de produção, e que a manutenção dos mesmos não originava perdas de produção. Depois, foram aplicadas pequenas melhorias, num processo de melhoria contínua, destacando-se um sistema poka-yoke ou a reestruturação do layout do posto de trabalho. Por último, aspetos como manutenção da qualidade, formação dos operadores, automatização de processos, e melhoria das condições de segurança foram abordados, para melhorar os KPI do sistema de produção. Tudo isto permitiu um aumento do OEE médio de 63% para 79%, o que está diretamente relacionado com um aumento da produtividade e da qualidade dos produtos.
28 3. DESCRIÇÃO DA EMPRESA Neste capítulo, é descrita a empresa onde o projeto é realizado, indicando a sua evolução ao longo dos anos, os seus processos e produtos, e outros elementos importantes relativos à sua forma de trabalho. 3.1 FREZITE – Ferramentas de Corte, S.A. Fundada em 1978, com sede na Trofa, a FREZITE – Ferramentas de Corte, S.A. tem como objetivo a produção e comercialização de ferramentas de alta tecnologia e precisão, com aplicação na transformação da madeira, materiais derivados, plásticos e metais. Com isso, a sua vasta gama de produtos é capaz de satisfazer os requisitos mais exigentes e complexos das indústrias de transformação de madeira (serração, carpintaria, mobiliário, entre outras) e no campo da metalomecânica (indústria automóvel, aeronáutica, moldes, maquinação de precisão, entre outras). Desde o ano da sua fundação, a FREZITE foi gradualmente conquistando uma faixa crescente no mercado interno e externo, até atingir a posição de principal fornecedor que hoje ocupa. Assim, com solidez e sustentabilidade, a empresa tem pautado o seu crescimento, estando atualmente presente, com os seus produtos e tecnologia, em mais de 50 países distribuídos por todos os continentes. 3.1.1 Missão da Empresa A FREZITE assenta a sua missão em ser reconhecida pela sua eficácia na manutenção e criação de valor, através da inovação e criatividade, transferindo esse valor para os seus clientes, acionistas, colaboradores e demais stakeholders . 3.1.2 Visão da Empresa A visão da FREZITE rege-se pelo desenvolvimento tecnológico sustentável em prol da qualidade de vida das pessoas. Desta forma, a FREZITE procura crescer, quer organicamente, quer pela aquisição de novas empresas que se incluam nas suas áreas de atuação ou em áreas complementares, de forma a otimizar as suas competências e sinergias. 3.1.3 Valores da Empresa Os valores que a FREZITE procura respeitar são os seguintes: • Integridade, respeitando-se a lei e as instituições, fomentando-se iniciativas criativas de investimento em produtos seguros e respeitando-se, ainda, o ambiente.
29 • Trabalho de equipa, através de cooperação, interajuda e lealdade entre dirigentes e os diversos colaboradores, ao reconhecer e motivar as pessoas nas suas atividades, por meio de uma comunicação sincera e direta; • Inovação, encarando a mudança como uma oportunidade e não como uma ameaça, encorajando a criatividade e procurando ser líderes em implementar novas tecnologias. Além do que já foi descrito, a FREZITE rege-se, ainda, pelo mote: “Não confiar, antes controlar”. Atualmente, a FREZITE dedica-se a quatro Unidades Estratégicas de Negócio (UEN), presentes na Figura 12. Figura 12. Unidades Estratégicas de Negócio da FREZITE. No ano de 2022, e durante o período de realização desta dissertação, a FREZITE foi comprada, em 100%, pela empresa sueca Sandvik , sendo previsível um crescimento da mesma, com um aumento da procura, no curto-médio prazo. 3.2 Frezite Metal Tooling É na UEN denominada Frezite Metal Tooling (FMT) que o projeto apresentado nesta dissertação acontece. Impulsionada pelo rápido crescimento do mercado automóvel e aeroespacial, a marca FMT foi criada em 2005, para a comercialização de ferramentas de corte para metal, sendo que, a partir desse ano, o projeto cresceu, originando a aquisição e constituição de novas empresas em diferentes países, tal como demonstrado na Figura 13.
30 Figura 13. Evolução da FMT. 3.2.1 Clientes da FMT Esta área de negócio está vocacionada para o desenvolvimento de soluções de ferramentas especiais para trabalhar metal, feitas à medida das necessidades específicas de cada cliente e respetivos projetos de maquinagem. Os clientes são, portanto, maioritariamente, da indústria automóvel e da aeronáutica, ou também da indústria dos moldes, médica e mecânica, em geral. Como exemplos de clientes da FMT, apresentamse: Renault , CIE Celaya , Hanon Systems , Tesco , Amadeo Martí Carbonell , Martinrea Honsel , AAPICO ou Eurocast . 3.2.2 Produtos finais da FMT As famílias de produtos desenvolvidas e produzidas pela FMT são brocas, fresas e mandris, como, por exemplo, os presentes na Figura 14. Estes produtos podem ter o seu corpo em aço ou em metal duro. Adicionalmente, estes produtos poderão ter cortantes em metal duro ou então em diamante policristalino (PCD). De notar que, ainda que a FMT produza ferramentas standard , presentes nos seus catálogos, a maioria das suas vendas é de ferramentas especiais, ou seja, ferramentas em que o cliente indica o produto ou molde necessário para maquinar, e as características das suas máquinas, e os produtos são realizados de raiz para obedecerem a esses requisitos. Estas ferramentas especiais têm, no início da sua referência interna, a letra “E”.
31 Figura 14. Exemplos de produtos finais da FMT. a) Fresa em aço; b) Fresa em metal duro com cortantes em PCD; c) Broca em metal duro. 3.2.3 Sistema de produção da FMT O sistema de produção está dividido em várias áreas: Projeto; Desenho; Logística; Programação; Produção - dividida em Aço, Metal Duro e Diamante; Montagem; Inspeção; Reparações e Afiamentos. Estas áreas estão distribuídas pela empresa, tal como indicado na Figura 15. Figura 15. Layout da FMT, com as várias áreas associadas.
32 Projeto Lida com os pedidos do cliente, que, caso sejam de ferramentas especiais, possuem anexadas as ferramentas que são necessárias maquinar e a máquina onde a ferramenta de corte – produto final – deve acoplar. Nesta área, caso a ferramenta seja especial, realiza-se uma primeira versão do desenho da ferramenta para o cliente, que, depois de aprovado por este, segue para a área do Desenho. Desenho Esta área recebe o desenho vindo do Projeto, caso a ferramenta necessária seja especial, e transformao num desenho para a Produção, conferindo-lhe mais detalhes necessários para a Produção, como, por exemplo, aspetos para se fazer a programação das máquinas ou o tipo de material utilizado. Após esse desenho ser realizado, são criadas as ordens de fabrico (OF) para a produção. Programação Na área da Programação, existem operadores que, recebendo os desenhos da área do Desenho, criam o programa, conforme o formato das ferramentas, para operadores da Produção usarem nas suas máquinas. Dois dos operadores da Programação criam os programas para as máquinas de Fresagem de ferramentas com corpo em aço e outro operador cria os programas para as máquinas de afiamentos de PCD. Logística Lida com as necessidades de encomendas, controlo de stocks , receção e expedição de produtos, entre outras tarefas. Possui o armazém com os vários artigos necessários para a produção e é também onde se dá a serragem, em que se cortam os materiais (aço ou metal duro) para os corpos das ferramentas, necessários para o início da produção. Depois, os materiais necessários para a produção são colocados em caixas, com um número associado e relativas a cada encomenda, e com a respetiva OF, e avançam para a produção. Produção A parte associada à Produção pode ser dividida em 3 áreas: Metal Duro; Aço e Diamante. Na área do Metal Duro, lida-se com as ferramentas com o corpo deste tipo de material. Basicamente, começa-se por retificar a matéria-prima que originará o corpo da ferramenta, para depois ser fresada. Na área do Aço, o processo inicia-se com o torneamento da matéria-prima que originará o corpo da ferramenta, ficando este com o perfil necessário para depois ser fresado, também na mesma área. É
33 nesta área que o projeto em questão tem lugar. Esta área é designada como Centro de Maquinagem (CM). A área do Diamante inclui a Soldadura, onde, caso as ferramentas possuam cortantes, se cortam as patelas de PCD, originando bits de PCD de acordo com o formato necessário dos cortantes, e se soldam esses bits nos corpos das ferramentas, para depois serem afiados e retificados na restante área dedicada ao Diamante. Montagem Este processo inclui a lavagem das ferramentas, montagem dos componentes, equilibragem das ferramentas, gravação do logótipo e código interno da empresa, embalamento e a pesagem das ferramentas. É, portanto, o último processo em que se alteram as ferramentas, passando-as depois para a Inspeção. Inspeção Tal como o nome indica, nesta área são inspecionadas as ferramentas, medindo-se vários parâmetros imprescindíveis para o seu bom funcionamento. No final, as ferramentas são enviadas para a área logística, para serem expedidas. Reparações e Afiamentos A FMT tem ainda uma área ligada à reparação de ferramentas e afinações destas, depois de algum uso por parte dos clientes, ou até da própria empresa. Assim, muitas das ferramentas podem voltar a passar pelos vários processos da empresa, para voltarem a ser reconstruídas ou reajustadas, caso a área das Reparações assim o avalie. Ou podem apenas sofrer um afiamento dos cortantes, quando estes começam a ficar degradados, sendo este realizado na área dos Afiamentos. Em termos de referência, as ferramentas que são reparadas iniciam a sua designação com “YR”, e as ferramentas cujos cortantes são afiados iniciam com “YA”. 3.2.4 Estrutura hierárquica da FMT Em relação à estrutura organizacional da empresa, a nível essencialmente de produção, esta é hierárquica, e está representada na Figura 16. No nível inferior, estão os operadores, que são responsáveis por produzir, ou seja, lidam diretamente com as máquinas e são os responsáveis pelos processos.
40 das máquinas; mesas e bancadas de apoio ao operador de cada máquina – “Mesa 4” para operador responsável pela CM-0006 e CM-0020; “Mesa 3” para operador responsável pela CM-0014 e “Bancada CM-7” para operador da CM-0007. Existe também uma retificadora plana, que é usada neste posto, mas maioritariamente por operadores pertencentes à Soldadura; e uma máquina para equilibrar as ferramentas – “Maq. EQ.”. Agrupadas, estão, por último, várias máquinas, armários e mesas, que são de uso comum de todo o Centro de Maquinagem: uma máquina de medir ferramentas com precisão – “ Zoller CM”; o computador afeto a essa máquina; um armário automático afeto a esse computador, que contém várias ferramentas necessárias ao posto, para substituição se necessário, como por exemplo, brocas ou machos; uma mesa com uma máquina de Shrink – “Mesa Shrink ”; e um computador – “PC”. Importa também indicar as diferenças entre as máquinas de Fresagem, expressas na Tabela 4. Assim, verifica-se que a máquina CM-0020 é a que tem maior capacidade na torreta para levar ferramentas de maquinação – 50, as máquinas CM-0014 e CM-0020 asseguram a possibilidade de serem trocadas ferramentas de maquinação na torreta enquanto estão a maquinar, pois a torreta destas máquinas encontra-se numa zona exterior da máquina, que não a de maquinação. E, qualitativamente avaliando, a CM-0014 é a máquina que tem maior velocidade relativa dos eixos, e a CM-0006 a que tem menor, ou seja, colocando a mesma ferramenta a fresar em todas as máquinas ao mesmo tempo, a CM-0014 seria a que acabaria primeiro de fresar e a CM-0006 a que acabaria em último. Tabela 4. Características das máquinas de Fresagem. 4.3 Análise ao desempenho do Centro de Maquinagem Com base no objetivo do projeto, que passa por aumentar a produtividade do centro produtivo, interessa analisar a medida de desempenho que mais descreve essa produtividade ao longo do período anterior ao início deste projeto – ano de 2021 e primeiros 2 meses de 2022 -, estando desta forma distribuídos os dias úteis deste período: 239 em 2021, 21 em janeiro de 2022, e 20 em fevereiro de 2022. Característica CM-0006 (FRES50) CM-0014 (FRES50) CM-0020 (FRES50) CM-0007 (FRAM50) Tipo de aperto Aperto direto (ISO50) Mesa (HSK63) Pinça (HSK) ISO50 Capacidade da torreta 30 30 50 30 Posições não standard 611 8 6 Localização da torreta Interior Exterior Exterior Interior Velocidade relativa dos eixos +++++ ++ +++ Nº de eixos 5 (x,y,z,a,b) 5 (x,y,z,a,b) 5 (x,y,z,a,b) 5 (x,y,z,a,b)
41 Esta medida de desempenho é o output médio diário, cujo objetivo seria 15500€, em termos monetários, ou 34 ferramentas, em termos de quantidade. Importa referir que o objetivo monetário é o principal, e que o objetivo em termos de quantidade está sobreavaliado, unicamente para justificar que não se tenha atingido o objetivo monetário, por se terem feito muitas ferramentas com valor menor. Ou seja, cumprindo apenas um dos objetivos, monetário ou em quantidade, o objetivo do centro para o dia é cumprido. 4.3.1 Produtividade da Fresagem, até ao início do projeto Tal como se pode observar na Figura 20, existe grande dificuldade para alcançar o objetivo do CM. Esta medida de desempenho avaliada pela empresa, apesar de pertencer ao CM, está relacionada apenas com a Fresagem, uma vez que, para as ferramentas ficarem completas na Fresagem, significa que também ficaram anteriormente, no Torneamento. Figura 20. Output médio diário do CM até ao início do projeto. É possível concluir, então, que os 4 operadores presentes na Fresagem, com um turno diário de 8 horas, produziram, em média diária, entre 2021 e o início de 2022, ou seja, em 280 dias úteis, 13647.33€ ou 26.23 ferramentas, o que indica uma produtividade de 426.48 €/hora.Homem, tal como demonstrado pela Equação 8. 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 (𝐹𝑟𝑒𝑠𝑎𝑔𝑒𝑚)=13647.33€ 4 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 × 8 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 =426.48 €⋰ ℎ.𝐻 Equação 8. Produtividade na Fresagem, antes do início do projeto. 13 600 € 13 923 € 12 821 € 15 081 € 25,6 30,0 25,6 34,7 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0 180,0 -€ 2 000 € 4 000 € 6 000 € 8 000 € 10 000 € 12 000 € 14 000 € 16 000 € 18 000 € Média Média Janeiro Fevereiro 2021 2022 2022 2022 Output médio diário - CM €médio / dia Target €/ dia Qtd média / dia Target qtd / dia
42 4.3.2 Produtividade do Torneamento, até ao início do projeto Ainda que não seja prática da empresa, também se resolveu avaliar a produtividade apenas no Torneamento. Para isso, verificaram-se os dados de output deste centro, até ao início do projeto, obtendose a Figura 21. Figura 21. Output médio diário do TORN50 até ao início do projeto. Com os dados recolhidos, verifica-se um output médio diário de 14131.06€ ou 27.19 ferramentas, o que resultou numa produtividade de 883.19 €/hora.Homem, tal como demonstra a Equação 9. 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 (𝑇𝑂𝑅𝑁50)=14131.06€ 2 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 × 8 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 =883.19 € ⋰ℎ.𝐻 Equação 9. Produtividade no Torneamento, antes do início do projeto. 4.3.3 Output médio diário da Fresagem de construção soldada, até ao início do projeto Uma vez avaliado o output da Fresagem, no geral, o qual se assume como sendo o output do CM, importa dividi-lo por centro de produção - FRES50 e FRAM50. Começando pelo FRES50, o objetivo diário deste centro é de 13500€, ou, em termos de quantidade, 30 ferramentas. Na Figura 22, é possível verificar o desempenho desse indicador até ao início do projeto. Assim, verificase que o output médio diário do FRES50 era de 11673.52€, em termos monetários, e de 23.12 ferramentas, em termos de quantidade. 14 128 € 14 147 € 11 002 € 17 449 € 27,2 27,2 21,2 33,6 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0 180,0 -€ 2 000 € 4 000 € 6 000 € 8 000 € 10 000 € 12 000 € 14 000 € 16 000 € 18 000 € 20 000 € Média Média Janeiro Fevereiro 2021 2022 2022 2022 Output médio diário - TORN50 €médio / dia Target €/ dia Qtd média / dia Target qtd / dia
43 Figura 22. Output médio diário do FRES50 até ao início do projeto. Para o FRES50 e para a FRAM50, não será calculada a produtividade, uma vez que é difícil definir quantos operadores estão afetos a cada um desses centros, uma vez que os operadores de FRAM50, por exemplo, têm competências para ajudar no FRES50, se necessário. Posto isto, a produtividade contabilizada é apenas a geral do CM, calculada anteriormente, na Equação 8. 4.3.4 Output médio diário da Fresagem de aperto mecânico, até ao início do projeto Quanto ao FRAM50, o desempenho do output médio diário está representado na Figura 23, na qual se pode verificar que o objetivo a atingir é de 2000€ ou 4 ferramentas. Como se pode analisar, o output médio diário, no FRAM50, até ao início do projeto, é de 1973.82€ ou 3.11 ferramentas. Pode-se verificar também que a soma dos objetivos de output diário do FRES50 e do FRAM50 são os objetivos do Centro de Maquinagem. Esta distinção é possível, mas o mais importante é que o objetivo geral do centro – 15500€ ou 34 ferramentas - seja cumprido. 11 753 € 11 209 € 10 407 € 12 050 € 22,5 26,7 22,6 31,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0 180,0 -€ 2 000 € 4 000 € 6 000 € 8 000 € 10 000 € 12 000 € 14 000 € 16 000 € Média Média Janeiro Fevereiro 2021 2022 2022 2022 Output médio diário - FRES50 €médio / dia Target €/ dia Qtd média / dia Target qtd / dia
44 Figura 23. Output médio diário do FRAM50 até ao início do projeto. 4.4 Mapeamento do fluxo de valor Tendo em conta o centro produtivo em questão, para se perceber melhor alguns dados do CM e eventuais problemas, realizou-se um Value Stream Mapping (VSM). 4.4.1 Análise da família de ferramentas mais vendida, em 2021 Para escolher a família de ferramentas para análise no VSM, fez-se uma análise às vendas de 2021, tanto em termos de quantidade - Figura 24, como em termos de valor monetário (€) - Figura 25. Figura 24. Distribuição de vendas de famílias no CM, em termos de quantidade, em 2021. 1 847 € 2 714 € 2 413 € 3 031 € 3,1 3,3 3,0 3,7 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0 180,0 -€ 500 € 1 000 € 1 500 € 2 000 € 2 500 € 3 000 € 3 500 € Média Média Janeiro Fevereiro 2021 2022 2022 2022 Output médio diário - FRAM50 €médio / dia Target €/ dia Qtd média / dia Target qtd / dia
45 Figura 25. Distribuição de vendas de famílias no CM, em termos de valor monetário, em 2021. Nela, concluiu-se que a família E991 foi a que originou mais vendas em termos de quantidade – 34.97%, e também em termos de valor monetário – 54.07%. Esta família é constituída por fresas, brocas e mandris, sem revestimento, cujos cortantes são em PCD, e em que estes são colocados na ferramenta através da soldadura. Os canais desta ferramenta podem ser de dois tipos: helicoidais ou retos. O sistema de acoplação da ferramenta à máquina designa-se por blank HSK, vulgarmente designado por cone. Na Figura 26, é possível observar exemplos de ferramentas desta família. Figura 26. Exemplos de ferramentas da família E991.
46 De notar ainda, com a análise da Figura 24 e da Figura 25, que a ferramenta de aperto mecânico que originou mais vendas em termos de quantidade foi a E931, e esta surge apenas em sexto lugar nesse ranking ; e, em termos de valor monetário, também foi a mesma, surgindo em terceiro lugar, mas apenas com cerca de 4% de vendas. Isto é indicativo de que, pela Fresagem, passam maioritariamente ferramentas de construção soldada, e percebe-se isso pelos objetivos diários do centro. 4.4.2 Value Stream Mapping do Centro de Maquinagem Posto isto, foi para a família abordada anteriormente – E991 - que se elaborou o VSM demonstrado na Figura 27, relativo ao CM. A maioria dos dados que nele estão presentes são relativos ao ano de 2021 e aos primeiros dois meses de 2022 – até ao início do projeto -, como o work-in-process (WIP) entre postos ou o fator “qualidade” do OEE, obtido através do indicador recolhido, na empresa, da percentagem de NC. Em relação à disponibilidade das máquinas, esta é sustentada pelos dados recolhidos durante algumas semanas iniciais do projeto, e que se encontram no Apêndice II – Disponibilidade das máquinas de Torneamento e Fresagem, isto, porque, até ao início do projeto, este indicador não era recolhido pela empresa. Em ambos os centros, a disponibilidade poderá estar sobredimensionada, uma vez que foi obtida com a divisão do tempo de maquinação da máquina, em cada turno, pelo tempo desse turno. Contudo, este tempo de maquinação poderá conter formas de retrabalho, ou, então, atividades que não acrescentam valor, mas que exigem maquinação, contabilizando-se esse tempo no tempo de maquinação registado pela máquina automaticamente. Por último, no que diz respeito ao fator “velocidade” do OEE, este não foi possível de calcular, uma vez que não existem dados de velocidade padrão das máquinas, para cada ferramenta. Dessa forma, o indicador que se abordará, no CM, não será o OEE, mas sim o OEE parcial, que resulta da multiplicação apenas dos fatores “disponibilidade” e “qualidade”. Quanto ao VSM, como a empresa trabalha maioritariamente em termos monetários, tendo os seus dados em euros, resolveu-se elaborá-lo, tanto para o número de ferramentas, como em valor monetário. Sendo assim, para se fazer a conversão, tendo em conta o ano de 2021 e todas as vendas com passagem no CM, verificou-se que o preço médio de uma ferramenta da família E991 é de 924.83€. Como a conversão foi de valor monetário para quantidade, é normal o aparecimento de quantidades, quer de WIP, quer de procura, com casas decimais.
47 Observa-se, então, no VSM, que, no Torneamento, uma peça (pç), ou seja, uma ferramenta para o cliente, demora, em média, 40.05 minutos para ficar concluída numa máquina CNC. Contudo, existem duas máquinas CNC, que podem trabalhar em simultâneo, o que leva o tempo de ciclo do processo a ser de 20.03 minutos. O tempo de setup médio para este tipo de ferramentas é de 20.68 minutos. Além disso, neste PT, existem 2 operadores, distribuídos por 2 turnos diários de 8 horas, com intervalo de 10 minutos cada turno. Estes operadores também são responsáveis pelo processo seguinte, a Furação, ou seja, dividem-se entre estes dois processos. Neste posto, o WIP tem sido, em média, para ferramentas E991, de 13426.82€, que representa cerca de 14.52 ferramentas. A disponibilidade apresenta um valor médio, para as duas máquinas, de 51.92%, e a percentagem de NC detetadas no período analisado foi de 0.59%, o que indica que o fator “qualidade” do OEE é de 99.41%. De notar que a empresa recolhe os dados de WIP totais, em termos de valor (€), diariamente em cada posto, e para se chegar ao WIP para apenas a família E991, multiplicou-se a média de WIP no posto pela percentagem, em termos de valor monetário, que as ferramentas E991 influenciam as vendas totais - 54.07%. De seguida, vem a Furação, que se caracteriza por, numa máquina que requer um operador para a usar, fazer-se um furo central, na parte de trás da ferramenta, ou seja, no cone. Aí, são novamente os mesmos dois operadores do Torneamento que operam. Em relação a dados quantitativos, o WIP é de cerca de 12 peças, ou seja, 11097.96€; o TS é de 6.17 minutos e o TC de 8.33 minutos; e não foi associada nenhuma NC ao processo em questão, no período analisado. Por último, no CM, para a família E991, vem a Fresagem de construção soldada, havendo três máquinas CNC que se dedicam à produção deste tipo de ferramentas, que são controladas por dois operadores, que trabalham apenas num turno diário de 8 horas, com intervalo de 10 minutos. Neste processo, o TS é de 22.57 minutos; o TC de 77.20 minutos, que, como as máquinas podem operar ao mesmo tempo, faz com que se consiga obter uma ferramenta a cada 25.73 minutos; a disponibilidade das máquinas, em média, de 60.18%; e a qualidade analisada, no período em questão, de 99.65%. O WIP médio de ferramentas E991 é de cerca de 14.84 ferramentas. Tendo em conta o objetivo diário do CM (15500€), que, multiplicado pela percentagem de valor monetário de ferramentas E991 (54.07%), leva a uma procura diária de 8380.85€ de ferramentas deste tipo, calculou-se o lead time (LT) no centro, para todas as ferramentas, o qual apresenta um valor de 4.56 dias. Para este cálculo, teve-se em conta o objetivo diário e não a procura do cliente, pois o objetivo do projeto é começar a atingir esse objetivo, que está definido pela empresa também com base na procura do cliente e na capacidade do CM.
48 Figura 27. VSM do estado do CM, no início do projeto. Quanto à percentagem de valor acrescentado, face ao tempo que as ferramentas passam pelo CM, esta foi calculada separadamente para o PT do Torneamento, que envolve os processos Torneamento e Furação, e para a Fresagem de CS, uma vez que os dois processos não têm os mesmos turnos. A fórmula de cálculo deste valor está presente na Equação 10. % 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑐𝑟𝑒𝑠𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑐𝑟𝑒𝑠𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜 𝐿𝑒𝑎𝑑 𝑇𝑖𝑚𝑒 Equação 10. Fórmula de cálculo da percentagem de valor acrescentado. Com a Equação 11, é possível verificar que apenas 1.76% do tempo é de valor acrescentado, para este tipo de ferramentas, no PT do Torneamento. % 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑐𝑟𝑒𝑠𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜 (𝑃𝑇 𝑇𝑜𝑟𝑛𝑒𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜) = 40.05+8.33 (1.60208+1.32420)×(8×60−10)×2 =1.76% Equação 11. Percentagem de valor acrescentado no PT do Torneamento. Já no que diz respeito à Fresagem de construção soldada, a percentagem de tempo de valor acrescentado é de 10.03%, como expresso pela Equação 12.
49 % 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑐𝑟𝑒𝑠𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜 (𝐹𝑟𝑒𝑠𝑎𝑔𝑒𝑚− 𝐶𝑆)= 77.2 1.63763×(8×60−10)=10.03% Equação 12. Percentagem de valor acrescentado no PT de Fresagem de CS. Em relação ao Takt Time , este também foi calculado separadamente para o PT do Torneamento e para a Fresagem de CS, pela mesma razão indicada. O cálculo deste tempo para o PT do Torneamento está representado na Equação 13, e mostra que o objetivo (34 ferramentas) é atingido, caso o TC das ferramentas E991 seja representativo da maior parte das ferramentas que passam no PT do Torneamento, pois este é menor que o TT (103.75 minutos). 𝑇𝑇 (𝑃𝑇 𝑇𝑜𝑟𝑛𝑒𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜)=(8×60−10)×2 9.06 =103.75 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 Equação 13. Takt Time do PT de Torneamento. No que diz respeito à Fresagem de CS, o TT de 51.88 minutos é obtido através da Equação 14, e mostra que o objetivo também é atingido, pois o TC (25.73 minutos) é menor que o TT. 𝑇𝑇 (𝐹𝑟𝑒𝑠𝑎𝑔𝑒𝑚−𝐶𝑆)=8×60−10 9.06 =51.88 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 Equação 14. Takt Time do PT de Fresagem de CS. Tendo em conta estes dados, foram verificados os problemas principais no centro: elevado tempo de setup no Torneamento e na Fresagem, elevado WIP, baixa percentagem de tempo de valor acrescentado, e a baixa disponibilidade das máquinas CNC de ambos os PT. Um facto importante é que no parâmetro “qualidade”, diretamente ligado à percentagem de NC, a empresa tem como objetivo, no centro, que este não seja inferior a 95%, o que está a ser cumprido exemplarmente, e, por isso, não será alvo de análise. 4.5 Descrição dos processos pertencentes ao Centro de Maquinagem Para melhor se compreender cada um dos processos, e todas as suas etapas, realizou-se um gráfico de análise do processo (GAP) para cada um deles, para a família E991. Um facto importante é que, tanto no Torneamento, como na Fresagem, trabalha-se em lotes, consoante o tamanho da OF, e, tendo em conta os dados do período analisado para o VSM, os pedidos de ferramentas da família E991 são, em média, de 3 ferramentas. Ou seja, uma OF apresenta, em média, 3 ferramentas iguais. Outro facto relevante é que, no PT do Torneamento, que contempla os processos de Torneamento e Furação, apenas se picam uma vez as caixas no Autoflow , não havendo distinção, nessa plataforma, e nos dados que abrange, entre os processos Torneamento e Furação.
56 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝 𝑚é𝑑𝑖𝑜 (𝐹𝑅𝐸𝑆)= 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝 ú𝑛𝑖𝑐𝑜 3+ 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝 𝑟𝑒𝑝𝑒𝑡𝑖𝑑𝑜 = 26×60+49 3+13×60+38 = 1354.33 𝑠𝑒𝑔 = 22.57 𝑚𝑖𝑛 Equação 16. Tempo de setup médio para a Fresagem de construção soldada, para uma ferramenta da família E991. Posto isto, as operações que constituem a Fresagem de construção soldada dividem-se da seguinte forma: 1) Troca de aperto da máquina: Semelhante ao que acontece no Torneamento, este processo também não ocorre sempre, mas apenas se as ferramentas de OF seguidas tiverem sistemas modulares diferentes. Neste caso, também é controlado o batimento deste aperto, para ser equilibrado. 2) Obter coordenadas da ferramenta: Na Fresagem, a máquina trabalha a mais eixos do que no Torneamento e, por isso, é necessário indicar, inicialmente, no programa da máquina, qual a posição exata da ferramenta, quando é colocada na máquina. Para isso, e devido ao número de eixos em que trabalha, na ferramenta, para além de ser indicada a coordenada inicial em termos de “z” – vulgarmente conhecida como “tirar 0 ao aperto” -, é também necessária a coordenada em “a” – “indexar radialmente a ferramenta” -, para o qual é necessário o instrumento nível. 3) Verificar/ corrigir programa: Nesta etapa, os operadores recebem o programa de Fresagem, vindo do Dpt de Programação, e corrigem os dados que não estão corretos, que são essencialmente a posição das ferramentas de maquinação e a sua velocidade de rotação. 4) Medir ferramentas de maquinação: Com base no programa e nas ferramentas de maquinação necessárias, os operadores vão medir essas ferramentas, deslocando-se a uma máquina própria para isso – Zoller . 5) Trocar ferramentas de maquinação: Após medidas, as ferramentas são colocadas na torreta da máquina, retirando-se as que, no momento, estavam a ocupar as posições necessárias. E as medidas dessas ferramentas são, então, indicadas no monitor da máquina, ao observarem-se as etiquetas que a máquina de medição gerou, contendo o comprimento das ferramentas de maquinação. 6) Fresagem: O processo em si, que determina o formato da ferramenta. Ainda assim, este não é executado de uma só vez, pois, à semelhança do que acontece no Torneamento, mas com muita mais frequência, existem paragens sempre que se vai recorrer a uma nova ferramenta de maquinação, presente na torreta da máquina – “cabeçalhos”. Nelas, o operador verifica
57 cuidadosamente a aproximação da nova ferramenta de maquinação, à ferramenta para o cliente, e pode também verificar o estado da ferramenta para o cliente, ou verificar a parte do programa com a nova ferramenta de maquinação. 7) Controlar ferramenta: Terminada a fresagem, o operador verifica as condições das ferramentas de maquinação, pois estas podem ter-se deteriorado durante o seu processo de maquinação, e ser, com isso, necessário repetir alguma operação. Além disso, também verifica se a ferramenta para o cliente está de acordo com o pretendido, quer visualmente, quer manualmente, ao ir buscar os bits de PCD ou pastilhas simuláveis destes, e verificando se assentam corretamente nas superfícies necessárias. Como último controlo da ferramenta, e já depois de retirar esta da máquina, o operador verifica os furos de lubrificação – furos interiores com diâmetro reduzido, que permitirão o líquido de lubrificação passar na ferramenta, enquanto esta maquina –, com uma pistola de ar. 8) Finalizar ferramenta: Conjunto de processos que servem para aperfeiçoar a ferramenta, tendo em conta aquilo que a fresagem possa não ter deixado tão bem executado. a. Rebarbar: Esta operação é feita principalmente com uma lima, e serve para retirar algumas imperfeições que a ferramenta possa ter ficado após a fresagem, como por exemplo as presentes na Figura 31. Figura 31. Imperfeições resultantes da fresagem, que são retiradas com rebarbagem. b. Afundar a equilibragem: Tal como a rebarbagem, este processo é executado para aperfeiçoar o que possa não ter ficado tão bem durante a fresagem, neste caso, os furos de equilibragem. Estes furos são necessários para, na Montagem, se equilibrar a
58 ferramenta, caso seja necessário. Basicamente, na Montagem verifica-se se a ferramenta está distribuída uniformemente ao longo do eixo central e, caso tenha mais massa em alguma parte, colocam-se pernos/parafusos no lado oposto, nestes furos executados na Fresagem, até equilibrar a ferramenta. c. Aplicar óleo: Operação feita no cone da ferramenta, para evitar que este oxide. 9) Fechar OF: Por último, dá-se o processo normal de fechar a OF, ao preencher-se a checklist associada, picar-se a caixa associada à OF no computador, indicando o fim da passagem das ferramentas no PT da Fresagem, e levando-se a caixa da OF ao PT seguinte. Tal como é apresentado no final do Apêndice V – Gráfico de análise de processo da Fresagem de CS, para um lote de 3 ferramentas, o tempo de setup é constituído por: 48 minutos e 6 segundos, relativos a operações que não acrescentam valor; 8 minutos e 40 segundos são transportes; 10 minutos e 56 segundos para inspeções e confirmações de material de maquinação e da ferramenta para o cliente; 1 segundo relativo à colocação da ferramenta acabada no PT seguinte - armazenamento. Já no que ao TC diz respeito, para as 3 ferramentas, ele é de 3 horas, 51 minutos e 36 segundos, ou seja, para uma ferramenta apenas, é de 1 hora, 17 minutos e 12 segundos, tal como já tinha sido apresentado no VSM presente na Figura 27. 4.6 Análise aos problemas do Torneamento Depois de se ter verificado que a disponibilidade das máquinas de Torneamento era baixa, no VSM, foi importante verificar as causas para tal situação, entre outros problemas. Escolheu-se, assim, atuar essencialmente sobre a disponibilidade, pois esta está relacionada com todos os outros problemas encontrados no VSM. 4.6.1 Problemas que levam à baixa disponibilidade das máquinas de Torneamento Partindo da observação diária do centro produtivo, detetaram-se várias causas para a baixa disponibilidade das máquinas CNC de Torneamento, que se podem dividir em 5 parâmetros principais, tal como descreve o diagrama de Ishikawa presente na Figura 32: mão-de-obra, método, máquina, material e meio-ambiente.
59 Figura 32. Diagrama de Ishikawa relativo à baixa disponibilidade das máquinas de Torneamento. Sendo assim, no que diz respeito ao método, destacam-se vários problemas que originam a paragem de máquinas: • Problema de Serragem, que se refere à troca de ideias entre o operador do Torneamento e o operador de Serragem, devido a ferramentas não virem dentro das especificações necessárias, como, por exemplo, o comprimento defeituoso; • Retirar dados do desenho, que não vieram do Departamento de Desenho; • Tempo de setup ; • Retrabalho, que se caracteriza por fazer mais do que uma vez a mesma operação, porque esta não estava correta na primeira vez; • Verificação da carga de trabalho, para confirmar o que deverá entrar a seguir no posto de trabalho; • Procura por materiais necessários à maquinação da ferramenta; • Reunião de troca de turno, que serve para o operador do 2º turno perceber o estado do trabalho no PT; • Controlo de subcontratação, que se resume ao controlo após determinada ferramenta ter tido alguma operação pertencente ao Torneamento subcontratada, e ser necessário controlar a forma como esta regressa à empresa; • Ocupação com TN-0020, essencialmente devido ao operador das CNC de Torneamento também ser responsável pela Furação no TN-0020;
60 • Ocupação com outra máquina CNC. Como o operador é responsável pelas duas máquinas CNC, muitas vezes uma delas está parada porque o operador está ocupado com a maquinação da outra. Em relação à mão de obra, destacam-se os seguintes problemas, que originam a baixa disponibilidade das máquinas: • Discussão de problema com outro operador; • Esclarecimento de dúvida com capitão de equipa do centro, que pode ser sobre a carga de trabalho no posto, o planeamento diário, etc; • Distração, que se baseia essencialmente em conversa com outros operadores, sobre temas que não o trabalho no PT; • Ausência do PT, que se caracteriza por o operador sair do PT para algo que não esteja relacionado com o trabalho no PT, como, por exemplo, prolongar o tempo de intervalo; • Processo burocrático entre operador e empresa. Neste caso, estão contidas as respostas a emails , a justificação de faltas no portal do colaborador, entre outras. Quanto às máquinas, observam-se as seguintes causas para a baixa disponibilidade: • Problemas com máquinas, como avarias. • Manutenção da máquina, podendo ser aumentar o nível de lubrificação, ou então, num caso mais específico, retirar as limalhas, de forma manual, das máquinas. No que diz respeito ao material, observam-se os problemas: • Falta de material necessário à maquinação das ferramentas, o que origina esperas por este ou procura noutros PT por ele; • Problemas com ferramentas de maquinação, como, por exemplo, brocas partidas ou pastilhas das ferramentas de maquinação deterioradas após algum tempo de uso, sendo necessário substituí-las. Por último, em relação ao meio-ambiente, as máquinas param algumas vezes para:
61 • Manutenção do PT, como, por exemplo, varrer as limalhas que o TN-0020 origina, ou limpar o líquido de lubrificação que fica mal limpo nas ferramentas após estas saírem da máquina, e acaba por sujar o chão. 4.6.2 Análise ABC às causas da baixa disponibilidade das máquinas, no Torneamento Para se verificar, dentro das causas que originam a baixa disponibilidade das máquinas de Torneamento, qual o impacto de cada uma, realizou-se uma análise a 2 turnos de cada um dos operadores do PT em questão, e a cada máquina. Nessa análise, recolheu-se o tempo de paragem de cada máquina – TN0015 e TN-0016 – e a razão por qual essas máquinas paravam. Com base nessa análise, foi realizado o diagrama de Pareto presente na Figura 33, que tem como base os dados da Tabela 43, do Apêndice VI – Distribuição dos problemas, do Torneamento e da Fresagem, que levam a paragem de máquinas. Figura 33. Análise ABC das causas que levam à baixa disponibilidade das máquinas de Torneamento. Nesta análise, foi possível perceber que cerca de 80% do tempo de paragem das máquinas é resultado do setup – 46.20%, da ocupação com a outra máquina CNC – 24.07% e da ocupação com a TN-0020 – 10.08%, que maioritariamente se prende com a operação de Furação. Ainda assim, embora esta análise seja relativa às duas máquinas, importa destacar apenas uma delas, a TN-0015, uma vez que, nesta máquina, existe outro problema pertencente a 80% do tempo de máquina parada – o tempo de manutenção da máquina, que é responsável por 3.84% do tempo paragem de máquina, tal como demonstrado na Figura 34. 46,20% 70,27% 80,35% 0,00% 20,00% 40,00% 60,00% 80,00% 100,00% 120,00% 0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 Tempo (min) Freq. Ac.
62 Figura 34. Análise ABC das causas que levam à baixa disponibilidade da máquina TN-0015. 4.6.3 Distribuição do tempo de setup que afeta a disponibilidade, no Torneamento Com a análise anterior, percebeu-se que o setup é o principal responsável para as paragens das máquinas de Torneamento, porém, esse setup engloba várias etapas, tal como já demonstrado no Apêndice III – Gráfico de análise de processo do Torneamento. Assim, tornou-se importante também verificar que etapas são as principais responsáveis por esta paragem de máquinas, dentro do tempo de paragem total por setup . A Figura 35 ilustra os resultados obtidos com essa análise. Nela, pode-se verificar essencialmente que a etapa de setup do Torneamento que origina maior paragem de máquinas é a troca de ferramenta da mesma OF, ou seja, quando se repete a operação anterior noutra ferramenta pertencente à OF, algo que acontece porque se trabalha em lotes, ou seja, por exemplo, quando se faz o desbaste a uma ferramenta de uma OF e depois não se continuam as seguintes operações na mesma ferramenta, mas troca-se, na máquina, para outra ferramenta da OF para também ser realizado o desbaste; seguida da troca de operação, dentro da mesma OF, que contêm as chamadas da parte do programa que vai entrar a seguir e poderá conter alguns controlos visuais da ferramenta. 39,25% 66,75% 77,06% 80,89% 0,00% 20,00% 40,00% 60,00% 80,00% 100,00% 120,00% 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 400,00 Tempo de paragem (min) Freq. Ac.
63 Figura 35. Distribuição do setup, que origina paragens das máquinas de Torneamento. 4.6.4 Causas-raiz dos problemas que levam à baixa disponibilidade das máquinas de Torneamento Tendo em conta os problemas que originam 80% do tempo de paragem das máquinas, foi feita uma análise para identificar as causas desses problemas, para, com isso, poder atuar nessas causas. Para tal, utilizou-se a ferramenta “5 Porquês”, tal como indicado na Tabela 5. Assim, pode-se verificar que, para o problema “ setup elevado”, a causa-raiz assenta no facto de existirem muitos desperdícios nesse setup . Este é um problema genérico, onde não foi tão útil os “5 Porquês”, mas sim o GAP realizado, em que dá para identificar os principais desperdícios a nível de setup . Quanto à paragem de uma máquina por o operador estar ocupado com a outra máquina CNC, isto devese aos problemas apontados em geral, na Figura 32, para as paragens das máquinas, e que levam o operador a estar concentrado na outra máquina, para colocá-la a maquinar novamente. Mas, para além disso, não existe um procedimento que define o critério para escolher a máquina a atuar, quando ambas estão paradas, podendo o operador atuar numa cuja operação necessária seja demorada, quando a outra começaria novamente a maquinar com uma operação mais simples.
64 Tabela 5. "5 Porquês" para as principais causas que resultam na baixa disponibilidade no Torneamento. Em relação à ocupação com a TN-0020, isto deve-se essencialmente ao facto de o operador ser responsável tanto pelo processo de Furação, como pelo de Torneamento. A juntar a isso, é também na TN-0020 que os operadores retificam os cones, polindo-os com uma lixa. Isto acontece, uma vez que os operadores da Fresagem reclamam que estes cones das ferramentas estão deteriorados e vão gerar problemas de maquinação. A razão para esta deterioração é o facto de que, como se trabalha em lotes, as ferramentas estão sempre a ser colocadas e retiradas da máquina para fazer cada uma das operações, a cada uma das ferramentas da OF. Durante esta troca, podem ficar limalhas, resultantes da maquinação, no aperto presente na máquina, e, como o operador limpa o aperto com a pistola de ar, estas podem persistir mesmo após essa limpeza, fazendo com que o cone da ferramenta, ao ser inserido na máquina, e no aperto, exerça pressão sobre essas limalhas, e fique marcado/ deteriorado. E, em relação ao problema específico na TN-0015, manutenção da máquina, este tem a ver essencialmente com o facto de o operador ter de realizar manualmente o processo de retirar as limalhas da máquina, resultantes da maquinação das ferramentas, por o tapete desta máquina estar avariado. À medida que a máquina vai trabalhando, acumula então as limalhas, tal como ilustra a Figura 36, Problema Porquê? Porquê? Porquê? Porquê? Porquê? 1) Setup elevado. Vários desperdícios no setup das operações. Operador escolhe máquina a atuar, quando ambas estão paradas, quase de forma aleatória. Operador não tem critério definido para escolher máquina a atuar, quando ambas estão paradas. Não existe um procedimento que define o critério para escolher a máquina a atuar, quando ambas estão paradas. Problemas apresentados para paragens de máquinas. Operador tem de fazer processo de furação, para este processo não ser “ bottleneck ”. Operador responsável por ambos os processos: Torneamento e Furação. Operador tem de retificar/ polir cones. Cones vão para a Fresagem com marcas/ danificados. Cones ficam danificados nas máquinas de Torneamento. Apertos onde cones acoplam nas máquinas não são bem limpos entre operações. Processo de limpar cones com risco de ser mal executado, por ser feito com pistola de ar. 4) Manutenção da TN-0015. Alta frequência de necessidade de operador retirar limalhas da TN-0015. Retirar limalhas da máquina TN-0015 é feito de forma manual pelo operador. TN-0015 não filtra limalhas automaticamente. Tapete da TN-0015 avariado. 2) Ocupação com outra máquina CNC. 3) Ocupação com TN-0020.
65 chegando a um ponto em que é impossível continuar a maquinar, e o operador tem, então, de retirar essas limalhas manualmente. Figura 36. Limalhas acumuladas na TN-0015. Tendo em vista toda esta análise, importa também realçar a causa-raiz das máquinas estarem paradas constantemente, quer por se estar na outra máquina CNC, quer por se estar na TN-0020, por se fazer uma operação simples de setup , ou qualquer outra razão já apontada. O motivo principal são os tempos de ciclo muito curtos de operações que constituem o Torneamento, à exceção dos desbastes, tal como se pode verificar no Apêndice III – Gráfico de análise de processo do Torneamento. Isto faz com que o operador tenha de estar sempre dedicado às máquinas, e qualquer outra operação que não seja dedicada à máquina fará muito provavelmente com que esta fique parada, nem que seja no regresso do operador à máquina, para a voltar a pôr a maquinar, após se ter deslocado a algum lado. 4.6.5 Estratégia de maquinação Para a definição do TC médio de ferramentas da família E991, foi necessário aceder e verificar vários programas já realizados deste tipo, os quais contêm os tempos de maquinação afetos a cada uma das operações (desbastes, acabamentos, furos e escareações). Nessa análise, feita programa a programa, foi, ainda, detetado outro problema para além dos anteriormente identificados: a estratégia de maquinação. O que se detetou foi que a estratégia de maquinação é a comum: 1) desbaste à face; 2) acabamento à face; 3) desbaste ao diâmetro; 4) acabamento ao diâmetro. Contudo, para ferramentas cujo diâmetro
72 Figura 45. Análise ABC das causas que levam à baixa disponibilidade da máquina CM-0006. 4.7.3 Distribuição do tempo de setup que afeta a disponibilidade, na Fresagem de CS À semelhança do que foi feito com o Torneamento, o setup , que se apresenta como o maior problema para a disponibilidade das máquinas de Fresagem de construção soldada, também foi decomposto, para melhor se entender as suas etapas mais prejudiciais à disponibilidade média das máquinas do centro. Essa análise está expressa na Figura 46. Novamente, tal como acontece no Torneamento, a troca de ferramenta, quer seja dentro da mesma OF, ou então de uma nova OF, o que envolve a troca de aperto da máquina, são as principais etapas que baixam a disponibilidade das máquinas. Ainda surge uma terceira etapa que também é bastante significativa para a disponibilidade, que é a correção do programa vindo da Programação, com a alteração de variáveis como a velocidade de avanço ou a posição das ferramentas. 57,25% 71,98% 81,75% 0,00% 20,00% 40,00% 60,00% 80,00% 100,00% 120,00% 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Total Freq. Ac.
73 Figura 46. Distribuição do setup, que origina paragens das máquinas de Fresagem de construção soldada. 4.7.4 Causas-raiz dos problemas que levam à baixa disponibilidade das máquinas de Fresagem de CS À semelhança do Torneamento, para a Fresagem de construção soldada e seus problemas principais, também foram aplicados os “5 Porquês” para obter as respetivas causas-raiz, tal como demonstrado na Tabela 6. De forma geral, o setup elevado deve-se aos muitos desperdícios nele presentes, mais uma vez essencialmente analisados no GAP realizado; e os problemas com o Dpt de Programação dividem-se em três: falta de partes do programa, programa errado, e ausência de todo o programa, quando este é necessário nas máquinas. Estes três últimos problemas apresentam como causas-raiz a falta de conhecimento sobre os processos de fresagem, dos operadores da Programação; a inexistência de uma base de dados, que reúna os dados das ferramentas de maquinação presentes nas máquinas, e o método pouco automatizado para criar programas, que leva a que esta criação seja muito demorada.
74 Tabela 6. "5 Porquês" para os problemas que resultam na baixa disponibilidade da Fresagem. 4.7.5 Tempo de maquinação após término do turno, nas máquinas de Fresagem de CS Para além da disponibilidade das máquinas de Fresagem, existe outro parâmetro que deve ser alvo de análise: o tempo de maquinação após término do turno. Este tempo relaciona-se com as ferramentas que, após serem controladas e “acertadas” na primeira vez de uma dada OF, são deixadas, na máquina, a maquinar após o fim de turno. Para verificar a média diária deste tempo, para cada máquina, foram recolhidos dados referentes a 30 dias, expressos no Apêndice VII – Registo de tempos de maquinação após término do turno. Com estes dados, chegou-se a um tempo médio diário de maquinação após término de turno (TMATT) de 34.13 Problema Porquê? Porquê? Porquê? Porquê? Porquê? 1) Setup elevado. Vários desperdícios no setup das operações. Faltam partes da programação da ferramenta no programa. Operadores da Programação enviam programas errados para a máquina. Operadores da Programação não sabem que esses programas estão incompletos. Operadores da Programação não têm conhecimento suficiente sobre a forma como as máquinas CNC de Fresagem operam. Operadores da Programação não têm conhecimento suficiente sobre a forma como as máquinas CNC de Fresagem operam. Operadores da Programação não sabem que ferramentas estarão nas máquinas, e com que características. Não existe base de dados com ferramentas standard nas máquinas. Programação perde tempo a corrigir e alterar programas, após os ter enviado a primeira vez para a máquina respetiva. Programas vão errados para as máquinas. Operadores da Programação não têm conhecimento suficiente sobre a forma como as máquinas CNC de Fresagem operam. Tempo para fazer um programa muito elevado. Método seguido para fazer um programa pouco eficaz. Método para fazer programas pouco automatizado. 2) Problemas com Programação. Sem programa. Programação não acompanha ritmo de trabalho da Fresagem. Programa está errado. Ferramentas de maquinação presentes no programa são incompatíveis com formato da ferramenta.
75 minutos para a Fresagem de CS, distribuída da seguinte forma: 25.91 minutos na CM-0006, 28.56 minutos na CM-0014 e 47.93 minutos na CM-0020. Estes tempos são relativamente baixos, uma vez que, por exemplo, uma ferramenta da família E991 demora, em média, 1 hora e 17 minutos a ser fresada, havendo ferramentas a passarem das 4 horas de tempo de maquinação. Ou seja, assumindo que uma dessas ferramentas é colocada, perto do fim de turno, na máquina, o tempo de maquinação após término do turno, nessa máquina, nesse dia, seria cerca de 4 horas, o que é um valor muito superior à média diária de 34.13 minutos. 4.8 Análise aos problemas da Fresagem de aperto mecânico Em relação à Fresagem de aperto mecânico, tal como verificado no Apêndice II – Disponibilidade das máquinas de Torneamento e Fresagem, a máquina afeta a esta operação tem uma disponibilidade também muito baixa – 39.86%. Porém, para este centro não foi realizada uma análise tão profunda, por este não ser tão requisitado quanto a Fresagem de construção soldada, e, por isso, não se desenvolveu um diagrama de análise de processo. De uma forma geral, e comparativamente à Fresagem de construção soldada, este tipo de fresagem apresenta muitos mais controlos de cotas, pois são muitos mais os elementos que constituem este tipo de ferramenta, como se pode verificar com o exemplo da Figura 47, e também porque estas ferramentas serão de maior precisão do que as produzidas na construção soldada. Além disso, também são necessárias mais ferramentas de maquinação para elaborar ferramentas deste tipo, devido à sua complexidade e número de elementos. Figura 47. Exemplo de ferramenta produzida na Fresagem de aperto mecânico, e elementos controlados.
76 4.8.1 Análise ABC às causas da baixa disponibilidade das máquinas, na Fresagem de APM Neste tipo de fresagem, as causas principais para a baixa disponibilidade, tal como indica a Figura 48, proveniente da análise da Tabela 45, do Apêndice VI – Distribuição dos problemas, do Torneamento e da Fresagem, que levam a paragem de máquinas, são semelhantes às de CS, mas com maior incidência, isto é, o tempo de setup leva a maiores paragens que a CS e também se apresentam muitos mais problemas com a Programação, devido essencialmente à complexidade das ferramentas, e aos operadores da Programação não estarem também integrados com a forma de maquinação deste tipo de ferramentas, na máquina CNC. Além disso, surge um outro problema, que é o retrabalho, mas este está também muito relacionado com a Programação, pois o que o originou foram causas como voltar a chamar programas, após corrigidos pela Programação, sendo que, nesta máquina, os programas demoram um pouco mais de tempo a serem descarregados, pois não tem ligação direta à rede, ou seja, não ficam automaticamente na máquina após enviados pela Programação. Figura 48. Análise ABC das causas que levam à baixa disponibilidade das máquinas de Fresagem de aperto mecânico. 40,46% 69,24% 77,29%81,14% 0,00% 20,00% 40,00% 60,00% 80,00% 100,00% 120,00% 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Tempo (s) Freq. Ac.
77 4.8.2 Distribuição do tempo de setup que afeta a disponibilidade, na Fresagem de APM No que diz respeito à divisão do setup , que resulta em paragens de máquina, pelos motivos já explicados, as principais etapas deste são a troca de ferramentas de maquinação na máquina – 16.61%; a correção do programa – 12.96%; e o controlo de cotas – 11.08%. Esta distribuição pode ser vista na Figura 49. Figura 49. Distribuição do setup, que origina paragens das máquinas de Fresagem de aperto mecânico. 4.8.3 Tempo de maquinação após término do turno, nas máquinas de Fresagem de APM Tal como na Fresagem de CS, também foi explorado o tempo de maquinação após término do turno, na Fresagem de APM ao longo de 30 dias - expresso no Apêndice VII – Registo de tempos de maquinação após término do turno, tendo-se obtido um valor médio deste tempo, na CM-0007, de 22.90 minutos. 4.9 Análise às movimentações dos operadores do Centro de Maquinagem Como já revelado, um dos objetivos deste projeto também passa pela reestruturação do layout do CM. A necessidade desta mudança surge com a aquisição de uma nova máquina, por parte da empresa, para realizar ferramentas de aperto mecânico. Esta chega, pois, tal como já apresentado, a CM-0006 está com problemas de maquinação, e com constantes avarias, sendo o custo de reparação demasiado elevado. Desta forma, após a chegada da nova máquina de APM, a atual máquina responsável por esse processo – CM-0007 –, passará a ser utilizada para Fresagem de construção soldada.
78 Posto isto, e também com vista a melhorar a produtividade do centro, foi realizado um diagrama de Spaghetti , presente no Apêndice VIII – Diagrama de Spaghetti do CM, com todas as deslocações necessárias a cada operador, e motivos para essas deslocações. De notar que, no diagrama de Spaghetti realizado, alguns elementos foram retirados, como por exemplo as cargas de cada máquina, de forma a tornar mais fácil a representação das movimentações. Desta análise, foi possível extrair os seguintes problemas: • Retificadora plana - “plana” - utilizada apenas por operador da CM-0014 e operador da Soldadura, que não está representado, e longe destes; • Operadores da Fresagem com longos percursos para picarem caixas, no “PC”; • Longos percursos dos operadores da Fresagem para realizarem operações na TN-0020; • Operadores de Fresagem de CS (CM-0006, CM-0020 e CM-0014) com longos percursos para irem medir ferramentas, irem buscar ferramentas ao armário automático – “Armazém de ferramentas” -, ou irem à mesa de Shrink ; • Máquina de equilibragem – “Maq. EQ.” – não utilizada; • “Armário 4” pouco utilizado; • “Mesa 3” unicamente utilizada por operador da CM-0014, e longe deste; • Deslocação relativamente longa do operador da CM-0014 para finalizar ferramentas à “Mesa 1” ou “Mesa 4”, consoante ocupação destas; • CM-0016 não utilizada; • “Armário 1” e “Armário 2” colocados numa posição central, obstruindo movimentações diretas entre máquinas de Fresagem, caso um operador tenha de controlar alguma das máquinas mais à esquerda (CM-0007 e CM-0014) e, ao mesmo tempo, alguma das máquinas mais à direita (CM-0020 e CM-0006). A juntar a isso, estes armários são altos, cortando a visão entre estas máquinas, caso um operador esteja a controlar máquinas de ambos os lados, podendo não se aperceber de que uma máquina parou de maquinar; • Longo percurso do operador do Torneamento para utilizar utensílio para troca de ferramenta na “Mesa 2”.
79 De notar que, para além das deslocações apontadas, existem ainda outras, relativamente frequentes, que excedem a área do CM. Estas são as idas dos operadores de Fresagem ao Departamento da Programação, para reclamar algum problema a nível de programação; e a ida à Soldadura, para levar a caixa com a OF realizada, após a ter picado no computador. O tamanho dessas deslocações, apesar de não estar representado, pode ser analisado na Figura 15.
80 5. PLANO DE AÇÕES Com base em todos os problemas encontrados na fase de diagnóstico para o CM, foram realizados planos de ações para todos os centros que o constituem. Antes de estes serem demonstrados, é importante referir que não foi elaborado o VSM de estado futuro, uma vez que não será alterada a sequência do fluxo de valor, mas apenas serão aplicadas melhorias que reduzam o TS e o WIP, e aumentem a disponibilidade. Ou seja, no VSM de estado futuro, apenas diferiria o valor do TS, do WIP e da disponibilidade em cada centro, relativamente ao do estado inicial. 5.1 Plano de ações de melhoria do Torneamento Começou-se, então, por definir um plano de ações para o Torneamento, de forma a diminuir os problemas que afetam a produtividade deste centro. 5.1.1 Análise ICE aos problemas menores do Torneamento Para além dos problemas que resultam em 80% das paragens de máquinas, foi importante verificar, dentro dos problemas restantes, aqueles que seriam passíveis de melhorar, com maior impacto, maior confiança nos resultados esperados e maior facilidade, ou seja, os que tivessem maior pontuação ICE, tal como demonstra a Tabela 7. Uma nota importante é que, para a obtenção do fator “impacto”, foi tida em conta a Tabela 43, do Apêndice VI – Distribuição dos problemas, do Torneamento e da Fresagem, que levam a paragem de máquinas. Assim, as percentagens pertencentes a cada problema que resulta em paragens descrevem o “impacto” que as melhorias teriam em termos de paragem de máquinas. Esse impacto é calculado com a multiplicação da percentagem que cada problema apresentou, para paragem de máquinas, pelo tempo total percentual de paragem de máquinas, ou seja, a “não disponibilidade” – 48.08%. Os restantes fatores foram avaliados dentro de uma gama de valores de 0 a 10, consoante aquilo que eles indicam, que já foi definido no Capítulo 2.4.5, sendo 0 o valor mínimo a atribuir, caso não se tenha nenhuma confiança ou facilidade na implementação daquela ação, e 10 caso se tenha plena confiança ou então total facilidade na implementação daquela ação. Outro aspeto que se teve em consideração foi o facto de que as melhorias “significativas” seriam as que apresentassem um índice ICE superior a 25. Assim, verificou-se que o problema de verificar a carga de trabalho, corrigido com a colocação mais visível da carga de trabalho, a desorganização do PT e o problema com o Dpt de Desenho são os três
81 problemas em que mais facilmente se atua, trazendo ganhos significativos, uma vez que têm a pontuação ICE maior: 27, 52.08 e 28, respetivamente. Tabela 7. Análise, através do critério ICE, aos problemas menores do Torneamento, que resultam em paragens de máquinas. Quanto aos problemas com o Desenho, estes relacionam-se com a falta de cotas, na folha impressa do desenho de Torneamento, presente na caixa da OF, cotas essas necessárias para os operadores de Torneamento controlarem a ferramenta, e que, devido a essa ausência, provocam a deslocação dos operadores ao computador para, após abrirem o desenho em Autocad LT , retirarem as cotas que faltam na folha impressa do desenho. Problema Solução Impacto ( I ) Confiança ( C ) Esforço ( E ) Pontuação ICE Sem material de maquinação Verificar dados de stock, e duplicar artigos necessários às duas máquinas. 2,24 5 2 22,4 Retrabalho Analisar as causas de retrabalho (erro do operador, erro de processo anterior, problema da máquina, etc), e atuar sobre elas. 2,22 4 2 17,76 Problema com ferramenta de maquinação Diminuir velocidade de avanço da ferramenta; testar várias ferramentas diferentes, e escolher a melhor; mudar materiais das ferramentas, para menos resistentes. 1,81 5 1 9,05 Colocar carga de trabalho mais visível e com maior facilidade de acesso. 0,6 5 9 27 Libertar CE da responsabilidade de controlar máquinas de Fresagem. 0,65 9 2 11,7 Desorganização do PT Organizar gavetas das brocas e das pinças. 1,24 6 7 52,08 Discussão de problema com outro operador Verificar razões para discussão de problemas, e dar formação aos operadores para evitar tais problemas. 0,59 4 2 4,72 Problema com Desenho Reunir cotas necessárias, e indicar ao Dpt. Desenho. 0,5 7 8 28 Esclarecer dúvida com CE Verificar razões para dúvidas, e dar formação aos operadores. 0,49 4 2 3,92 Problema de Serragem Alterar forma de Serragem. 0,34 8 1 2,72 Verificar carga de trabalho
88 Tabela 13. Análise, através do critério ICE, aos problemas menores da Fresagem de APM, que resultam em paragens de máquinas. E apenas se encontrou outra melhoria com índice superior a 25, que foi o problema de Desenho, em especial na Fresagem de APM – pontuação ICE de 75.06. Isto acontece, também, pois algumas das cotas utilizadas pelos operadores de Torneamento são usadas pelos operadores da Fresagem, ou seja, faltando essas cotas para os operadores do TORN50, também podem faltar para a Fresagem. 5.2.2 5W2H para os problemas principais da Fresagem Para a Fresagem, a abordagem utilizada foi, mais uma vez, a mesma que no Torneamento, chegandose ao plano de ações presente na Tabela 14 e na Tabela 15, com base na ferramenta 5W2H. Problema Solução Impacto ( I ) Confiança ( C ) Esforço ( E ) Pontuação ICE Falta de material necessário Aumentar artigos presentes na empresa, ficando o CM com artigos exclusivos para uso próprio. 1,56 5 3 23,4 Esclarecer problema com Supervisor de Produção 3,75 Verificar carga de trabalho 1,54 Tratar de ordens de compra/ subcontratação 2,96 Processo burocrático operador/ empresa 1,80 Problema com Desenho Reunir cotas necessárias, e indicar ao Dpt. Desenho. 1,39 6 9 75,06 Problema com ferramenta de maquinação Diminuir velocidade de avanço da ferramenta; testar várias ferramentas diferentes, e escolher a melhor; mudar materiais das ferramentas, para mais resistentes. 0,46 5 1 2,3 Desorganização do PT Definir pontos de melhoria de organização no plano 5S. 0,95 5 5 23,75 Fresagem - Aperto Mecânico 2 180,9 Libertar CE da responsabilidade de controlar máquinas. 9
89 Tabela 14. Plano de ações para a Fresagem, com base na ferramenta 5W2H (1ª parte). Em relação a este plano de ações, importa definir muito bem a razão do surgimento do sistema de presetting . O quê? "What?" Porquê? “Why?” Onde? “Where?” Quando? “When?” Quem? “Who?” Como? “How?” Quanto? “How much?” Aplicar SMED. Vários desperdícios no setup das operações. PT Fresagem. - Duarte Oliveira + Supervisor de Produção. 1) Separação de operações de setup em operações internas e externas. 2) Conversão de operações internas em operações externas. 3) Racionalização de operações internas e operações externas. - Formação dos operadores da Programação nas máquinas CNC. Operadores da Programação não têm conhecimento suficiente sobre a forma como as máquinas CNC de Fresagem operam. PT Fresagem. Setembro de 2022. Operadores da Programação. Diariamente, durante 2 meses, operadores da Programação reservarem 1 hora para assistirem aos operadores da Fresagem a trabalharem nas CNC. 44 horas de cada operador de Programação. Total: 88 horas. Criar macros para, de forma automática, se fazerem partes da programação. Método para fazer-se programas pouco automatizado. Dpt. de Programação Dezembro de 2022. Operadores da Programação + Responsável de informática da empresa. Verificar-se como se trabalha na Frezite Madeira (programação mais automatizada), e alterar macros para ficarem de acordo com a programação da FMT. - Substituir CM0006. CM-0006 deteriorada. PT Fresagem. Agosto de 2022. Supervisor de Produção + Diretor de Operações + Manutenção da Empresa. Adquirir nova máquina, para ocupar o lugar da CM-0006. Confidencial. Contratar novo funcionário para substituir CE no controlo de máquinas CNC. CE é responsável por vários processos de gestão do CM, e ainda tem de controlar máquinas, resultando na paragem destas em várias ocasiões. PT Fresagem. Julho de 2022. Diretor de Operações + Recursos Humanos da empresa. Abrir vaga para operador de CNC (Fresagem). Contratar funcionário com mais competências para o cargo. Salário de novo funcionário/ mês. (Confidencial) Criação de programa para planeamento do centro. Planeamento atual demorado, e feito de forma geral, e não por máquina. Tempo de maquinação após término do turno não rentabilizado. PT Fresagem. Setembro de 2022. Duarte Oliveira. Criação de programa, em Excel VBA, para CE inserir os dados relativos a cada dia, ficando o planeamento por máquina, e com informações para rentabilizar o tempo de máquina, após término de turno. -
90 Tabela 15. Plano de ações para a Fresagem, com base na ferramenta 5W2H (2ª parte). Desta forma, estando os operadores de Fresagem sobrecarregados com operações de preparação de ferramentas, deixando-os pouco disponíveis para ajudar o operador do TORN50 no processo de Furação na TN-0020, e, sendo uma das melhorias do Torneamento a passagem desta operação para os operadores de Fresagem, o sistema de pre-setting surge como uma reunião, em um único operador do CM, dos desperdícios do centro. Assim, tarefas como medir ferramentas, picar caixas, levar caixas ao PT seguinte, entre outras, deixam de ser executadas pelos operadores de Fresagem, passando a ser executadas por um único operador: o preparador. Com isso, reduz-se, à Fresagem, um elemento responsável pelo controlo de máquinas, mas os elementos que lá ficam começam a ser responsáveis apenas por esse controlo, não tendo de se preocupar com algumas etapas preparatórias. Ou seja, esses operadores, que ficam responsáveis pelo controlo de máquinas, terão mais máquinas para controlar por operador, mas também têm mais tempo para isso. Desta forma, o objetivo dos operadores de Fresagem passará por evitar, ao máximo, a paragem de máquinas, e o do preparador por garantir o abastecimento de elementos de maquinação, a um ritmo que garanta que os operadores associados às máquinas têm sempre os elementos necessários para maquinar as ferramentas para o cliente. 5.2.3 Plano de implementação de SMED na Fresagem De forma a identificarem-se eventuais melhorias na Fresagem, foi elaborado um plano SMED, para diminuir o setup desta operação, que se encontra na Tabela 16 e na Tabela 17. O quê? "What?" Porquê? “Why?” Onde? “Where?” Quando? “When?” Quem? “Who?” Como? “How?” Quanto? “How much?” Implementar sistema de Presetting . Fase preparatória de trabalho demorada. Operadores ocupados com vários processos, como finalizar ferramentas, e sem conseguirem preparar trabalho de iniciação à OF, como medir ferramentas, fazendo-o com máquinas paradas. Além disso, operadores da Fresagem precisam de tempo para começarem a fazer processo de Furação. Centro de Maquinagem. - Duarte Oliveira + Supervisor de Produção + CE do CM. 1) Definir premissas para o preparador e para a fase de preparação. 2) Implementar sistema de pre-setting . -
91 Tabela 16. Plano SMED para a Fresagem (1ª Parte). Das melhorias apontadas, importa destacar uma delas: o sistema de etiquetagem. Apesar de, quando o sistema de pre-setting estiver implementado, a etapa de medir ferramentas deixar de ser da responsabilidade dos operadores afetos às máquinas, mas sim do preparador, esta melhoria reduzirá o tempo de preparação de ferramentas por parte dele. Etapa do SMED Melhoria "What?" Motivo "Why?" Local "Where?" Prazo "When?" Responsável "Who?" Método "How?" Custo "How much?" 1. Separação de atividades de setup em externas e internas. Criar folha de preparação de trabalho. Operadores não preparam trabalho, fazendo atividades que deveriam ser externas, com a máquina parada. PT Fresagem Julho de 2022. Duarte Oliveira. Criar folha para colocar nas máquinas de Fresagem, onde se indica tudo o que os operadores devem preparar para cada operação. - Base de dados afeta a cada uma das máquinas, na Programação. Programas vêm com ferramentas standard , bem como velocidades de avanço incorretas, tendo que percorrer-se o programa a alterar as suas posições e velocidades. Dpt. de Programação Junho de 2022. Operador de Programação. 1. Recolher ferramentaria standard de cada máquina, e velocidades de avanço utilizadas para cada ferramenta de maquinação. 2. Criar base de dados, que converte automaticamente esses registos, consoante a máquina para onde se envia programa. - Utilizar lanterna para verificar furos. Com pistola de ar, verifica-se furo a furo, colocando o dedo na base da ferramenta, e verificando se sai ar. PT Fresagem Julho de 2022. Operadores da Fresagem. Colocar lanterna no furo de trás da ferramenta, e verificar saída de luz nos furos de lubrificação. 5,85 € (Lanternas) Sistema de etiquetagem. Mesmas ferramentas de maquinação a serem medidas várias vezes, apesar de não serem alteradas as características, pois não se guardam dados de medições de ferramentas. Inúmeras confirmações de posições das ferramentas na torreta das máquinas. PT Fresagem Agosto de 2022. Duarte Oliveira. 1. Comprar fitas magnéticas, para colar etiquetas, e guardaremse dados das ferramentas. 2. Criar quadro para cada máquina, para verificação da posição de cada ferramenta na máquina. 3. Definir procedimento para sistema de etiquetagem. 101 € (Fitas magnéticas de cores) 2. Converter atividades internas em atividades externas. 3. Racionalizar atividades internas e atividades externas.
92 Tabela 17. Plano SMED para a Fresagem (2ª Parte). Posto isto, a melhoria do sistema de etiquetagem surge devido à quantidade de ferramentas de maquinação medidas desnecessariamente. Isto acontece, pois as etiquetas, que saem da máquina de medição, contendo as medidas das ferramentas, medidas essas que são inseridas no programa da máquina, não são guardadas antes de se colocarem as ferramentas na máquina, para se voltarem a colocar após estas ferramentas serem retiradas da máquina, e guardarem-se, assim, os seus dados. Existe apenas um operador que tenta guardar essas etiquetas, colando-as no monitor da máquina enquanto ela maquina, e voltando a colocá-las nas ferramentas de maquinação, após a sua retirada da máquina. Contudo, como as etiquetas são em papel, acabam por rapidamente ficarem degradadas, devido às colagens e descolagens a que são submetidas, perdendo o efeito fixador, e acabando por irem para o lixo. E, além disso, o facto de serem inúmeras etiquetas coladas no monitor da máquina, torna confuso o processo de identificação da etiqueta associada a cada ferramenta de maquinação. Posto isto, sugere-se um novo sistema de etiquetagem para as etiquetas que contêm o tamanho da ferramenta, de forma a guardá-las entre utilizações da ferramenta a que estão associadas, e não tendo de estar a medir sempre as ferramentas. Ao mesmo tempo, este sistema deve garantir a visualização instantânea das ferramentas colocadas em cada posição da torreta de cada máquina. Etapa do SMED Melhoria "What?" Motivo "Why?" Local "Where?" Prazo "When?" Responsável "Who?" Método "How?" Custo "How much?" Programação fazer programas a partir da base da ferramenta. Programação faz programas consoante topo da ferramenta, o que é variável de OF para OF, e por isso se tira o 0 sempre para uma nova OF. Dpt. de Programação Setembro de 2022. Operadores de Programação. Fazer programas e estratégia de maquinação das ferramentas, tendo em conta a base do aperto, uma vez que esta é sempre igual para diferentes OF. - Criar macro de rebarbagem na Programação. As ferramentas não deveriam vir com tantas imperfeições após maquinadas. Dpt. de Programação Setembro de 2022. Operador de Programação + Dpt. de Informática da empresa. Verificar, na Frezite Madeira, macros utilizadas para se fazer a rebarbagem durante maquinação, e adaptar macros à fresagem da FMT. - Ferramentas declaradas pelo nome. Programas vêm com ferramentas de maquinação declaradas numa posição, tendo que garantir que as ferramentas estão nessas posições, ou então alterar as posições no programa, corrigindoo. Dpt. de Programação Outubro de 2022. Operador de Programação + CE do CM. 1. Criar um mecanismo de referenciação, que permita identificar as várias ferramentas no centro. 2. Declarar no programa o nome das ferramentas, e não as posições. - 2. Converter atividades internas em atividades externas. 3. Racionalizar atividades internas e atividades externas.
93 5.2.4 Plano de implementação de sistema de pre-setting Havendo a implementação de um sistema de pre-setting , de forma a eliminar tempo de preparação por parte dos operadores da Fresagem, tempo esse que deverá ser utilizado no processo de Furação, tornase importante definir as etapas de implementação do sistema de pre-setting . Estas etapas estão definidas na Tabela 18. Tabela 18. Plano de implementação de sistema de pre-setting. 5.3 Plano de ações de melhoria do layout do Centro de Maquinagem Tal como indicado, o layout do CM necessitava de uma reconfiguração, tendo em conta a chegada de uma nova máquina, e a saída de outra. Posto isto, foi realizado um plano de ações, para a reconfiguração desse layout , também com base na ferramenta 5W2H, tal como expresso na Tabela 19 e na Tabela 20. O quê? "What?" Porquê? "Why?" Onde? "Where?" Quando? "When?" Quem? "Who?" Como? "How?" Quanto? "How much?" Definição do preparador Preparador deve estar bem preparado para assumir tarefa de Presetting . Centro de Maquinagem. Agosto de 2022. Duarte Oliveira + Supervisor de Produção + CE do CM Criação de matriz de competências para a tarefa de preparação. - Colocação de carrinhos de abastecimento, para preparador. Necessidade de carrinhos, para preparador colocar ferramentas de maquinação e outros elementos requeridos para cada OF. Centro de Maquinagem. Setembro de 2022. Duarte Oliveira + Supervisor de Produção 1. Definição do nº de carrinhos de abastecimento necessários, para cada máquina. 2. Compra de carrinhos de abastecimento para cada máquina. ≈2500€ (8 Carrinhos) Criar fluxo de informação para o Presetting . Necessidade do preparador saber o que deve preparar a seguir. Centro de Maquinagem. Novembro de 2022. Duarte Oliveira + Supervisor de Produção + CE do CM + Operadores de Programação + Dpt de Informática 1. Conceção de macro na programação, no dashboard de Planeamento, para criação de lista de ferramentas necessárias para cada OF, e definição da máquina para a qual é cada programa. 2. Integração do programa de planeamento, por máquina, no dashboard de Planeamento. 3. Colocação de novo computador no CM, para preparador ter acesso ao dashboard . 800€ (Computador) 10.5€/mês (Licença de Office)
94 Tabela 19. Plano de ações para a reconfiguração do layout do CM, com base na ferramenta 5W2H (1ª parte). O quê? "What?" Porquê? "Why?" Onde? "Where?" Quando? "When?" Quem? "Who?" Como? "How?" Quanto? "How much?" Remoção da CM0016. CM-0016 não utilizada. Junho de 2022. - - Remoção do "Armário 4". "Armário 4" pouco utilizado. Junho de 2022. Distribuir artigos necessários do "Armário 4" por armários do Torneamento e Fresagem. - Remoção da "Maq. EQ." Máquina de equilibragem – “Maq. EQ.” – não utilizada. Junho de 2022. - - Colocar CM-0007 na perpendicular com a CM-0020. CM-0007 substituir função da CM-0006. Agosto de 2022. - - Rodar TN-0020. TN-0020 obstruindo a deslocação entre máquinas de Torneamento e PC e Zoller. Agosto de 2022. - - Colocar nova máquina (CM-0023) no local atual da CM0007. Chegada da nova máquina para APM. Setembro de 2022. - - Diminuir movimentação do operador do Torneamento até à "Mesa 2". Longo percurso do operador do PT Torneamento para utilizar utensílio para troca de ferramenta na "Mesa 2". Setembro de 2022. Comprar utensílio de troca de ferramenta, e colocar no PT do Torneamento, em específico, no TN-0020. 154€. Colocar retificadora plana junto a CM0014 e Soldadura. Retificadora plana utilizada apenas por operador da CM-0014 e operador da Soldadura e longe destes. Setembro de 2022. - - Operadores da Fresagem com longos percursos para picarem caixas, no “PC”. - - Operadores de Fresagem – CS com longos percursos para irem medir ferramentas, irem buscar ferramentas ao armário automático – “Armazém de ferramentas” -, ou irem à mesa de Shrink. - - Colocar elementos de medição e troca de ferramentas de maquinação numa posição central do centro. Centro de Maquinagem. Dpt de Manutenção da Empresa. Setembro de 2022.
95 Tabela 20. Plano de ações para a reconfiguração do layout do CM, com base na ferramenta 5W2H (2ª parte). Uma vez que se verificaram, também, as longas movimentações dos operadores de Fresagem ao Dpt de Programação, para discutir problemas de programação, foi sugerida a passagem do Dpt de Programação para a área do CM. Contudo, esta ação não foi aprovada pelo Supervisor de Produção, devido ao fluxo de informação existente entre os operadores do Desenho e da Programação, que requer, também, a proximidade destes para averiguar problemas. O quê? "What?" Porquê? "Why?" Onde? "Where?" Quando? "When?" Quem? "Who?" Como? "How?" Quanto? "How much?" "Mesa 3" unicamente utilizada por operador da CM-0014, e longe deste. Deslocação relativamente longa do operador da CM0014 para finalizar ferramentas à "Mesa 1" ou "Mesa 4", consoante ocupação destas. Colocar "Armário 1" e "Armário 2" numa das extremidades do centro. "Armário 1" e "Armário 2", obstruindo movimentações e visão entre máquinas de Fresagem. Setembro de 2022. - - 1180€. Comprar bancada de trabalho nova. Colocar bancada de trabalho junto à CM-0014. Centro de Maquinagem. Dpt de Manutenção da Empresa. Setembro de 2022.
96 6. IMPLEMENTAÇÃO DE MELHORIAS Depois de feito o plano para a implementação de melhorias, foram então aplicadas as mesmas. 6.1 Mudança do layout do Centro de Maquinagem Apesar de ter sido explorado em último lugar na fase de diagnóstico anteriormente apresentada, importa começar por definir as alterações a nível do layout do CM, pois essas alterações influenciam muitas das melhorias elaboradas. Assim, com base nos problemas encontrados no diagnóstico para os desperdícios em termos de movimentações, e no plano de ações definido para diminuir essas deslocações, foi definido um novo layout para o CM, representado na Figura 52. Figura 52. Novo layout do CM.
97 6.2 Implementação de melhorias no Torneamento Começando pelas melhorias no Torneamento, foram aplicadas várias, quer de um nível de complexidade reduzido, como de um nível de complexidade mais avançado. 6.2.1 Procedimento de priorização de atuação em máquinas Tal como observado, um dos problemas apontados para as máquinas estarem mais tempo paradas foi a atuação, de forma errada, na máquina que demoraria mais tempo a preparar para voltar a maquinar. Posto isto, com base nos tempos recolhidos para o gráfico de análise de processo do Torneamento, foram definidas prioridades de atuação nas máquinas, de forma aos operadores atuarem sempre na máquina cuja operação de setup é menor, para voltar a maquinar. Para os operadores verificarem essa prioridade, e assim atuarem corretamente, foi afixado nas máquinas de Torneamento um documento que contém essa prioridade, tal como ilustra o final da Figura 97, no Apêndice IX – Folhas de preparação de trabalho e prioridade de atuação nas máquinas do Torneamento. 6.2.2 Mecanismo de limpeza dos apertos das máquinas De forma a evitar que os cones das ferramentas tivessem de ser polidos, por ficarem degradados após saírem das máquinas, foi implementado um mecanismo de limpeza mais eficiente dos apertos das máquinas, que retira, mais eficientemente que a pistola de ar, as impurezas neles presentes. Este denomina-se cone fêmea de limpeza, e está ilustrado na Figura 53. Figura 53. Cone fêmea de limpeza de apertos HSK. 6.2.3 Reformulação do envio de cotas, por parte do Departamento de Desenho Para garantir que as cotas eram as necessárias para a realização do Torneamento, foram recolhidas essas cotas, com os operadores do Torneamento. Depois, para garantir que o Dpt de Desenho começaria
104 Figura 62. Dados de inserção, para execução da macro dos patins. Iterativamente, após o término da dissertação, seriam criadas mais macros de forma a melhorar cada vez mais a programação, e diminuir o tempo a ela associado. Definição da ordem de macros a implementar Para tal implementação, tornou-se importante definir uma ordem. Assim, criou-se o indicador “Implementação”, que define a ordem pela qual se devem implementar as sucessivas macros na Programação. Sendo assim, depois de se verificar todas as macros que são possíveis implementar na programação, deve-se determinar uma série de parâmetros para essas macros: • A percentagem de ferramentas que contém a característica para a qual vai ser implementada a macro. Por exemplo, no caso dos patins, cerca de 30% das ferramentas que passam no CM contêm essa característica. • O tempo de programação atual, ou seja, o tempo médio que demora a programar aquela característica na Programação. Por exemplo, no caso dos patins, o tempo médio de programação era de 55 minutos. • O tempo de programação futuro, isto é, o tempo que se vai demorar a programar aquela característica, com a implementação da macro. Este tempo pode ser estimado com a ajuda do Dpt de Informática, que realiza a macro, ou então, caso essa macro já exista, na FREZITE, na área de negócio da madeira, verificando-se quanto tempo se demora a aplicá-la.
105 • O ganho de tempo, ou seja, a diferença entre o tempo de programação atual e o tempo de programação futuro, que descreve quanto tempo se poupará, em termos de programação, na conceção daquela característica nas ferramentas, em cada ferramenta. • O tempo de implementação, que descreve o tempo estimado, pelo Dpt de Informática, para implementação de determinada macro. No caso dos patins, este tempo foi de 6 semanas. Depois, o fator “Impacto” revela-se como o produto da percentagem de ferramentas com determinada característica pelo ganho de tempo obtido com a implementação da macro. O indicador “Facilidade”, de forma a ser um indicador também crescente, ou seja, quanto maior, melhor, é o inverso do tempo de implementação da macro. Com a multiplicação desses dois indicadores, obtém-se o indicador “Implementação”, tal como demonstra a Figura 63. Assim, depois de se definir o valor desse indicador para as várias macros possíveis de implementar, deve-se implementar aquela em que o valor desse indicador é maior. Figura 63. Definição do indicador "Implementação" para macros na Programação. Posto isto, deve-se seguir o ciclo PDCA presente na Figura 64, implementando as várias macros sucessivamente, escolhendo sempre para implementar a que tem maior índice “Implementação”. Figura 64. Ciclo PDCA para implementação de macros na Programação.
106 6.4.2 Contratação de novo funcionário Tendo em conta a saída do operador afeto ao APM, contratou-se outro operador para o CM, ficando um dos operadores de Fresagem de CS a ter formação para maquinar APM, e o novo operador ficou responsável por CS. Ainda assim, até ao final da dissertação, ambos os operadores ainda estavam em formação, não garantindo total qualidade e quantidade nas respetivas operações. 6.4.3 Reformulação do envio de cotas, por parte do Departamento de Desenho A LS criada para o Dpt de Desenho, no Torneamento, também foi útil para os operadores da Fresagem. 6.4.4 SMED Folha de preparação de trabalho Para a Fresagem, foi criado também um documento de preparação de trabalho, e afixado nas máquinas, para os operadores terem sempre os elementos necessários a cada operação prontos antes de a máquina parar. Este documento encontra-se na Figura 98, presente no Apêndice IX – Folhas de preparação de trabalho e prioridade de atuação nas máquinas do Torneamento. Eliminação do processo de obtenção de coordenadas da ferramenta Para eliminar o processo de obtenção da coordenada “z0” e “a0” das ferramentas, foi requerido à programação que começasse a fazer os programas a partir da base do aperto, uma vez que, até esta mudança, se faziam os programas a partir do topo da ferramenta. Desta forma, como a base do aperto está sempre na mesma posição, trocando apenas a ferramenta que acopla nele, não será mais necessário obter as coordenadas deste. Base de dados com posições e velocidades standard de cada máquina Para reduzir o tempo de correção de programas, e as pausas para cabeçalhos, foi criada, na Programação, uma base de dados, que contém as posições standard de cada máquina, ou seja, as posições das ferramentas de maquinação em cada máquina, que, por norma, não são alteradas. A juntar a isso, a mesma base de dados contém as velocidades de rotação padrão de cada uma dessas ferramentas de maquinação em cada máquina. A Figura 65 ilustra a base de dados criada para a máquina CM-0014. Com isto, os dados das ferramentas de maquinação colocadas em posições standard em cada máquina, por norma, deixaram de ser corrigidos nos programas, contrariando o que acontecia antes da criação desta base de dados.
107 Figura 65. Base de dados de ferramentas standard da máquina CM-0014. Verificação dos furos de lubrificação das ferramentas com lanterna Outra melhoria implementada assenta na utilização de uma lanterna para verificar os furos. Basicamente, colocando a lanterna na base da ferramenta, consegue-se ver se se propaga a luz inerente a ela em todos os furos. Assim, deixou-se de utilizar a pistola de ar para tal operação. A Figura 66 ilustra esse processo. Figura 66. Utilização de lanterna para verificar furos de lubrificação das ferramentas. Sistema de etiquetagem Com vista a reduzir-se o número de medições diárias de ferramentas de maquinação, foi implementado um novo sistema para a etiquetagem. Como era importante guardar as etiquetas que continham os dados das ferramentas, compraram-se fitas magnéticas, onde as etiquetas deveriam ser coladas, ficando, depois, junto das ferramentas de maquinação, após estas saírem das máquinas. Para garantir uma gestão visual eficaz, colocaram-se, nas máquinas, folhas com a indicação de cada posição das mesmas, semelhantes à da Figura 67, de forma que a etiqueta de cada ferramenta fosse colocada na posição respetiva nessa folha. Isto acarreta duas vantagens: 1) facilidade de verificar a
108 etiqueta correspondente a cada posição, e o seu conteúdo, caso seja necessário durante a execução do programa; 2) rapidez na extração de ferramentas de maquinação da torreta da máquina, sabendo-se em que posição está a ferramenta, ao olhar para a folha de etiquetas, e não sendo necessário rodar a torreta devagar para encontrar a ferramenta necessária. Figura 67. Quadro de etiquetas da máquina CM-0014. Depois, criou-se um código de cores por máquina, de forma a garantir dois aspetos essenciais: 1) Facilidade ao ir buscar as ferramentas para uma máquina, filtrando-se apenas as com etiqueta da cor associada à máquina; 2) Gestão da ferramentaria das ferramentas de maquinação, uma vez que, caso se olhe para o quadro de etiquetas de uma máquina, e se veja outra cor em algumas das etiquetas, que não a associada à máquina, isso pode ser indicativo de que aquela ferramenta está em escassez no posto, estando a ser partilhada por várias máquinas, e podendo levar a paragem destas, caso seja necessária em duas ou mais máquinas ao mesmo tempo. Com isso, ao observar-se casos destes, e se for do interesse do Supervisor de Produção e do Diretor de Operações, poder-se-á aumentar o número de ferramentas daquele género. Tendo em conta este código de cores, foram disponibilizadas, junto à máquina de medição de ferramentas, as fitas magnéticas cortadas, onde deveriam ser coladas as etiquetas, tal como ilustra a Figura 68.
109 Figura 68. Buffer de fitas magnéticas. Assim, após medirem as ferramentas de maquinação, os operadores colam as etiquetas com essas medições na fita magnética com a cor da máquina onde se vai colocar a ferramenta, ficando a parte mais à direita da fita à vista, tal como demonstra a Figura 69. Figura 69. Processo de colagem de etiqueta na fita magnética. De seguida, os operadores colocam as ferramentas na máquina, e colam o conjunto “etiqueta-fita magnética” no quadro de etiquetas respetivo, tal como demonstra a Figura 70. Figura 70. Quadros de etiquetas presentes nas máquinas de Fresagem.
110 Por fim, após a utilização das ferramentas de maquinação e extração destas da máquina, as etiquetas são retiradas do quadro, e colocadas nas ferramentas de maquinação, seguindo com elas para os carrinhos respetivos, ficando armazenadas como ilustra a Figura 71. Assim, quando forem precisas novamente, sem mudar as suas características, já não é necessário medi-las novamente. Figura 71. Ferramentas de maquinação colocadas no carrinho, com etiquetas. Caso seja necessário mudar as suas características, sendo necessário medir as ferramentas novamente, deve-se retirar nova etiqueta da máquina de medição, com os novos dados da ferramenta, e colar sobre a etiqueta anterior, uma vez que os dados anteriores deixam de ser importantes. Para os operadores entenderem como se processa este sistema de etiquetagem, foi criado um procedimento operacional, presente na Figura 100 do Apêndice X – LS e procedimentos operacionais criados ao longo do projeto, e dada formação, tendo em vista esse novo procedimento. Rebarbagem interna Outra melhoria é a implementação de uma macro na Programação, de forma a fazer-se, dentro de máquinas de Fresagem, e em conjunto com os restantes programas, a rebarbagem das ferramentas. Ainda assim, esta macro não garante que as ferramentas saiam das máquinas totalmente sem imperfeições, sendo necessário rebarbar algumas das suas partes fora da máquina. 6.4.5 Programa para planeamento, por máquina Uma vez que o CE fazia um plano para as máquinas não tendo por base um método bem definido, e também para otimizar o tempo de maquinação após término do turno, foi feito um programa em Excel VBA . Nele, o CE, após a chegada do planeamento para o dia, no centro, deve distribuir o plano total pelas máquinas.
111 Assim, esse plano será útil para verificar dados por máquina, que não se verificavam até então. Por exemplo, a percentagem de OF com NC é abordada apenas no centro em geral, mas, caso se soubesse em que máquina foi feita cada OF, poderia calcular-se o fator “Qualidade”, por máquina, chegando ao indicador OEE, por máquina, e não apenas à sua média, no centro. Menu do programa Abrindo o Excel com o programa, é apresentado o Menu, com botões distintos: • Registo da data e do turno: aqui, o CE deve indicar o dia para o qual está a fazer o plano, e também o início e o fim do turno associado a esse dia. • Escolha da máquina, para realizar o plano. • Planeamento, para uma vista geral do plano do centro, para o dia. O Menu do programa, pode ser visto na Figura 72. Figura 72. Menu do Programa de Planeamento do CM. Plano por máquina Após inserida a data e o turno, o CE deve ir a cada uma das folhas das máquinas, e indicar o plano para essa máquina, com as informações de cada OF associada, respondendo a um conjunto de perguntas que lhe são feitas, quando seleciona a opção “Inserir nova linha”. Deve também indicar o tempo estimado para a 1ª ferramenta de uma dada encomenda, tendo em conta os controlos que esta tem, e o tempo estimado para as restantes, ou seja, após verificar-se que não ocorreram problemas com a 1ª ferramenta. À medida que vai preenchendo esses dados, é atualizado o output associado a essa máquina, quer em termos de quantidade, quer em termos de valor, para verificação por parte do CE, ajudando a perceber
112 se irá cumprir o objetivo diário. É importante referir que este output contabiliza apenas as OF que vão acabar de ser maquinadas nesse dia. Por exemplo, apesar de uma OF com um determinado valor associado fazer parte do plano para o dia, esse valor não é contabilizado no output da máquina, se alguma das ferramentas dessa OF ficar na máquina, ou ficar por maquinar, no fim do turno desse dia. Isto, porque essa OF, apesar de começar a ser maquinada nesse dia, vai ser picada no Autoflow no dia seguinte, contando para o output do centro apenas no dia seguinte. Existem, depois, duas mensagens importantes que podem surgir quando o tempo de uma dada OF em máquina ultrapassa o tempo do final de turno, e que ajudam a otimizar o tempo de maquinação após o término do turno. Se se insere uma OF, e o tempo de término da 1ª ferramenta dessa OF excede o tempo de fim de turno, é exibida uma mensagem com essa informação, e também a indicar o tempo disponível para trabalhar essa ferramenta, tal como representado na Figura 73. Sendo que a coluna “fim em máquina” dessa OF, nesse dia, fica como o fim do turno, uma vez que, tendo em conta os cabeçalhos realizados, a ferramenta dificilmente ficará a maquinar para além do término do turno. Figura 73. Mensagem exibida, no programa de Planeamento, para um turno que termina com a maquinação da 1ª ferramenta de uma OF. Se se insere uma OF, e o tempo de término de uma ferramenta dessa OF, que não a primeira, excede o tempo de final de turno, é exibida uma mensagem a indicar que ferramenta associada a essa OF ficará na máquina, o tempo de maquinação após o término de turno, e um parâmetro denominado “tempo livre”, tal como demonstra a Figura 74.
113 Figura 74. Mensagem exibida, no programa de Planeamento, para um turno que termina com a maquinação de uma ferramenta, que não a 1ª, de uma OF. Para entender a definição de “tempo livre”, importa relembrar como o processo de maquinação de uma OF com várias ferramentas ocorre. Assim, é colocada a primeira ferramenta na máquina, e a maquinação desta é pausada várias vezes, para controlo da aproximação das ferramentas de maquinação, e para controlo de algumas cotas que possam ser mais importantes para a maquinação, em processos denominados “cabeçalhos”. Após a primeira ferramenta estar completa, deixam de ser necessários todos esses controlos, colocando-se apenas as restantes ferramentas na máquina e pondo a maquinar todo o programa de uma única vez e sem paragens. O “tempo livre” caracteriza-se como o tempo em que o operador associado à máquina poderá fazer uma pausa na maquinação das ferramentas da OF em curso, para atuar noutra OF, podendo, por exemplo, começar a fazer a 1ª ferramenta dessa OF, executando todos aqueles controlos que são necessários. Na Figura 74, é possível verificar que, no dia 20/09/2022, após se inserir a caixa 2836 no plano desse dia, é exibida a indicação de que o “tempo livre” é de 1 hora. Isto acontece, porque, tal como ilustra a Figura 75, a primeira ferramenta dessa caixa tem o tempo de término de maquinação planeado às 16h00min, e a seguinte, com tempo estimado de maquinação de 1 hora e 10 minutos, entra de imediato na máquina. Entretanto, acaba o turno, a máquina fica a maquinar mais 10 minutos, e no dia seguinte o operador deverá trocar a ferramenta, colocando a 3ª na máquina. O tempo livre caracteriza-se como a diferença entre o fim de turno e o início de maquinação da última ferramenta a entrar em máquina, antes do fim do turno, caso esta não seja a 1ª ferramenta de uma dada OF, e, por isso, não sejam necessários os vários controlos.
120 Para descrever este processo de uma forma mais visual, foi elaborado o BPMN presente na Figura 103, no Apêndice XII – BPMN do processo inerente ao pre-setting . 6.4.7 Melhorias não implementadas na Fresagem À semelhança do que aconteceu no Torneamento, também algumas melhorias não foram implementadas na Fresagem, não porque não foram aprovadas pelo Diretor de Operações, mas sim, porque não se conseguiram implementar até ao fim da presente dissertação, sendo previstas implementar, em breve, na empresa. Ferramentas de maquinação indicadas pelo seu nome Depois de se implementar a base de dados com posições e velocidades de maquinação standard em cada máquina, verificou-se que, mesmo assim, os operadores continuavam a corrigir vários aspetos nos programas, e com cabeçalhos demorados. Isto, porque, por exemplo, as posições “não standard ”, ou seja, as posições na torreta em que as ferramentas são trocadas regularmente, continuavam com a necessidade de ser alteradas nos programas. De forma a diminuir ou eliminar, então, esse tempo de correção dos programas, foram exploradas as funcionalidades dos processadores das máquinas, e verificou-se que seria possível, ao invés de serem chamadas as ferramentas pela posição, serem chamadas por uma designação. Para tal, o programador tem de as definir, nos programas, com uma designação, e os operadores de Fresagem devem defini-las, nas máquinas, com a mesma designação, quando as colocam na torreta. Assim, quando o programa chega às máquinas, com as designações das ferramentas, à medida que ele é executado, automaticamente o processador vai lendo os nomes das ferramentas de maquinação no programa, e procurando o mesmo nome nas ferramentas na torreta da máquina. Encontrando-o, a ferramenta é utilizada, sem ser necessário indicar a sua posição; caso não encontre aquele nome, na lista de ferramentas colocadas na máquina e definida pelos operadores, o processador indica ao operador que aquela ferramenta de maquinação não está na torreta da máquina. Como é possível perceber, isto é muito benéfico para a troca de ferramentas de maquinação, pois os operadores deixariam de se preocupar com as posições das ferramentas, podendo elas estarem em qualquer posição, pois o importante seria o seu nome. Contudo, havia um problema que poderia emergir com a aplicação deste método. Este problema seria a designação de cada ferramenta de maquinação, uma vez que, caso o programador definisse uma designação para uma ferramenta, e os operadores da Fresagem definissem outra designação, para a mesma ferramenta, o processador não assumiria que a ferramenta estava na máquina.
121 Para evitar esse problema, criou-se uma designação padrão para as várias ferramentas. Assim, recorreuse à referenciação direta com significado para criar as designações para as várias ferramentas. Começou-se por recolher, então, os vários campos necessários para identificar apenas uma ferramenta de maquinação: nome da ferramenta, diâmetro, comprimento, material e tipo de aperto. Depois, definiram-se os vários parâmetros para cada campo e o código associado a cada um desses parâmetros, como os exemplos apresentados na Figura 81. Figura 81. Códigos para cada campo das designações das ferramentas de maquinação. Com base nesses campos e respetivos códigos, definiu-se a estrutura base para a designação de cada ferramenta, como demonstra a Figura 82. Figura 82. Estrutura para designação de ferramentas de maquinação. Tendo em conta o exemplo da Figura 83, verificamos que o código “BNSD03C030HM.TERM” designa a fresa ball nose , com diâmetro de 3 milímetros, comprimento de 30 milímetros, com corpo em metal duro e colocada num aperto térmico. Figura 83. Exemplo de designação de ferramenta de maquinação. Além dos ganhos que se obterão em termos de correção dos programas e pausas para cabeçalhos, existe também um ganho associado ao sistema de pre-setting , uma vez que o preparador, verificando apenas o nome da ferramenta de maquinação, conseguirá prepará-la adequadamente, pois tem todas as características de que necessita. Ou seja, aquele documento que contém os dados acerca das ferramentas de maquinação utilizadas para cada OF, será muito mais fácil de gerar, pois só precisará das várias designações das ferramentas de maquinação de cada programa, estando os dados sobre essas ferramentas diretamente incluídos nessas designações. Nome da ferramenta Código Diâmetro Código Ball nose BNS 5 mm D05 Broca BRO 15 mm D15 Aperto Código Mandril MAN 30 mm D30 Porta-pinças de 16 mm ER16 Fresa de topo reto FTR 32 mm D32 Porta-pinças de 32 mm ER32 … … ... …Térmico TERM Weldon WELD Comprimento Código Material Código Tribo TRIB 40 mm C40 Aço rápido HSS … … 45 mm C45 Metal duro HM. … … … … Aperto Comprimento Material Nome Diâmetro B N S D 0 3 C 0 3 0 H M . T E R M Aperto Nome Diâmetro Comprimento Material
122 Formação dos operadores de Programação, nas máquinas de Fresagem Outra melhoria não implementada, até ao final da dissertação, foi a formação aos operadores de Programação. Isto, pois estes operadores estavam com um elevado tempo de criação de cada programa, levando a que, caso pausassem essa criação, as máquinas de Fresagem pudessem parar por falta de programas. Assim, esta formação teve de ser adiada, para um período em que grande parte das macros de programação estivessem implementadas, e o tempo dessa programação tivesse reduzido substancialmente, ou seja, tivesse aumentado consideravelmente o tempo entre a conceção de um programa e o momento em que o mesmo é utilizado. 6.5 Dashboard para análise da disponibilidade Tal como já indicado no Capítulo 3.2.6. Medidas de desempenho monitorizadas pela empresa, um dos principais indicadores medidos pela empresa é a percentagem de NC, onde, de forma direta, se consegue calcular o parâmetro “Qualidade” do OEE. Contudo, até ao início do projeto, este indicador não era monitorizado, uma vez que não se calculavam os parâmetros do OEE disponibilidade e velocidade. Assim, foi criado um dashboard para se começar a avaliar a disponibilidade das máquinas do Centro de Maquinagem. Em relação à “Velocidade”, este parâmetro é de difícil obtenção, não se calculando. Com base na disponibilidade e na qualidade, passou-se a calcular o OEE parcial, para o CM. Importa referir, então, como funciona o dashboard de análise de disponibilidade, e de outros indicadores. Basicamente, os operadores começaram a recolher o tempo de maquinação total da(s) máquina(s) onde operam, no início do turno e no fim do turno. A juntar a isso, indicam ainda tempos associados a eventuais paragens de máquinas, como, por exemplo, o tempo que a máquina esteve parada em cada dia por falta de material para maquinação, ou o tempo que a máquina esteve parada para manutenção. Esses dados são então inseridos manualmente num documento, onde depois é possível analisar vários aspetos: • Disponibilidade das máquinas; • Principais problemas para paragens de máquinas, sendo que, se se verificar que um problema está a ser recorrente, este deve ser analisado, para se atuar na sua causa-raiz; • Evolução do tempo de maquinação ao longo das semanas, para se comparar semanas em que se fez um único turno central, e semanas com turnos desfasados entre operadores, e verificarse em que casos as horas de maquinação foram superiores;
123 • Na Fresagem, em especial, tem outro indicador que é o tempo de maquinação médio após término de turno, para verificar, por exemplo, se este subirá com o novo método para rentabilizar esse tempo. O dashboard está expresso na Figura 84. Depois, existe um conjunto de filtros que podem ser aplicados, para verificar, por exemplo, se existe algum dia da semana em que a disponibilidade é menor, podendo, posteriormente, analisar-se o motivo para tal. Figura 84. Dashboard para análise da disponibilidade no CM. Depois de criado o dashboard , foi também definido um procedimento operacional, para que qualquer pessoa pudesse ter a facilidade de inserir os dados relativos a cada dia, no dashboard , estando esse procedimento presente na Figura 101, no Apêndice X – LS e procedimentos operacionais criados ao longo do projeto. Assim, este dashboard ficou a ser utilizado para analisar a disponibilidade do CM, e foi também generalizado para os restantes centros produtivos da FMT.
124 7. ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS COM AS MELHORIAS Depois de descritas todas estas melhorias, é importante estimar e verificar os ganhos obtidos com elas, sendo esses ganhos calculados em termos de tempo de ciclo, tempo de setup , OEE parcial, output médio diário e produtividade. Para verificar esses ganhos, foram definidos três períodos distintos: • Início do projeto, ou seja, o estado do CM, e respetivos indicadores, quando se realizou o diagnóstico, e ainda sem se terem implementado melhorias; • Fim da dissertação, isto é, o momento em que foi concluída esta dissertação, estando já várias melhorias implementadas; • Fim do projeto, ou seja, apesar de a dissertação ficar concluída, e as melhorias sugeridas não serem todas implementadas, estas melhorias ficaram previstas de implementar, mesmo após o término da dissertação, e, só quando elas estiverem implementadas, se poderá considerar que o projeto, cujo objetivo era aumentar a produtividade do centro, terminou. 7.1 Resultados obtidos com cada melhoria, no Torneamento Tendo em conta todas as melhorias que se implementaram no Torneamento, torna-se importante verificar os ganhos que se obtiveram com aquelas em que é possível verificar tal impacto. Para as melhorias com impacto no tempo de setup , teve-se em consideração essencialmente o gráfico de análise de processo do Torneamento, expresso no Apêndice III – Gráfico de análise de processo do Torneamento. Importa referir que, se estas melhorias foram a nível de tempos de setup , foram medidos os novos tempos das etapas que sofreram melhorias, de forma a obter-se um valor significativo. 7.1.1 Alteração da estratégia de maquinação Para se verificar o novo tempo de ciclo do Torneamento, depois de implementada a nova estratégia de maquinação, foram avaliados os mesmos programas que se avaliaram para calcular o TC médio do Torneamento, para ferramentas E991, e verificada a diminuição desse tempo em cada uma dessas ferramentas, com a nova estratégia de maquinação, obtendo-se os dados presentes na Tabela 48, no Apêndice XIII – Ganhos obtidos, no TC do Torneamento, com a alteração da estratégia de maquinação. Assim, a diminuição do TC foi, em média 4.91 minutos, por ferramenta, o que representa um ganho percentual de tempo de 12.27%.
125 De notar que, apesar de só terem sido avaliados os programas de ferramentas da família E991, esta alteração da estratégia de maquinação traz benefícios para a maioria das famílias, pois essa maioria contempla ferramentas com grande diâmetro inicial, e pequeno diâmetro final. 7.1.2 SMED Quanto às melhorias relacionadas com a implementação de SMED, verificaram-se os ganhos obtidos em termos de setup , medindo-se novamente os tempos das operações afetadas, ou estimaram-se esses ganhos, principalmente para melhorias que ainda não tinham sido implementadas. E, além das melhorias da aplicação de SMED, existem ainda outras, que, não estando totalmente ligadas à implementação deste, também resultaram em ganhos no tempo de setup , como, por exemplo, a LS criada para o Dpt de Desenho, que fez com que o tempo de verificação inicial de dados do desenho, que se repete em todas as OF, fosse diminuído. Na Tabela 22, é possível verificar a diminuição do tempo de setup , por OF, para cada melhoria implementada. A análise é feita para uma OF de 3 ferramentas, tal como já tinha sido definido na concretização do GAP de Torneamento. Importa referir que as diferenças de tempo, na análise dos ganhos, se relacionam com o facto de serem apresentados os valores apenas com duas casas decimais, apesar de, nos cálculos, serem utilizados valores completos. No caso da reformulação do envio de cotas, por exemplo, o valor inicial da verificação de dados do desenho é de 1.17 minutos, e o final de 0.53 minutos, o que resulta numa diferença, segundo a tabela, de 0.63 minutos. Contudo, esta diferença seria, obviamente, de 0.64 minutos, se fosse calculada com estes valores. Acontece que os valores de tempo, que aparecem na tabela com duas casas decimais, na verdade, foram usados, nos cálculos, com todas as suas casas decimais. No mesmo exemplo, 1.17 minutos, na verdade, é 1.166(6) minutos e 0.53 minutos é 0.533(3) minutos, o que dá uma diferença entre estes dois valores de 0.633(3), ou seja, o valor arredondado 0.63 que surge na Tabela 22. Isto, para explicar que poderão surgir valores, em tabelas, em que a parte decimal poderá parecer incoerente, ao longo da análise de resultados, mas, na verdade, não o é, e deve-se apenas ao facto de, nas tabelas, colocarem-se sempre os valores com duas casas decimais, para simplificar a leitura destas, quando, na verdade, foram sempre usados os valores por inteiro, para os cálculos. Em suma, com melhorias implementadas, e tal como se pode verificar no Apêndice III – Gráfico de análise de processo do Torneamento, o tempo de setup associado a uma OF de 3 ferramentas da família E991 diminuiu de 62.07 minutos para 55.38 minutos, o que representa uma diminuição do tempo de setup médio, por ferramenta, de 20.68 minutos para 18.47 minutos. Com as melhorias que ainda não
126 tinham sido aplicadas, no final da presente dissertação, esperava-se que o tempo de setup médio, por OF, fosse de 44.37 minutos, ou seja, 14.78 minutos, por ferramenta. Tabela 22. Análise à diminuição do tempo de setup, por OF, com as melhorias implementadas e futuras do Torneamento. 7.2 Impacto estimado, nos indicadores-chave de desempenho do Torneamento Depois de se verificar os ganhos estimados em termos de tempo de ciclo e de tempo de setup , com a nova estratégia de maquinação e com a aplicação de SMED, torna-se importante verificar os ganhos estimados para os principais indicadores do centro: disponibilidade, output diário e produtividade. Apenas se verificam os ganhos em termos de disponibilidade, e não em termos de OEE parcial, uma vez que não se atuou no parâmetro “Qualidade”, e, por isso, é de estimar que este não sofra grandes alterações. Posto isto, torna-se importante explicar o método utilizado para estimar o ganho em cada indicador, com base nas melhorias implementadas. Melhoria Etapa de setup Tempo, no início do projeto (min) Tempo, no final da dissertação (min) Diminuição do tempo de setup , por OF (min) Mecanismo de limpeza dos apertos das máquinas Limpar parte de trás da ferramenta, e aperto 5,77 3,17 2,60 Reformulação do envio de cotas, por parte do Dpt de Desenho Verificação de dados do desenho 1,17 0,53 0,63 Correção de programa, no PC Chamar operações, no programa 2,53 1,40 1,13 Conceção e correção de macros para programação Fazer programa, e enviá-lo para a máquina 5,98 4,07 1,92 Procurar broca e pinça 0,38 0,07 0,32 Confirmar diâmetro da broca, com paquímetro 0,08 0 0,08 Melhoria Etapa de setup Tempo, no final da dissertação (min) Tempo, no final do projeto (min) Diminuição do tempo de setup , por OF (min) Substituição da máquina TN-0015 Troca de aperto (grupo de etapas) 11,40 7,20 4,20 Programação de Torneamento no Dpt de Programação Programação (grupo de etapas) 6,82 0 6,82 Organização das gavetas das brocas e das pinças Melhorias implementadas Melhorias futuras
127 Antes de mais, importa referir que todos os tempos estimados de ganhos com melhorias provêm do gráfico de análise de processo da família E991, e não de todas as famílias. Ainda assim, isso não aparenta ter muito impacto nas estimativas, uma vez que a maioria das operações realizadas para a família E991 são também realizadas para as restantes famílias, e, na maioria dos casos, com tempos semelhantes. Para desenvolver cada uma das estimativas, teve-se em conta os dados recolhidos na Tabela 43 e na Figura 35. Ou seja, verificou-se o impacto que cada um dos problemas tinha na disponibilidade, conforme a Equação 18. 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 (𝑖)=(1−𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒)× % 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑔𝑒𝑚 (𝑖), 𝑖 =𝑃𝑟𝑜𝑏𝑙𝑒𝑚𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑔𝑒𝑚 𝑑𝑒 𝑚á𝑞𝑢𝑖𝑛𝑎𝑠 Equação 18. Perda de disponibilidade, por problema para paragem de máquinas. Assim, a perda de disponibilidade por determinado problema assume-se como a multiplicação do tempo que as máquinas não produziram, pela percentagem que esse problema influenciou esse tempo. Explicando, através de um exemplo, o problema “ setup ”, na análise realizada, era responsável por 46.2048% do tempo de paragem de máquinas. Ou seja, tendo em conta a disponibilidade média do TORN50 de 51.92%, que revela 48.08% de tempo de paragem, 46.2048% desses 48.08%, isto é, 22.22% do tempo de paragem, ou da “não disponibilidade”, são da responsabilidade do problema setup . Depois, porque em muitas melhorias também era importante verificar qual a etapa de setup que iria diminuir, e qual a influência na disponibilidade, verificou-se a Figura 35. Distribuição do setup , que origina paragens das máquinas de Torneamento. Assim, com base na perda de disponibilidade associada a setup (22.22%), para verificar a perda de disponibilidade associada a cada uma dessas etapas de setup , bastou apenas multiplicar a percentagem de impacto que cada etapa teve na paragem de máquinas, dentro do setup , pela perda de disponibilidade associada a este. Explicando novamente com um exemplo, 4.85% do setup que levou a paragem de máquinas, na análise realizada, deveu-se à etapa de preencher a checklist . Assim, 4.85% do tempo de paragem, ou da “não disponibilidade”, devido a setup , ou seja, 4.85% de 22.22%, isto é, 1.08% do tempo de paragem das máquinas, devia-se à etapa de setup de preencher a checklist . Assumindo que, por exemplo, havia uma melhoria que iria eliminar essa etapa do setup , o ganho de disponibilidade estimado seria de 1.08% face à disponibilidade no início do projeto, que era de 51.92%. Contudo, não se discriminaram algumas etapas de setup , no diagnóstico. Por exemplo, a operação “Troca de ferramenta (diferente OF)”, verificada na Figura 35 como 10.88% do setup que leva a paragem das máquinas, ou seja, diminuindo 2.42% à disponibilidade, engloba diversas etapas do setup analisado
128 no Apêndice III – Gráfico de análise de processo do Torneamento: “retirar ferramenta de maquinação e pinça, da máquina, e limpá-las”, “levar ferramenta de maquinação e pinça para o armário”, “colocar ferramentas nas respetivas caixas, dentro da caixa da OF”, “transportar ferramenta para a carga da TN0020”, “colocar caixa na carga da TN-0020”, “verificar dados do desenho”, “retirar ferramentas da caixa” e “limpar ferramentas”. Este conjunto de operações tinha um tempo conjunto de 5 minutos e 12 segundos, ou seja, 5.2 minutos. Sendo assim, para se verificar o impacto de uma diminuição do tempo de apenas uma destas etapas, aplicou-se, mais uma vez, um rácio. Exemplificando, a reformulação do envio de cotas, pelo Desenho, fez com que o tempo de verificar dados do desenho passasse de 1.17 minutos para 0.53 minutos, tal como demonstra a Tabela 22. Sendo assim, como esse tempo está incluído no grupo de etapas “Troca de ferramenta (diferente OF)”, é possível estimar o aumento da disponibilidade com esta melhoria, de acordo com a Equação 19. 𝐺𝑎𝑛ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑠𝑝= 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑖−𝑁𝑜𝑣𝑜 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜𝑖× 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑖 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑎𝑛𝑡𝑖𝑔𝑜𝑖, 𝑖 =𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎çõ𝑒𝑠 𝑑𝑎 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎çã𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 𝑚𝑒𝑙ℎ𝑜𝑟𝑜𝑢 Equação 19. Ganho estimado de disponibilidade, com melhoria numa operação pertencente a um grupo de operações. Continuando com o exemplo da reformulação de cotas, para explicar a Equação 19, verificou-se que a diminuição do tempo de verificar dados do desenho foi de 0.63 minutos. E, como essa operação está incluída no grupo de operações “Troca de ferramenta (diferente OF)”, e mais nenhuma das operações deste grupo foi alterada com esta melhoria, a diminuição do tempo deste grupo de operações será igual à diminuição do tempo de verificar dados do desenho, isto é, 0.63 minutos. Ou seja, o tempo deste grupo de operações passou de 5.20 minutos para 4.57 minutos. Sendo assim, este grupo de operações, que, de acordo com a análise de diagnóstico, era responsável pela perda de 2.42% de disponibilidade, quando tinha um tempo médio de 5.20 minutos, passará, de forma estimada, a ser responsável pela perda de 2.13% da disponibilidade apenas, com o novo tempo de 4.57 minutos. Ou seja, o ganho de disponibilidade obtido é a diferença entre a disponibilidade perdida com este grupo de operações, no início do projeto – 2.42% - e a disponibilidade perdida estimada, depois da melhoria implementada – 2.13% -, ou seja, 0.29%. Foi com base nestes cálculos que se obteve o ganho estimado, em termos de disponibilidade, das melhorias que influenciaram o tempo de setup . Contudo, houve melhorias que não foram para melhorar o tempo de setup , mas para eliminar ou diminuir outros problemas que levassem a paragem de máquinas. Assim, foi necessário estimar o ganho para essas melhorias, também.
129 A abordagem utilizada foi a seguinte: verificar a perda de disponibilidade afeta a cada um dos problemas e estimar quanto se deveria poupar com a melhoria implementada para a diminuição destes. Novamente com o exemplo da reformulação do envio de cotas, foi possível verificar que os problemas com o Dpt de Desenho, identificados, na análise de diagnóstico, como um dos fatores que levava a paragem de máquinas, tinham um impacto na disponibilidade de 0.24%. Assim, com a LS criada, no Dpt de Desenho, para evitar este problema, é de esperar que esse problema seja eliminado, ou seja, reduza 100%. Sendo assim, se esse problema é eliminado, e a perda de disponibilidade por causa dele era de 0.24%, é de estimar que a disponibilidade aumente os mesmos 0.24%, com esta melhoria. Ou seja, o ganho de disponibilidade de uma melhoria para um dos problemas encontrados resulta da multiplicação da perda de disponibilidade associada a esse problema – 0.24%, no caso anterior -, pela percentagem estimada de eliminação desse tempo – 100%, no caso anterior -, tal como demonstra a Equação 20. 𝐺𝑎𝑛ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑠𝑝= 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑖× 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒𝑚 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑙𝑖𝑚𝑖𝑛𝑎𝑑𝑎𝑖 , 𝑖 =𝑝𝑟𝑜𝑏𝑙𝑒𝑚𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑔𝑒𝑚 𝑑𝑒 𝑚á𝑞𝑢𝑖𝑛𝑎𝑠 Equação 20. Ganho estimado de disponibilidade, consoante percentagem de eliminação de problema. Com base nestas assunções, obteve-se o valor estimado de ganho de disponibilidade, por melhoria. E, para obter os valores estimados dos restantes indicadores, aplicaram-se regras de três simples. Exemplificando, com a melhoria da organização do “tapete” de carga, estimou-se, com base nas fórmulas de cálculo anteriores, que o aumento da disponibilidade seria de 0.29% com esta melhoria. Verificou-se que o output médio diário, em termos monetários, era, no início do projeto, 14131.06€, quando a disponibilidade média apresentava o valor de 51.92%. Assim, se 51.92% de disponibilidade era responsável pela produção diária de 14131.06€, 0.29% do aumento dessa disponibilidade levaria a um aumento de cerca de 78€ do output médio diário. A fórmula usada foi a mesma, tanto para o output monetário, como em quantidade, e está expressa na Equação 21. 𝐴𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑜 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜(𝑖) =𝐺𝑎𝑛ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑠𝑝(𝑖)× 𝑂𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜,𝑛𝑜 𝑖𝑛í𝑐𝑖𝑜 𝑑𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑗𝑒𝑡𝑜 𝐷𝑖𝑠𝑝,𝑛𝑜 𝑖𝑛í𝑐𝑖𝑜 𝑑𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑗𝑒𝑡𝑜 , 𝑖 =𝑀𝑒𝑙ℎ𝑜𝑟𝑖𝑎 𝑖𝑚𝑝𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑎 Equação 21. Estimativa do aumento dos indicadores de output, por melhoria implementada, com base no ganho de disponibilidade. Por fim, havia uma melhoria na qual não era possível estimar os ganhos, com base nas fórmulas referidas anteriormente: a alteração da estratégia de maquinação. Isto, porque os ganhos com essa melhoria eram relativos ao tempo de ciclo e não ao tempo de setup .