Aumento da capacidade de tratamento térmico de peças em uma indústria de motocicletas

Aumento da Capacidade de Tratamento Térmico de Peças em uma Indústria de Motocicletas Marcelo Duarte Vieira UMinho | 2019 Outubro de 2019 Universidade do Minho Escola de Engenharia Aumento da Capacidade de Tratamento Térmico de Peças em uma Indústria de Motocicletas Marcelo Duarte Vieira Universidade do Minho Escola de Engenharia Marcelo Duarte Vieira Aumento da Capacidade de Tratamento Térmico de Peças em uma Indústria de Motocicletas. Tese de Mestrado Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial Trabalho efetuado sob a orientação do(s) Doutor Rui Manuel Alves da Silva e Sousa Doutor José Carlos Reston Filho Outubro de 2019 iii DECLARAÇÃO Nome: Marcelo Duarte Vieira. Endereço eletrônico: [email protected] Telefone:+55 92 99108-0518 Número do Bilhete de Identidade: 2034332-9 Título da dissertação: Aumento de Capacidade de Tratamento Térmico de Peças em uma Indústria de Motocicletas. Orientador(es): Rui Manuel Alves da Silva e Sousa. José Carlos Reston Filho. Ano de conclusão: 2019. Designação do Mestrado: Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial. ___________________________________________________________________ Nos exemplares das teses de doutoramento ou de mestrado ou de outros trabalhos entregues para prestação de provas públicas nas universidades ou outros estabelecimentos de ensino, e dos quais é obrigatoriamente enviado um exemplar para depósito legal na Biblioteca Nacional e, pelo menos outro para a biblioteca da universidade respetiva, deve constar uma das seguintes declarações: 1. DE ACORDO COM A LEGISLAÇÃO EM VIGOR, NÃO É PERMITIDA A REPRODUÇÃO DE QUALQUER PARTE DESTA TESE/TRABALHO. Universidade do Minho, __18_/_11__/_2019__ Assinatura: 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. “Mas declaro que conheço e que respeitei o Código de Conduta Ética da Universidade do Minho”. v 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-Não Comercial-Compartilha Igual CC BY-NC-SA https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ [Esta licença permite que outros remisturem, adaptem e criem a partir do seu trabalho para fins não comerciais, desde que lhe atribuam a si o devido crédito e que licenciem as novas criações ao abrigo de termos idêntico]. vi AGRADECIMENTOS Quero agradecer a Deus por ter permitido que eu tivesse a oportunidade de concluir uma pós-Graduação Stricto Sensu, em uma Universidade Renomada como a Universidade do Minho. Quero também expressar meus sinceros agradecimentos aos Doutores: Rui Manuel Alves da Silva e Sousa, e Carlos Reston Filho, pela orientação. vii DEDICATÓRIA Ao universo que sempre conspirou a favor, a minha família e amigos, e a todos que direta ou indiretamente contribuíram para a realização desse projeto. xiv 2.6.9 Martensita ................................................................................................................................................... 26 2.6.10 Fornos e equipamentos de indução ............................................................................................. 26 3. INFORMAÇÕES DA EMPRESA PEQUISADA ..................................................................... 29 3.1 Breve história da indústria X ................................................................................................................. 29 3.2 Industria X em Manaus/Amazonas ..................................................................................................... 30 3.3 Produtos Fabricados na Empresa X .................................................................................................... 31 3.4 Fluxo de Fabricação da Empresa X...................................................................................................... 32 4. ANÁLISE DO PROCESSO ...................................................................................................... 37 4.1 Fabricação do Eixo GW-N no Setor de Tratamento Térmico. ................................................. 39 4.2 Especificações do Eixo GW-N ................................................................................................................. 46 4.3 Histórico de Problemas na Produção ................................................................................................. 46 5. IMPLANTAÇÃO DA MELHORIA ......................................................................................... 53 5.1 Ações de Melhoria no Processo ............................................................................................................ 55 5.2 Melhoria na Máquina de Indução ........................................................................................................ 56 5.3 Implementação de Produção Puxada ................................................................................................. 68 5.4 Implantação de melhoria Ferramenta 5S ........................................................................................ 69 6. RESULTADOS ......................................................................................................................... 71 6.1 Análise da Qualidade do Eixo GW-N Após Melhoria ................................................................... 71 6.2 Novo Mapa de Fluxo de Valor ................................................................................................................ 74 6.3 Resultado do Custo de Fabricação ....................................................................................................... 76 6.4 Mudanças ......................................................................................................................................................... 78 7. CONCLUSÃO ........................................................................................................................... 81 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................... 83 xv ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 – Estágios e Finalidades do VSM ............................................................................................... 16 Figura 2 - Símbolos de materiais e processos da ferramenta do mapa de fluxo de valores ...................................................................................................................................................................................... 18 Figura 3 - Ícones de comunicação representados no mapa de fluxo de valores. .................. 19 Figura 4 - Ícones gerais representados no mapa de fluxo de valores. ....................................... 19 Figura 5 - Diagrama de equilíbrio de ferros e aços. ............................................................................ 24 Figura 6 - Processos de fabricação dos produtos da empresa X. ................................................. 32 Figura 7 - Custo de fabricação por modelo de produtos da fábrica X. .......................................... 37 Figura 8 - Mapa de fluxo de valor do estado atual de fabricação do eixo GW-N. .................. 38 Figura 9 - Layout do processo de fabricação do eixo GW-N da empresa X. ............................ 39 Figura 10 - Parâmetros dos fornos: a) Forno contínuo de cementação, b) forno de revenimento. .......................................................................................................................................................... 41 Figura 11 - Layout da linha de fornos automática DOWA do processo de cementação.... 41 Figura 12 - Diagrama de mapeamento de peças de um lote. Os números destacados na cor amarela, representam a coleta de 3 amostras para análise. ................................................... 41 Figura 13 - Croqui de eixo GW-N para análise de dureza e camada. .......................................... 42 Figura 14 - Ensaio metalográfico para aprovação de Set Up da indutora: a) região induzida, b) posição do indutor c) área aferida com o microdurômetro. ................................ 44 Figura 15 - Foto de processo de desempenar eixos. Modelo GW-N recebendo tensão do martelo para correção de distorção térmica. ......................................................................................... 45 Figura 16 - Foto de eixo GW-N após todo processo de Tratamento Térmico. ....................... 46 Figura 17 - Mapa de fluxo de valor do setor de Tratamento Térmico para o processo de fabricação do eixo GW-N.................................................................................................................................. 47 Figura 18 - Índice de sucata do setor de Tratamento Térmico. .................................................... 48 Figura 19 - Número de reclamações da qualidade dos produtos feitos na empresa X nos anos de 2018 e 2019. ......................................................................................................................................... 48 Figura 20 - Dados de custo por processo de fabricação do eixo GW-N. .................................... 49 Figura 21 - Indicador de produção e entrega de pedidos real e planejado do setor de Tratamento Térmico no período de 2018 e 2019. .............................................................................. 50 Figura 22 - Mapa de fluxo de valor com propostas de melhoria no setor de Tratamento Térmico. ................................................................................................................................................................... 53 Figura 23 - Análise do processo de indução de eixos. ....................................................................... 56 xvi Figura 24 - Croqui da máquina de indução proposto para melhoria. ........................................ 57 Figura 25 - Processo de indução de eixo: a) encaixe do eixo no contraponto fixo, b) fixação do eixo no contraponto móvel c) movimento nos botões de ligar aquecimento. 58 Figura 26 - Eixo posicionado na bobina de indução. .......................................................................... 58 Figura 27 - Comparativo de bobinas de indução: a) bobina atual, b) proposta de bobina modificada dupla. ................................................................................................................................................ 60 Figura 28 - Desenho 3d das bobinas duplas. Peça explodida e detalhes em ângulo. .......... 60 Figura 29 - Croqui da bobina dupla e corte na região da passagem de água. ........................ 61 Figura 30 - Desenho da bobina e suas medidas principais. ............................................................ 61 Figura 31 - Desenho em três vistas do suporte de apoio as bobinas. ........................................ 61 Figura 32 - Croqui de duto de passagem de água de resfriamento da bobina dupla de indução. .................................................................................................................................................................... 62 Figura 33 - Imagem de corte do sistema de resfriamento das bobinas duplas. .................... 62 Figura 34 - Desenho 3D do dispositivo de fixação de eixos. ........................................................... 63 Figura 35 - Desenho da chapa de fixação ao conjunto da máquina. ........................................... 63 Figura 36 - Regulador de comprimento do conjunto. ........................................................................ 63 Figura 37 - Chapa de união do dispositivo de fixação. ...................................................................... 64 Figura 38 - Croqui da chapa de apoio às garras.................................................................................... 64 Figura 39 - Desenho da garra de fixação de eixos. .............................................................................. 64 Figura 40 - a) bobina dupla e b) dispositivo de fixação de eixos. ............................................... 65 Figura 41 - Pontas utilizadas para fixar eixo na indutora: a) pontas novas, b) e c) pontas gastas após 3 meses de uso. ........................................................................................................................... 65 Figura 42 - indutora de eixos com as bobinas duplas e dispositivas de fixação de eixos instalados. ............................................................................................................................................................... 66 Figura 43 - Configurações do processo de indução. ........................................................................... 66 Figura 44 - Gráfico de dureza nas bobinas de indução. As quatro bobinas identificadas por letras encontram –se com microdureza abaixo do determinado de 300Hv a 390Hv após teste com 375v de tensão. .................................................................................................................... 67 Figura 45 - Microestrutura na região da rosca do eixo GW-N. Propriedade de agulhas de martensita revenida (marrom) e demasiada presença de grãos de ferrita (branco). ...... 67 Figura 46 - Gráficos de microdureza após teste com 280v de tensão .Os valores estão acima do especificado de 300Hv a 390Hv. .............................................................................................. 68 xvii Figura 47 - Morfologia da região da rosca induzida. Presença de agulhas espessas de martensita pouco revenida na coloração marrom e bege. .............................................................. 68 Figura 48 - Gráfico comparativo de simulação de produção com uma bobina por estação e acompanhamento real diário com bobinas duplas nos meses de junho e julho de 2019. ...................................................................................................................................................................................... 69 Figura 49 - Estabelecimento da Meta com base no Lean manufacturing. ................................ 70 Figura 50 - Comparativo de microdureza com bobinas duplas e bobina única por estação. ..................................................................................................................................................................... 72 Figura 51 - Comparativo de microestrutura das bobinas duplas e única. A composição maior de ripas de martensita revenida e poucas grãos livres de austenita. ........................... 72 Figura 52 - Média de microdureza analisadas durante uma semana de produção em diferentes horários. ............................................................................................................................................ 73 Figura 53 - Mapa de fluxo de valor atual após mais de um mês de implantação de melhoria. .................................................................................................................................................................. 75 Figura 54 - Comparativo do custo de fabricação no processo de indução antes e depois da melhoria. ........................................................................................................................................................... 77 Figura 55 - Previsão de ganhos após implantação de melhoria. .................................................. 77 Figura 56 - Organização da bancada de espera de amostras a serem analisadas. ............... 78 Figura 57 - Marcação do piso da área do stock para limitar quantidade de peças. ............. 79 Figura 58 - Comparativos de antes e depois da organização na área de stock de peças tratadas. ................................................................................................................................................................... 79 Figura 59 - contraste da aplicação dos 5S nas ferramentas das bancadas de trabalho. ... 79 xix ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1 - Organograma da empresa X em Manaus/Amazonas. .......................................... 31 Tabela 2 - Composição química (%) do aço SCM420H para fabricação do eixo GW-N. ......... 40 Tabela 3 - Especificação técnica de tratamento térmico do eixo GW-N. ............................... 46 Tabela 4 - Especificação da máquina de indução de eixos. ................................................... 55 Tabela 5 - Tempo de indução de eixos da máquina proposta. .............................................. 56 Tabela 6 - Gastos com a Melhoria na Indutora. .................................................................... 76 xx LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E ACRÔNIMOS JIT - Just In Time MFV - Mapa do Fluxo de Valor SESMT - Serviço Especializado em Engenharia de Segurança e em Medicina do Trabalho SGI - Sistema de Gestão Integrada SPT - Sistema de Produção Toyota TR – Tempo de Retrabalho VSM - Value Stream Mapping WID - Waste Identification Diagram WIP - Work In Process 1 1. INTRODUÇÃO Neste capítulo está exposta uma introdução ao trabalho por meio do enquadramento sobre o aumento da capacidade de tratamento térmico de Peças em uma indústria de motocicletas dos Serviços de uma empresa privada Brasileira, assim como os objetivos, metodologia e a organização da dissertação. 1.1 Enquadramento A produção de motocicletas no Brasil consiste na fabricação de peças, montagem dos componentes e venda no mercado de atacado e varejo. Fábricas montadoras do produto (motocicleta), contam com o auxílio de empresas terceirizadas fabricantes de acessórios e peças de armação. Geralmente essas empresas atuam em regiões próximas de seus clientes a fim de reduzir custos com a logística. O Estado do Amazonas possui cerca de 10 montadoras instaladas no Polo Industrial de Manaus e 13 multinacionais fornecedoras de componentes de motocicletas (Abraciclo, 2019). Embora o setor de duas rodas tenha sofrido uma queda de mais de 26% no faturamento nos últimos 3 anos, o ano de 2018 fechou em alta de 19% na comparação com o mesmo período do ano passado. Esse desempenho ocorreu em função da recuperação do cenário econômico do país, elevação da oferta de crédito e lançamento de novos modelos de motos que formam 40 unidades no qual anteriormente eram apenas 32 para ano de 2017. A projeção para o ano de 2019 é de um crescimento na produção de 4,3% (Abraciclo, 2019). Nesse contexto, as empresas estão inovando paulatinamente as suas estratégias de mercado e produção. O avanço tecnológico permite os ajustes relevantes para tomada de decisão. Sistemas integrados, bancos de dados salvo nas nuvens, automações, comunicação por som e imagens, softwares de simulação precisos, impressoras 3D, modelagem rigorosa de estatística de dados e fábrica inteligentes são alguns dos exemplos de modificações que as indústrias estão adotando a fim de se tornarem mais competitivas no mercado e resguardadas nos períodos de crise. Porém, caso esses mecanismos não sejam aplicados de maneira correta, à organização poderá sofrer impactos prejudiciais irreversíveis (Pimenta, 2019). Uma alternativa utilizada no passado pelo o segmento automobilístico e atualmente adotada por indústrias de diversos ramos é a filosofia da produção enxuta ou lean manufacturing . As ferramentas lean têm apresentado resultados excelentes nas empresas, 2 diversas pesquisas de artigos científicos e trabalhos instrutivos abordam positivamente a repercussão da implantação (Gupta e Jain, 2013). A filosofia lean manufacturing de modo geral contribui significativamente para o crescimento econômico das empresas. Rother e Shook (2008), “a filosofia lean manufacturing pode ser obtida através de várias tecnologias nos processos de fabricação que alterar-se as matérias primas em produtos acabados e em seguida atende vários requisitos dos clientes”. Atualmente a indústria de duas rodas busca melhorar os seus processos e suas relações com os clientes internos e externos. Muitas fábricas fornecedoras de componentes e acessórios de motocicletas desejam reduzir o custo/peça para as montadoras a fim de prolongar a sua relação com os seus clientes, como também as montadoras aproveitam a diminuição do valor do produto a fim potencializar as suas vendas ao cliente final. Dessa forma, Investir nos conceitos da manufatura enxuta possibilita atuar continuamente com criatividade e melhorias (Moraes e Nogueira, 2014). Contribuições importantes para a filosofia lean foram feitas por muitos pesquisadores, entretanto, Taiichi Ohno (1988), defende que “o patriarca do Sistema Toyota de Produção, é conhecido por ser um dos principais patriarcas da produção enxuta”. Lean manufacturing foi implementada pela primeira vez pela Toyota Co, depois que os engenheiros da Toyota observaram que os modelos de produção em massa não eram totalmente eficientes na eliminação do tempo ocioso, Setup e retorno financeiro. No entanto o termo “Lean” foi mencionado no livro que se tornou best seller de 1990, “A máquina que mudou o mundo”, A História da Produção Enxuta de Jones, Roos e Womack (1990). Os benefícios da produção enxuta são evidentes em muitas fábricas do mundo todo. As empresas relatam melhoria da qualidade do produto, reduções de tempo, diminuição de stock em processo (WIP), entregas no prazo, melhoria do lucro líquido, redução de custos, otimização da utilização da mão de obra, redução de stocks, maior flexibilidade, melhor utilização de espaço, maior foco no trabalho e melhor aprimoramento de habilidades (Jones, Roos e Womack, 1990). A máquina que mudou o mundo As organizações também observaram uma tendência na produção de produtos customizados. Portanto o sistema de produção enxuto deve responder as mudanças nas características do produto, qualidade e pontualidade com base nos requisitos dos clientes. Além das exigências dos clientes que ocorrem em constante mudança, existe a busca de redes globais de empresas com o objetivo de maximizar o lucro por meio de baixo custo de 3 material e recursos. Isso levou muitas empresas a se adequarem a atender desafios globais. O efeito disso é que os produtos e os mercados estão globalmente centrados. Redes de empresas terceirizadas se comunicam para reduzir os valores dos produtos e é nesse momento em que os conceitos da manufatura enxuta opera (Kumar e Kumar, 2014). O conceito por trás do Lean é simples, o problema é sustentar um sistema lean a longo prazo, pois mudar hábitos de uma organização e disciplinar equipes é um desafio que ocorre com muito trabalho. Ko, Wang e Kuo (2018), ilustra que sustentar práticas lean de longo prazo é uma meta ambiciosa e quando comprovada que fora alcançada e mantida, a organização desenvolve uma cultura enxuta eficaz. Uma cultura lean incentiva todos os colaboradores de uma empresa a contribuir com ideias, sugerir rapidamente propostas de melhoria, proporcionar um ambiente de aprendizado colaborativo, buscar a perfeição em seus produtos, serviços e processos, além de desfrutar do suporte de líderes e funcionários. Assim, as indústrias de duas rodas buscam conceitos e metodologias para empregar a melhor tecnologia no espaço e tempo que as favoreçam, bem como, reduzir custos e eliminar desperdícios. Este trabalho possui como foco eliminar os desperdícios e aumentar a capacidade de produção do processo de tratamento térmico de peças em uma indústria do segmento de duas rodas do Polo Industrial de Manaus. A investigação é fundamentada na aplicação da filosofia enxuta (lean) principalmente no uso da gestão visual através do VSM para diagnóstico de desperdícios, proposição de melhorias visando diminuir os desperdícios. 1.2 Objetivos Aplicar a ferramenta VSM da filosofia lean manufacturing a fim de identificar os desperdícios no tratamento térmico do aço e desenvolver melhorias em uma fábrica de componentes mecânicos de motocicletas do Polo Industrial Manaus. 1. Elaborar o mapa de fluxo de valor do cenário atual no setor de tratamento térmico e identificar os desperdícios; 2. Propor ações de melhoria para os desperdícios identificados e elaborar o mapa de fluxo de valor futuro; 3. Implementar as ações de melhoria como: modificação de métodos de processo em um ou mais equipamentos do setor de Tratamento Térmico; 4. Analisar os desempenhos dos resultados. 10 5Desperdício de stock: a falta de planejamento eleva o stock de peças entre processos, bem como peças para manutenção de máquinas. Isso culmina em custos supérfluos na folha financeira. 6Perda por movimentação: está intrínseca ao movimento do operador. Trata-se de atividades que não desenvolve o produto acabado. Existem também atividades que não são revertidos em lucros como monitorar e controlar processos. 7Desperdício por fabricação de produtos defeituosos: conceito inerente a produtos fabricados fora da especificação e não atende os requisitos de qualidade que o cliente exige. Segundo Moraes e Nogueira (2013), Investir em redução de custos com stock por meio da aplicação estratégica de estudo do menor deslocamento, bem como pronta entrega, torna a organização mais enxuta. O desperdício é definido pelos indicadores de desempenho de um sistema de produção. O não cumprimento dos requisitos de um cliente é um desperdício, assim como o tempo inútil, stock parado e movimentos irrelevantes. Por isso para diminuir as perdas Ohno (1988), teve que direcionar o seu foco de melhoria nas atividades do sistema de entrega. 2.3 Just In Time Segundo Gupta e Jain, (2013), a técnica Just In Time (JIT), é um dos estudos de Ohno (1988), que se refere a uma ferramenta para encorajar as organizações a fabricar o que for necessário no momento certo e na quantidade exata. JIT sinaliza uma superprodução ou produção a mais do que for preciso, como também produzir antes da necessidade. Isso reduz o stock para uma quantidade mínima e melhora o fluxo de processo. JIT é conhecido como produção puxada é baseada no princípio de “nós produzimos apenas o que o cliente desejar puxar da estante do stock (Ohno, 1988)”, a produção puxada é oposta da empurrada. Just in time não é apenas um princípio da manufatura enxuta, ela também deve ser um dos principais objetivos das organizações. Na prática o JIT tem sido frequentemente expresso como um sistema de gerenciamento holístico que visa reduzir o desperdício, maximizar a eficiência de custos e assegurar uma vantagem competitiva. Assim, várias condições adicionais são consideradas necessárias para implementação bem-sucedida do JIT. Estes incluem tamanhos de lotes pequenos, tempo curto de Setup, controle de qualidades 11 eficientes e efetivos. Talvez projetar todo o processo de produção para diminuir os retrabalhos e otimizar a eficiência de trabalho humanos e máquinas. 2.4 Filosofia Lean Manufacturing Womack (2006), afirmam que apenas uma pequena fração do tempo e esforço completos agregam valor para a produção e prestação de serviço ao cliente. Portanto é importante que uma organização enxuta defina claramente o valor durante os processos de produção do pedido do cliente ao eliminar gradativamente as atividades sem valor. Existem diversos princípios do pensamento lean manufacturing que evoluíram ao longo dos anos as organizações. Muitas evidências mostram o quanto essas práticas foram significativas para a melhoria do processo e redução de custo, nesse contexto Rehman, Alkhatani, & Umer (2018), explica que é preciso: Aumentar o valor da produção por meio da consideração sistemática do que o cliente pede. Não é a empresa que define o valor do produto, é o cliente que deve manter o negócio e aumentar o lucro da empresa ( Jones, Roos e Womack, 1990). 1Reduzir as atividades que não agregam valor, também conhecidas como desperdício. Isso inclui diminuir ou simplificar o número de tarefas, peças e fluxos de produção. Deve-se trabalhar para o aumento da flexibilidade de saídas. 2Empenhar-se no fluxo contínuo. Constitui em mudar a mentalidade separatista ou de divisão de departamentos da produção e de toda a equipe de apoio. Isso promove rapidez no atendimento ao cliente (Pompeu e Rabaioli, 2014). 3Adotar a produção puxada. Essa prática não responsabiliza o cliente pelos pedidos de lotes maiores, uma vez que ele passa a puxar a produção, evita desperdícios com grandes stocks e problema de qualidade. 4O conhecimento: ocupa a fase em que a comunicação, compartilhamento de ideais e suporte para formação de líderes se manifesta nas organizações mais efetivas quanto a implantação da filosofia lean manufacturing . O processo de implantação gera estresse e resistência às mudanças. Mas são sempre bem vindas em diversos segmentos econômicos, uma vez que o foco da melhoria é independente do processo (Gupta e Jain, 2013). 12 2.5 As Ferramentas Lean Ao longo dos tempos a cultura lean desenvolveu ferramentas para melhorar processos e trabalhar na eliminação de desperdícios. Silva e Laureano (2018), salienta que somente a filosofia Lean não é o suficiente para comprometer a equipe e promover resultados, pois as práticas e ferramentas são eficazes para que a filosofia Lean funcione dentro do chão de fábrica. Também Chiarini (2014), manifesta que a melhoria não está elencada ao número de ferramentas utilizadas, mas na implantação seletiva e apropriada de tais práticas é que são importantes. Cada técnica pode ser implantada em muitos níveis de dificuldades e em cada fase de implantação de análise para solução. Assim, as mais debatidas no sistema Lean são: 2.5.1 Kaizen O Kaizen é o termo japonês para “Melhoria contínua”. Kaizen é um trabalho onde todos os funcionários estão engajados na melhoria total do processo, sejam gerentes ou subordinados. Eles se deparam com atividades de remoção de desperdício em máquinas, mão de obra e produção (Gupta e Jain, 2013). Kaizen é uma filosofia complementar que empodera os funcionários a realizar o trabalho de eliminar os desperdícios, projetar e implementar processos mais eficientes. Kaizen são simples, porém altamente focados e definidos para melhorias (Tyagi et al., 2015). A utilização da melhoria contínua pode ser aplicada em vários segmentos, por exemplo Pakes et al. (2018), apresentou uma solução para eliminar desperdícios com manutenção de banheiros em shoppings center. Somente com a troca de papel higiênico de modo eficaz economizou 44% no período de um ano. 2.5.2 Kanban Kanban é descrito por um mecanismo de sinalização visual de necessidades da produção, isto é, o que deve ser produzido para reabastecer os materiais puxados pelo próximo fluxo do processo ou cliente final (M. H. Silva e Oliveira, 2016). O termo Kanban é originalmente provido de uma palavra japonesa que significa “sinal visual”. Trata-se de um método que regulariza o lote de suprimento de uma fábrica por meio de sinais visuais baseados em cartões com cores em postos de trabalho. A cada momento em que o um posto de trabalho necessita ser reabastecido, ele envia um sinal luminoso ou 13 com cartões com cores ao posto anterior a fim de avisá-lo na movimentação das peças e assim continuar as atividades do seu processo (Gupta e Jain, 2013). No que versa Tyagi et al. (2015), a finalidade do sistema de produção puxada também conhecida por “sistema Kanban” é de obter lotes de materiais medidos de acordo com a precisão sem integrar desperdícios, ou seja, é importante calcular a quantidade exata do lote em: stock entre processo (em inglês work in process de sigla WIP), componentes e etc. Dessa forma os materiais são “puxados” pelo o próprio processo. Depois que isso ocorre um sinal é enviado para cada etapa do processo anterior a fim de substituir o que foi tomado 2.5.3 Jidoka O Jidoka é uma palavra em japonês que significa “automação com toque humano”. Isso geralmente é ilustrado pelo exemplo de uma máquina que detecta um problema e para a produção automaticamente em vez de continuar a produzir peças defeituosas. Está é uma condição na qual é empregada a filosofia do STP que promove a ação onde todo o processo poderá parar até que todos os problemas de qualidade sejam corrigidos, uma vez que se torna mais caro fabricar peças nessas circunstâncias por não limitar o desperdício (Syed, 2014). Gupta e Jain (2013) expressa que Jidoka é um dos pilares mais importantes do Sistema Toyota de Produção, pois a sua aplicação transforma a fábrica e ajuda a alcançar a verdadeira excelência. Com a prática de permitir que o sistema de controle supervisione a produção ao ponto de interromper qualquer processo imediatamente assim que um problema ou erro for detectado, poderá acelerar a identificação da causa-raiz. Nesse contexto, Syed (2014), explica que a origem do Jidoka ocorreu em 1902, quando Sakichi Toyoda inventou um mecanismo simples, mas engenhoso. Ele detectou um fio quebrado na máquina de tear tecidos de sua antiga fábrica. Para não colocar um operador em cada posto de trabalho a fim de supervisionar a qualidade da produção, ele criou um dispositivo que realizava essa detecção e parava a máquina automaticamente. Esse desfecho proporcionou um melhor aproveitamento dos funcionários da produção, pois permitia que eles desempenhassem múltiplas atividades. 14 2.5.4 Ferramenta 5S Método visual e sistemático que envolve os colaboradores da empresa. O 5S é uma metodologia para organizar o local de trabalho e torná-lo adequado para a execução das atividades. Ele é aplicado em todas os departamentos (Pakes, 2018). O 5S deve ser um esforço da equipe e os resultados devem permitir que cada um perceba de um jeito rápido o que está fora do lugar a fim de facilitar o trabalho. A implementação dos 5S ocorre em duas fases: inicial e detalhada. A inicial acontece na organização posto a posto para melhorar o fluxo, em seguida certificar se todos os recursos necessários estão colocados no lugar acessível. Na etapa detalhada ocorre uma limpeza sistemática onde os materiais úteis são rotulados e os que não são fundamentais são descartados, por fim procede-se uma padronização das atividades conjugada com a conscientização dos funcionários da organização (Ahmad et al., 2017). Os 5S são providos das palavras em japonês e possui os significados (Gupta e Jain, 2013): Seiri – Senso de utilização: o primeiro passo, distinguir o que é indispensável e o que não é necessário e depois desfaz-se do último. Ele estabelece critérios e estratifica as prioridades. Seiton – Senso de organização: passo seguinte que exerce a função de estabelecer um layout limpo para que se possa obter o máximo de aproveitamento do espaço. Ele aumenta a produtividade ao eliminar o desperdício de tempo em procurar coisas, uma vez que o armazenamento é funcional, pois possui identificação visual e fácil substituição. Seiso – Senso de limpeza: é determinado por meio de um local limpo livre de lixos, sujeiras e materiais estranhos. É responsável pela inspeção da limpeza nos postos de trabalhos e equipamentos. Organiza ferramentas de modo sistemático em seu devido lugar. Seiketsu – Senso de padronizações: após a eliminação da desordem através da dedicação nos três primeiros passos, o resultado é um local limpo e organizado. Porém somente com a padronização das atividades dos 5S é que garantirá a permanência das etapas anteriores. Essa fase ocorre a inclusão das responsabilidades aos funcionários nas rotinas de trabalho. Assegurar que todas as ferramentas foram guardadas no final do dia, a mesa foi organizada antes de ir para casa. são algumas das práticas que normaliza o ambiente. Independente do cargo na empresa, cada um deve fazer a sua parte. Shitsuke – Senso de disciplina: a etapa final do processo é a disciplina e o treinamento do 5S. Para manter essa metodologia, todos os membros da empresa devem receber o mesmo nível de treinamento. As maiores liderança devem evidenciar exemplos de modelos e 15 garantir que todos os colaboradores estejam participando. Ao fazer isso, todos os funcionários entenderão a importância do processo e verão o comprometimento da administração com a manutenção desse sistema. 2.5.5 Mapa de Fluxo de Valor A sigla VSM constitui de uma palavra em inglês Value Stream Mapping e é definida em português por Mapa de Fluxo de Valor, Trata-se de uma ferramenta utilizada para mapear e visualizar a produção no chão de fábrica. O VSM poderá mostrar o cenário atual e futuro do processo de tal forma que realça as necessidades de melhorias contínuas. Por isso, o Mapa de Fluxo de Valor é adequado a expor os desperdícios atuais do processo fabril e criar alternativas de roteiro de fluxo de produção. A fase principal do processo é mostrada em conjunto com os dados relacionados o fluxo, qualidade, lead time (Intervalo de tempo) e taxa de capacibilidade relacionada ao Takt time (Syed, 2014). Através de um formato de gráfico simples de entender, a condição futura pode ser demonstrada por diagramas que visam exibir o processo com as melhorias a fim de definir o método que motiva os participantes por meio de uma abordagem de equipe e mediante a coleta de dados de indicadores de desempenho onde os integrantes desenvolvem a sistemática de atividades críticas construtivas. dessa forma, eles são incentivados a sugerir melhorias e plano de ação (Jia et al., 2017). Rehman et al. (2018), afirmam que um dos aspectos do Mapa de Fluxo de Valor é de aumentar o valor agregado do produto, pois este é o único preço em que o cliente está disposto a pagar, uma vez que incluir os gastos com desperdício promove o enfraquecimento da procura. Esse procedimento ocorre desde o momento em que o cliente faz o pedido até o seu recebimento final. O VSM é um tipo especial de fluxograma que representa a movimentação dos materiais e informações dentro de uma organização. Ícones específicos e símbolos conhecidos como “Linguagem Lean” são usados para mostrar cada etapa do processo que um determinado produto tem que passar, desde a compra de matéria prima até o ponto de entrega. Muitas organizações que buscam conversões para produção “enxuta” percebem que trabalhar com melhorias sem uma metodologia não é o suficiente. Melhorias na produção criam outras melhorias, porém para obter o fortalecimento dos ganhos é preciso aplicar o 16 VSM, pois ele fornece visão e planos que conectam todas as atividades de melhoria. A figura 01 ilustra as etapas de formação. O primeiro passo é identificar um produto ou família de produtos para o qual o fluxo de valor será mapeado. Os produtos que passam por processos semelhantes dentro de uma fábrica podem ser agrupados e compartilhados ao mesmo VSM (Tyagi et al., 2015). É através do cenário atual que é realizada a análise de cada atividade ou etapa de processo, após isso é elencado ao valor específico que sua etapa adiciona ao produto. De acordo com Silva e Oliveira (2016), comentam que existem atividades que acrescentam valor, outras que não agregam importância alguma, mas, são necessárias para a produção e uma terceira que adiciona valor ao produto. As atividades que não adicionam valor representam desperdícios puros e devem ser extintas completamente. Isso pode incluir tempo de espera, acúmulo de produtos entre processos e operações duplicadas. Já as atividades que não agregam valor, porém não se pode eliminá-las, integra o transporte de produtos de uma área para outra, desembalar o stock de chegada, mover ferramentas de uma mão para outra. Essas ações podem ser eliminadas apenas com alterações importantes no procedimento operacional, por exemplo, mudança de layout e entrega de peças individuais no recebimento, o que nem sempre será possível essa realização. As atividades que adicionam valor constituem-se daquelas que transformam a matéria prima ou peças inacabadas em produto, como o cliente deseja. Estes podem abranger operações de montagem, acabamento e pintura. A condição atual também compõem cálculo do Takt time a fim de averiguar o departamento ou posto de trabalho que ocupa maior tempo de produção (Rehman et al., 2018). Figura 1 – E stágios e F inalidades do VSM . (Tyagi et al., 2015) . 17 Takt time é um termo em inglês com tradução livre de “Tempo de Batida” ou “Taxa de tempo”. A produção usa o Takt time como quantidade de tempo em que o produto é concluído. Esse é um elemento vital no balanceamento do Mapa de Fluxo de Valor. O takt time é calculado dividindo a demanda diária total de unidades de produtos acabados pelo o número total de minutos de produção ou segundos de trabalhados em um determinado período. A fórmula estabelece a seguinte configuração: 1 - Takt time: = í (  ê)  (  ê) Onde: 2 - Tempo disponível = QT x HT x DT QD = Quantidade de turnos HT = Horas de trabalho DT = Dias de trabalho 3 - Tempo = Necessidade do cliente Supomos que seja necessário medir o takt time de uma linha de produção de um dado produto. Sua quantidade total do mês é de 50.000 peças. Ele deverá ser produzido em um turno de 8 horas durante 24 dias do mês. Assim a contagem ocorre na fórmula: 4 - Takt time = 1 x 8 x 24/50.000 = 0,0384 horas de unidade ou 13,8 segs. por unidade Isso significa que em média o mercado precisa de 13,8 segundos para produzir cada produto, sendo assim o sistema têm que disponibilizar um produto a cada 13,8s, no mínimo. O fator mais importante do VSM atual é o tempo de atravessamento em geral. Esse tempo é medido a partir do momento em que a produção de um produto é iniciada, até ser entregue ao cliente. Reduzir o tempo de processamento foi o maior objetivo de Taiichi Ohno (1988), ao projetar o STP. Esse tempo é o indicador mais preciso de como todo o fluxo de valor está funcionando. O tempo gasto para as atividades que agregam valor, em oposição ao tempo consumido sob atuações que nada acrescentam, também são observados, uma vez que o último será direcionado e avaliado a redução ou eliminação. Quando o VSM do estado atual é concluído, o foco é nas possíveis melhorias do fluxo de valor atual para criar um VSM. Como mencionado anteriormente, dois princípios-chave para encontrar oportunidades de melhoria podem ser colocados em prática, essas são: reduzir ou 18 Figura 2 - Símbolos de materiais e processos da ferramenta do mapa de fluxo de valores. ( Jia et al., 201 7 ). eliminar atividades que nada agregam valor entre elas estão o retrabalho e/ou armazenamento que devem ser extinguidas completamente, bem como os processos individuais que devem ser organizados para criar um fluxo contínuo. Estes são os dois métodos para uma produção e obter maior retorno, uma vez que eliminar os desperdícios torna o cliente satisfeito por causa da melhoria da qualidade e rapidez de entrega ( Womack, 2006). As figuras 2, 3 e 4 apresentam os símbolos que projetam um Mapa de Fluxo de Valor e estão divididos em processo, comunicação e ícones gerais (Jia et al., 2017). 19 Outro passo para melhorar o fluxo de valor na condição atual é nivelar a saída do fluxo. Um mapa de fluxo de valor pode precisar ser dividido em vários fluxos de valores menores para acomodar produtos com diferentes necessidades de processamento de maneira mais Figura 3 - Ícones de comunicação representados no mapa de fluxo de valores . (Jia et al., 2017). Figura 4 - Ícones gerais representados no mapa de fluxo de valores. (Jia et al., 2017). 26 formação e composição da microestrutura do aço. Dependendo da temperatura de formação a Bainita pode ser classificada como superior ou inferior. A Bainita superior é relativamente frágil, o contrário da inferior que é resistente (ASM, 2004). 2.6.9 Martensita O termo martensita foi aplicado na década de 30 em microestruturas a circulares formadas no resfriamento de certas ligas de cobre agora é comum encontrar a expressão em estruturas de metais puros ou ligados, como titânio, cobalto, urânio e até mesmo lítio. A cristalografia, a cinética de crescimento e as propriedades das diversas microestruturas analisadas, podem ser muito diferentes, de fato, a única semelhança entre elas é que ocorrem por uma reação de martensita. A transformação é sem difusão de nenhuma molécula, o que significa que o estágio principal não tem diferenças de composição, por exemplo os materiais com ou sem elemento liga, se transformam em martensita após o processo de resfriamento rápido. A reação começa após rápida queda de temperatura, como em processos de têmpera que estão abaixo da temperatura eutetóide, conhecida como martensita inicial. Essa fase geralmente é sustentada por aços com adição de elementos ligas, pois eles formam carbonetos na mesma matriz de martensita oposto a aços com menos liga que chegam a atingir matriz próximas de martensita final. A martensita ocorre por um processo de cisalhamento que forma placas de cristal único (ou as vezes ripas). Restringir por meio do processo de resfriamento as extremidades dessas placas resulta em produtos lenticulares. A martensita tem uma forma “a circulada”, isto é, em forma de agulha. Elas são mais duras que outras estruturas. 2.6.10 Fornos e equipamentos de indução A fim de alcançar uma qualidade de produção mais arrojada as indústrias investem em tecnologia e equipamentos de tratamento térmico cada vez mais inovadoras. Fornos e indutoras são máquinas que estão adquirindo paulatinamente dispositivos de controle precisos, automação e menores problemas com impacto ambiental negativo (Zambaldi et al., 2017). Para o processo de estudo, será necessário desenvolver apenas três classes de equipamentos, entre eles: os fornos batch, contínuo e equipamentos de indução. 27 São utilizados comumente dois tipos de categoria de fornos: os tipos batchs e os contínuos. Fornos tipos batchs são normalmente manuais no carregamento e descarregamento de lotes de peças. Consiste em um formato básico com uma câmara isolada por manta e alvenaria fabricada com materiais resistentes ao calor, carcaça de aço reforçado, sistema de aquecimento, uma ou mais portas de acesso para cada câmara. Fornos padrão compostos por duas salas de aquecimento, elevador, tanque de resfriamento e sistema de deslocamento do lote de uma câmara para outra, são utilizados amplamente para ciclos com variadas temperaturas. O uso desses equipamentos requer geralmente mão de obra notória para montar lote, manusear, carregar e descarregar cestos de peças. Isso impacta em altos custos e por possuir muito contato humano os riscos de erros são maiores. Os fornos contínuos possuem as mesmas configurações básicas dos fornos batchs, como: câmaras de aquecimento, tanque de resfriamento, portas de acesso e conjunto de aquecimento. Porém, esses fornos operam em ciclos ininterruptos à medida em que a peça se desloca dentro dele. Os fornos contínuos são adaptáveis a automação, portanto quase sempre são utilizados para produção em massa. São os casos de fornos de cementação contínua tipicamente preferidas para cargas de produção que extrapolam 180kg ou para processos que exigem tratamento contínuo de 24 horas (ASM, 1991). O equipamento de indução de peças de metal ocorre por um processo eletromagnético e geralmente executam tratamentos térmicos como têmpera e revenimento (Das, Mukhopadhyay, e Bhattacharyya, 2015). Entretanto ao contrário dos fornos, esses equipamentos possuem ciclos rápidos, sempre abaixo de um minuto (Wang & Chen, 2017). Bobinas de indução são utilizadas para esse trabalho. Correntes alternadas passam por bobinas de tubo de cobre e criam um campo magnético altamente concentrado. A força desse campo depende principalmente da magnitude da corrente que flui na bobina. O campo magnético é estabelecido e induz um potencial elétrico na região a ser aquecida. Essa área corresponde a um circuito fechado, por isso a tensão induzida provoca o fluxo de corrente e esquenta a peça. Vale ressaltar que o desenho ou formato da bobina são fatores que exercem forte influência no tempo e poder de aquecimento. Pode-se ainda citar a geometria da peça, matéria prima e número de peças a serem produzidas (Chiaverini, 2008). 28 29 3. INFORMAÇÕES DA EMPRESA PEQUISADA A empresa a ser estuda será chamada por um nome fictício de indústria X. Ela foi formada por capital social do próprio grupo. Se localiza no Polo Industrial de Manaus/Amazonas-BR, é fabricante dos conjuntos de transmissão e outros componentes mecânicos para motocicletas. Segmento de mercado do grupo no âmbito nacional: automobilístico (duas e quatro rodas) com o fornecimento de peças e componentes que compõem a motocicleta / automóvel. Iniciou-se na parceria com a uma fabricante e líder de mercado no polo de duas rodas. Conquistou novos clientes no polo de 4 rodas em paralelo à crise econômica no país, tem buscado novos mercados para suprir as suas necessidades de sobrevivência, inclusive na fabricação de peças de outros segmentos. 3.1 Breve história da indústria X O fundador era filho de camponeses e migrou para a cidade de Tóquio (Japão) a fim de realizar o sonho de estudar na universidade da então megalópole japonesa. Durante os seus estudos ele se empregou em uma fábrica de peças para avião e nesse momento iniciou uma carreira sólida até o momento em que a empresa declarou falência. No outono de 1937 ele resolveu investir toda a sua poupança com objetivo de reabrir a fábrica, contou com a ajuda dos seus colegas da administração e operadores de máquina da produção sem garantias de retorno financeiro. Em abril/1938, reinaugurou a empresa com outro nome e apenas um tipo de produto para produção: peças de carburador para aeronaves. Em janeiro/1944 próximo do advento da segunda guerra mundial, ela foi incorporada como empresa pública (administrada pelo poder público japonês). Depois de resistir a crise da segunda guerra, a organização mudou de mercado em setembro/1956 para produção e venda de peças no ramo de duas rodas. Tornou-se sociedade limitada em setembro/1963. Em maio/1966 lançou a produção de suas próprias matrizes de peças forjadas. Em dezembro/1967 empreendeu o desenvolvimento do pivô de direção para veículos automotores (4 rodas) que permitiu realizar até novembro/1961 o desenvolvimento da engrenagem cônica. Em julho/1978 fechou acordo para fornecimento do pivô de direção para montadora FORD. A mudança de mercado em virtude da exigência da clientela e o avanço tecnológico promoveu em abril/1982 as atividades de CCQ (Círculo do Controle da Qualidade) no qual possibilitou melhorias no processo e produto. Em setembro/1984 iniciou-se a produção de comandos de 30 válvula para veículos automotores (4 rodas). Em junho/1989 deu abertura a fabricação de peças forjadas de alta precisão, pois o corpo técnico tornou-se mais experiente. Em dezembro/1998 iniciou a venda de ações de balcão na JSA (Japan Securities Association). Em 1997 estabeleceu uma unidade fabril no Brasil, no Estado de Pernambuco. E em março/2003 fundou a unidade em Manaus/AM. Em setembro/2008 foi fundado o Centro de Pesquisa Global do grupo. Nesse período a participação de universidades e instituições de pesquisa proporcionou maior conhecimento e contribuição na reengenharia de peças. Em junho/2016 comprou a empresa concorrente no mercado europeu. Permanece até o momento, fabrica peças e desenvolve novos modelos. 3.2 Industria X em Manaus/Amazonas A empresa tem parceria com a líder de mercado. Concorre com outras unidades do grupo (unidades da Ásia principalmente), devido ao seu baixo custo-peça. Outras empresas fabricantes de motocicletas possuem fornecedores (concorrentes da indústria X) em seus países de origem (Ásia). O elevado custo no Brasil impede momentaneamente dela disputar mercado com os fabricantes fora do país. Os principais fornecedores, são: peças estampadas, origem nacional: São Paulo e importada: Índia. Forjados, todos importados da Índia e Japão. Aço, nacional: Santa Catarina e importado: Japão. Fundidos, nacional: Santa Catarina. Serviço de tratamento superficial (zinco e fosfato): fornecedor local. A mão de obra é efetiva com 418 pessoas e a organização por departamento se dispõe conforme tabela 1. A empresa fabrica peças para pelo menos 25 modelos de motos. Possui 2 clientes que trabalham com montagem completa desses veículos e eles se localizam na mesma região. São responsáveis por 78% do mercado de vendas Brasil. A Indústria X foi instalada como filial no Amazonas por motivo de necessidade de produção rápida e com pouco stock de seus clientes. Mesmo com a crise que atingiu a economia no Brasil em 2008 e 2016 a empresa X se manteve resistente. Aproveitou a instabilidade para realizar alguns investimentos, como o desafio de ser a primeira empresa a adquirir o processo de forjado a quente na região norte e a segunda a obter a prensa de forjado a frio no âmbito nacional. Essa ação tornou ousada pois a organização X dispôs-se a pagar um valor significativo para sua sobrevivência, porém 31 em pouco tempo alcançou o equilíbrio financeiro, pois a demanda elevou-se em função da procura dos países do MERCOSUL. Tabela 1 – Organograma da empresa X em Manaus/Amazonas. 3.3 Produtos Fabricados na Empresa X Os produtos que a fábrica executa são as principais peças do motor do veículo de duas rodas. Dentre elas estão: Conjunto de transmissão, Virabrequim, Biela, Eixo Pedal, Eixo Balanceiro, Tambor seletor e Comando de Válvula. Ao todo são 17 produtos que se estruturam com a seguinte configuração: Conjunto de Transmissão: formado por componentes como eixo principal que possui forjado no seu corpo a engrenagem de primeira marcha e eixo secundário na qual é montado em sua estrutura a engrenagem de primeira marcha. As engrenagens da segunda até a quinta marcha que são distribuídos em ambos os eixos de transmissão. Dessa forma o conjunto é composto por dois eixos e dez engrenagens. Esses componentes são responsáveis pelo veículo entrar em movimento. Tambor Seletor: peça fundida que comunica o conjunto de transmissão por meio do acionamento de troca de marchas no motor. Diretoria Gerência Setores Quantidade total de colaboradores no departamento Diretor-Presidente Comerc ial Comercial 3 Administrativa RH 7 SESMT 2 Governança Corporativa 3 Informática 2 Controladoria Contabilidade 6 Financeiro 2 Produção Produção 271 Manutenção 29 Técnica Grupo Técnico 4 Engenharia 13 Ferramentaria 17 Afiação 3 Operacional PCP 7 Almoxarifado 9 Compras 4 Controle de Alimentação 4 Expedição 6 Qualidade CQ 24 SGI 5 32 Figura 6 - Processos de fabricação dos produtos da empresa X. Virabrequim: componente mecânico forjado a quente. Transforma o movimento alternativo do pistão (sobe e desce) em movimento rotativo e transmite a força do pistão para o câmbio. Eixo Pedal de Partida: tem a atribuição de auxiliar na partida do motor, após ser montado no conjunto de partida. Biela: é uma peça forjada que possui a função de conduzir os movimentos alternativos do pistão para o virabrequim, ou seja, serve como conector entre os dois componentes. Eixo balanceiro: Peça forjada que trabalha em conjunto com o comando de válvulas e tem o objetivo de fechar e abrir contato mecânico entre o movimento de peças no motor. Comando de Válvula: aciona o sistema de admissão e escape do motor, ou seja, controla o tempo de acionamento exato do movimento. 3.4 Fluxo de Fabricação da Empresa X Os produtos são processados em diferentes setores. Alguns componentes são adquiridos pré-formado por fornecedores externos. Dessa maneira a lógica de produção ocorre de acordo com a figura 6. Os processos ocorrem em dois cenários, o primeiro em setores de produção diferentes com outros equipamentos e o segundo no mesmo setor com a utilização das mesmas máquinas. Inicia-se a descrição com a produção de departamentos diferentes e máquinas distintas. A figura 6 está a Ilustra o Processo I, onde ocorre a fabricação de eixos principais, secundário, 33 balanceiro, pedal de partida e comando de válvulas. Sua matéria prima é comprada do fornecedor no Japão e são abastecidas em forma de bobinas de aço. São acumulados em stock de 3 meses. Após a aquisição os pedidos são lançados e colocados nos processos. Forjado a frio: É utilizado uma prensa de modelo BPF680SSL da empresa SAKAMURA. A bobina de aço entra em um orifício da máquina e é cortada por uma guilhotina. Seguindo isso, a barra é conformada em 6 estágios. A máquina dispõe de um impacto horizontal e a matriz molda peças com variações de ±0,05mm da especificação. Acabamento: As peças são usinadas de acordo com as medidas e exigências do cliente. Tratamento térmico: Os produtos são cementados, temperados e revenidos. Depois são levados para o processo de shotpeening na máquina de jatear. Eixos principais recebem revenimento por indução na região da rosca e ambos os produtos finalizam na correção de empeno das distorções térmicas por meio das máquinas de desempeno de eixo. Retífica: Todos os modelos são retificados conforme desenho do cliente. Montagem: O processo de montagem do conjunto de peças ocorre em 5 postos de trabalho. Os funcionários coletam e enviam as peças com os subprodutos para o próximo posto até chegar na inspeção final, sendo este o último estágio. Stock: Os modelos são separados em caixa e paletes, em seguida armazenados em um galpão separado do ambiente de fabricação. A quantidade de peças atende cerca de 3,5 dias de produção do cliente. Expedição: O pedido é lançado e o produto é expedido diariamente conforme solicitação do cliente. O Processo II a produção de engrenagens começa com a compra de barras redondas de aços. O fabricante se situa no estado de Santa Catarina/BR, o stock atende 1 mês de pedido. O recurso é transformado com as etapas: Forjado a quente: é executado por uma prensa de 900Kg de capacidade de prensagem. Modelo SK900 da empresa MAHNKE. A barra de aço entra em uma câmara de bobina de indução onde recebe calor por ondas eletromagnéticas de até 1100°C. Após isso, a barra entra na prensa mecânica. O movimento de peças é feito manualmente e a prensagem é vertical. Possui 2 estágios até atingir a etapa de peça forjada. Normalização: procedimento ocorre em um forno contínuo modelo FETT-76/731/30 da empresa COMBUSTOL, capacidade 600Kg/h. As peças após serem conformadas são expostas a uma temperatura de 840°C por 45minutos. 34 Acabamento: Todas as engrenagens são usinadas em 3 tornos até o procedimento de posicionamento de peças em cestos de tratamento térmico. Tratamento térmico: As engrenagens da segunda marcha do eixo principal, primeira e segunda marcha do eixo secundário são cementados. As demais como as da terceira até a quinta marcham são carbonitretadas. Todas passam por têmpera e revenimento. Esse método ocorre em fornos contínuo de modelo S-TF-100 da fabricante japonesa de DOWA. Montagem: A inserção de engrenagens acontece no eixo principal e secundário. Testes de engreno são realizados, após o término da montagem. Stock: As peças são acumuladas por 3 dias. Expedição: De acordo com a ordem do cliente. O Processo III do produto virabrequim, inicia por meio da compra de matéria prima da empresa produtora de barras de aço em Santa Catarina/BR. O stock é mantido por 2 meses de produção e segue a sequência de: Cortar barras: Processo realizado por uma máquina de corte de barras de aço modelo NCH70N da empresa Nishijimax. Os tarugos são mantidos com pesos aproximados de 1620g e medidas de 52x95mm. Forjar a quente: Os tarugos são transportados por uma indutora que aquece o material a temperaturas 1200°C a 1270°C. A conformação do virabrequim é concebida em uma prensa de impacto vertical com capacidade de 1600ton, modelo CF 1600 automática da empresa Kurimoto. A sistemática procede-se em 4 estágios. Beneficiamento: As peças após conformação caem em um tanque de óleo de têmpera tipo 125N da empresa Daido Química e permanecem por 15min. Após isso, elas são transportadas por uma esteira para um forno contínuo a gás modelo VF 1193-C da fabricante Combustol. Capacidade 1470Kg/h e temperatura de trabalho a 670°C por duas horas. Jatear: O processo realiza a limpeza superficial e remoção de carepa através da máquina de jatear modelo SNB 50 da fabricante sinto e utiliza o recurso granalhas esféricas tipo S390 da mesma empresa. Usinar: O procedimento realiza a remoção de sobremetal e garante as medidas solicitadas pelo cliente. 35 Indução: A região da haste do virabrequim é parcialmente induzida no processo de têmpera e revenimento. Ele eleva a resistência e dureza e superficial. O equipamento é uma indutora modelo HSP12 150KW da fabricante Inductotherm Group. Stock: Atende um pedido de até 3,5 dias dos clientes. Expedição: A fabricação de virabrequim é parcialmente executada na organização X, pois a produção acabada acontece nos clientes. Dessa forma, as peças são transportadas de acordo com a suas necessidades. A composição do Processo IV advém da requisição de peças pré-fabricadas forjadas (adquiridas da índia) para a produção de bielas e fundidas (comprado de Santa Catarina/BR) para tambor seletor. A fabricação ocorre conforme sequência de: Acabamento: As peças forjadas e fundidas são colocadas em 4 linhas diferentes de 5 tornos. A finalidade do procedimento é ajustar a geometria das peças de acordo com a demanda do cliente. Tratamento Térmico: Peças fundidas recebem o processo de têmpera direta e revenimento. Para as peças forjadas o tratamento se dispõe de cementação, têmpera e revenimento. Retífica: A geometria circunstanciada é definida nesse processo em ambos os modelos de produtos. A finalidade é atender a especificação do desenho. Montagem: A biela é montada no pistão em uma linha manual de 4 postos de trabalho. O tambor recebe outros componentes como pinos de fixação, parafuso de apoio e engrenagem de transmissão. O procedimento ocorre em 3 postos. Stock e expedição: Os produtos acabados são transportados para o armazenamento em um galpão. A quantidade atende o cliente em 3 dias de pedido. Diversos modelos são processados em máquinas equivalentes do fluxo. Como no acabamento, na qual são utilizadas em todos os processos representados no fluxo da figura 7. Muitos modelos de peças possuem as suas divisões de produção nos seus devidos layouts fabril, como exemplo o tambor e biela que são usinados em linhas diferentes. Entretanto, elas possuem o modelo de máquina em comum sendo um torno modelo 762 da fabricante de máquinas OKUMA. Os fornos usados nos processos I e IV são tipo batch de batelada única de produção, modelo FETT Y da fornecedora COMBUSTOL. Dessa forma, a fábrica padroniza o seu sistema e torna mais fácil a manutenção, utilização de recursos, normalização dos parâmetros de máquina e stock com peças de reposição de máquina. 42 Logo, inicia o trabalho de análise metalográfica. As três amostras são segregadas e medidas a dureza superficial com um durômetro Mitutoyo de modelo HM, são realizadas cinco leituras em diferentes regiões, conforme figura 13 e calculada a média. Em seguida as amostras são cortadas por um uma cortadeira metalográfica de sistema mecânico de disco resfriado por água e polímero. O metal seccionado deve estar de acordo com a figura 13, onde ele é embutido também por uma resina de baquelite em uma embutidora automática modelo Panpress 50A da Pantec por 25 minutos. Em seguida, as amostras já no formato de corpo de prova são lixadas com lixas de grão 220, 350, 400 e 600 (máquina lixadeira automática polipan 2 da fabricante Pantec) polidas por pasta diamantada grão 1micron e pano de polimento (politriz PL02ED da empresa Pantec). A amostra é conduzida para o microdurômetro Mitutoyo de modelo HM-100 a fim de encontrar por meio da dureza a camada cementada. Utilizam-se cargas de 300g e aferições de 0,1mm de distância. Unidade de medida em microvickers. Subsequente, a amostra é colocada no mesmo durômetro que realiza dureza superficial para aferir nesse momento a dureza do núcleo. A figura 13 representa o croqui da análise. Posteriormente, foram realizadas as análises de microestrutura, onde a amostra está cortada na secção AA também da figura 13, portanto a checagem da microdureza foi utilizada para esse fim. O corpo de prova é atacado por uma substância química de composição nital 4% durante 15 segundos. Depois a superfície é lavada por água corrente durante 20 segundos e secada por estopa e secadora elétrica. A amostra é analisada por microscópio óptico (modelo CX31 da Olympus) por lentes de amplitude de 100X, 200X e 500X a fim de encontrar propriedades desejadas como: ripas de martensita revenida, pouca austenita retida, núcleo de ferrita e perlita. Um formulário contendo as informações pertinentes à aprovação do modelo é preenchida pela produção. Nele se estabelece a Figura 13 – Croqui de eixo GW-N para análise de dureza e camada. 43 permissão de saída das peças para o próximo fluxo, segregação para retrabalho ou determinação de sucata. Todo esse processo dura cerca de duas horas. 3Após a aprovação dos produtos, eles seguem para o processo de jatear. Esse procedimento realiza pequenos esmagamentos superficiais no eixo por meio de granalhas de aço. Os eixos ainda nos dispositivos de tratamento térmico na configuração de lote, são retirados e colocados em uma grelha de aço manganês presa por uma luva de encaixe no formato de cantoneira, soldada a uma gancheira suspensa dentro do carrossel da máquina de jatear. Essa máquina é uma jateadeira modelo SNM-35ZA da empresa Sinto do Brasil. Ela possui turbinas fixadas, duas no canto superior direito e esquerdo e mais outras duas nos cantos inferiores na mesma direção. As turbinas são responsáveis em lançar de modo homogêneo a granalha de aço a fim de circular por toda a câmara. Esse recurso trata-se de grãos de aço carbono de diâmetro de 0,3mm a 0,5mm tipo S170 da empresa Sinto. A atividade finaliza com a superfície do eixo limpa, rugosidade levemente maior e tensões superficiais residuais aliviadas através do shotpeening. Os eixos são retirados da grelha e colocados dentro de carros paliteiros. A máquina possui dois carroceis, enquanto um está executando a produção o outro lado está recebendo a fixação dos eixos nas grelhas. Assim, depois do término de um dos lados, logo a outra parte é acionada. Cada metade do carrossel pode ocupar até 370 peças no total de 740 eixos. Todo o processo dura 45 minutos. 4Com o término do jateamento os eixos são levados para próxima etapa: a de Indução da região da rosca do eixo. Esse processo inicia com a retirada da peça do carro paliteiro, depois posicionada sobre uma ponta de aço situada no meio de uma bobina de indução. A parte superior da peça é presa por um contraponto. O operador empurra a alavanca a fim de subir o contraponto e em seguida solta para prender o eixo. Depois ele pressiona dois botões tipo botoeira no painel a frente da bobina de indução. A peça gira no sentido horário enquanto é aquecida até 730°C por apenas 10 segundos. A máquina possui duas estações de mesma característica, portanto o operador realiza a mesma atividade duas vezes sendo que ele não aguarda o término do primeiro processo para depois executar o segundo. Ele realiza as atividades simultaneamente quando liga a primeira estação. As primeiras peças de cada bobina são levadas para o laboratório de metalografia a fim de começar o Setup da máquina. Inicialmente é verificada com uma escala de 150 mm a altura da propagação da indução, ela não poderá ser superior a 20 mm (figura 14a). 44 Por isso, o indutor se encontra posicionado a contemplar toda rosca (figura 14b). Depois disso, é verificado a microdureza. Caso ela se encontre abaixo do especificado duas novas peças são produzidas por um tempo subtraído 2 segundos. O contrário ocorre se a microdureza estiver elevada, ou seja, o acréscimo de mais 2 segundos. Assim, a variação da operação acontece entre 8 a 12 segundos. A análise de microdureza é concebida por intermédio do preparo do corpo de prova. Isso acontece no seguinte passo: os eixos são levados novamente para a cortadeira metalográfica e a região da rosca e seccionados na direção longitudinal e subsequente radial. As amostras são embutidas, lixadas, polidas pelos mesmos equipamentos e recursos citados no processo de análise de cementação. Após isso, a peça é aferida no microdurômetro a fim de detectar a microdureza. Cargas de 300g são aplicadas em 5 pontos no vale do filete da rosca a 0,2mm de profundidade. A figura 14c exibe o croqui do ensaio. Em seguida, o corpo de prova é atacado por nital 4% durante 10 segundos, depois é lavado por água e estopa para depois ser secada. A finalidade é de diagnosticar a ausência de ferrita no topo e vale dos filetes. Essa atividade dura cerca de uma hora e meia até a sua aprovação e preenchimento de documento. A produção depois de receber o laudo processa as peças geralmente em dois ou três turnos de 8 horas cada. O tempo de ciclo discorre em torno de 1100peças/turno, portanto o tempo de produção total com todas as tolerâncias é de 26 segundos. Não é finalidade desse estudo ingressar assuntos voltados à análise de tempos e Figura 14 – Ensaio metalográfico para aprovação de Set Up da indutora: a) região induzida, b) posição do indutor c) áre a aferida com o microdurômetro. 45 métodos, entretanto serão colocadas em prática outras ferramentas que auxiliarão na investigação e melhoria do setor. Seguindo a sequência, as peças são transportadas para o processo de desempeno. A máquina desempenadeira de eixos pertence a fabricante Kokusai modelo ASC 1S.11. Essa atividade tem por objetivo diminuir as protuberâncias de deformação no batimento do eixo, ocasionadas pelo aquecimento e resfriamento rápido do processo de tratamento termoquímico de cementação. Essa correção permitirá que as outras peças como: engrenagens, anel elástico. Possam ser inseridos no eixo sem o bloqueio das distorções. Um eixo é tirado do carro e posicionado sobre berços de apoio de aço. A engrenagem de primeira marcha forjada no eixo é encaixada em outra engrenagem. Este se trata de um sistema composto por gangorra, haste, mola, engrenagem e sensor de batimento. É responsável pela leitura de batimento, aprovação e reprovação de peças. Contrapontos são utilizados para prender o eixo e girá-lo no sentido horário a fim de realizar o processo de leitura. Quando o sensor capta a protuberância acima do especificado, o contraponto móvel para o giro e volta para posição de origem. Em seguida uma haste com um dispositivo retangular e com chanfros desce em direção ao eixo. A peça fixada na ponta é conhecida como martelo. Desce com uma força determinada na configuração da máquina e pressiona a região da deformação para baixo, conforme figura 15. Movimento que tem a finalidade de diminuir ou eliminar a deformação que deve variar entre 0.056mm a 0.2mm. Após isso, nova rotação do eixo é feita, caso o sensor identifique outra protuberância dentro Figura 15 – Foto de processo de desempenar eixos. Modelo GW - N recebendo tensão do martelo para correção de distorção térmica. 46 Figura 16 – Foto de eixo GW-N após todo processo de Tratamento Térmico. do campo especificado, o “martelo” corrigi novamente. Essa atividade é programada a repetir cinco vezes. Se o eixo continuar com as medidas discrepantes, ele então é descartado como sucata, pois além das distorções os golpes com o martelo poderão causar microtrincas. Caso os valores apresentem inicialmente acima do limite superior o eixo é imediatamente sucateado. O operador da máquina informou que no passado a formação de trincas e até mesmo de fraturas eram um grande problema na qualidade do produto. A instalação de um dispositivo detector dessas dificuldades, todo processo possui a duração de 15 segundos. Ao término as peças são levadas para um stock intermediário do próprio setor. Elas aguardam uma autorização do setor de Retífica para seguir próximo fluxo. 4.2 Especificações do Eixo GW-N O final da produção do tratamento térmico o eixo deve conter as respectivas configurações conforme tabela 03. A fim de atender a qualidade do cliente o eixo deverá adquirir os aspectos da figura 16. Tabela 3 – Especificação técnica de tratamento térmico do eixo GW-N. Especificação Valor (unidade) Dureza superfic ial 78 a 83HrA Dureza do núcleo 30 a 45HrC Profundidade cementada 0,55 a 0,75mm Dureza da cementação até 513Hv Dureza da rosca induzida 300 a 392Hv Batimento Abaixo de 56 m m 4.3 Histórico de Problemas na Produção As visitas no setor de Tratamento Térmico culminaram no levantamento de informações dos possíveis problemas. Empregou-se a ferramenta do Mapa de Fluxo de Valor, porém somente 47 Figura 17 – Mapa de fluxo de valor do setor de Tratamento Térmico para o processo de fabricação do eixo GW-N. no setor de Tratamento Térmico a fim de obter a visão ampla do departamento e submeter às respectivas decisões. O processo de indução de eixos ocupou o maior tempo de operação, elevado stock entre processos e mão de obra por turno de trabalho. A figura 17 mostra os valores que se aproximaram do processo de desempeno, porém com uma diferença no tempo de fabricação e stock. A produção é empurrada e desbalanceada. Nessa conjuntura, verificaram-se os indicadores de produção a fim de descobrir novos problemas ou ainda as causas das questões atuais, dentre eles estão: sucata setorial, reclamação dos clientes quanto à qualidade dos produtos, custo dos processos, entrega ao cliente interno, meio ambiente e segurança. O índice de sucata, conforme levantamento administrado pelo Controle da Qualidade obteve valores dentro da meta. Fatores como análise metalográfica que é necessário cortar e destruir pelo menos três peças por lote, distorções térmicas fora do especificado, falha na altura da indução e granalha presa no furo de lubrificação foram alguns dos casos que revessaram entre 2 a 3 peças, o maior número se tratava de amostras para averiguação da qualidade. Se for feito um balanço entre à produção setorial e a quantidade de erros, pode se tornar menor em relação a todo processo, sendo assim é possível que o indicador esteja controlado. A figura 18 apresenta os números. A meta é de 0,10% o cálculo é feito com a divisão da quantidade de sucata do setor pelas peças produzidas. 48 0,07% 0,06% 0,04% 0,07%0,06% 0,03% 0,01% 0,06% 0,07% 0,07% 0,05% 0,05% 0,10% 0,00% 0,10% 0,20% 0,30% Indicador de sucata do setor de Tratamento Térmico entre anos de 2018 e 2019 Meta Figura 19 – Número de reclamações da qualidade dos produtos feitos na empresa X nos anos de 2018 e 2019. 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 2 3 4 jun/18 jul/18 ago/18 set/18 out/18 nov/18 dez/18 jan/19 fev/19 mar/19 abr/19 mai/19 Índice de reclamações do cliente - 2018/2019 Sobre o indicador que corresponde ao número de reclamações dos clientes, verificaram-se alguns casos comunicados formalmente ao setor Comercial (figura 19). Esse medidor se refere a peças consideradas sucatas que atravessam o filtro de revisão da qualidade e chegam ao cliente intermediário. A maioria dos casos foi apontada por falha do setor de Retífica que dividiu a reinvindicação do cliente com a Forjaria de Virabrequim. Nenhuma ocorrência foi apresentada ao Tratamento Térmico, ou seja, o setor produziu peças dentro do especificado. Embora isso gere um desconforto ao cliente e uma imagem comprometedora ao fornecedor, a categoria de satisfação ainda se demonstrou adequada ao atendimento. Isso é atribuído pela quantidade de peças produzidas com qualidade quando comparadas as sucatas Figura 18 – Índice de sucata do setor de Tratamento Térmico. 49 Figura 20 – Dados de custo por processo de fabricação do eixo GW-N. R$0,85 R$0,56 R$0,21 R$0,11 R$0,05 R$- R$0,10 R$0,20 R$0,30 R$0,40 R$0,50 R$0,60 R$0,70 R$0,80 R$0,90 Tratamento térmico/termoquímico Indução de rosca Desempenar Jatear Análise metalográfica Custos com o processo de tratamento térmico do eixo GW-N -2019 confirmadas, como foram os casos dos meses de junho, outubro, dezembro de 2018 e maio de 2019 que atingiram apenas uma unidade de peça sucateada por mês. Já os valores referentes ao custo por processo no setor de Tratamento Térmico, foram verificados conforme figura 20. O custo com tratamento térmico/termoquímico em geral de peças como sendo os mais caros com R$ 0,85 por peça. A linha de fornos são completas e automáticas, além disso, essas máquinas utilizam diferentes recursos como: óleo de têmpera, solvente, energia elétrica, gás GLP, gás amônia e outros. Cada item é reposto mensalmente. Segundo os gestores, a linha foi adquirida em 2012 e é composta por máquinas mais modernas e robustas dos fabricantes, o seu custo total passou de R$ 10 milhões. O uso de recursos e materiais foi calculado para uso mínimo. A máquina é a versão mais enxuta no mercado. Na avaliação do segundo maior valor, está o custo com indução de rosca. Esse processo é realizado por uma máquina antiga de baixa capacidade. O processo se torna dispendioso com valor de R$ 0,56, porque além de produzir uma peça por estação para atingir a meta de produção é necessário o trabalho de três turnos com três mãos de obras diferentes a fim de responder às ordens de produção. O custo não chega ser mais elevado que o tratamento térmico/termoquímico, porém é significativo quando comparado a todos os outros processos. 50 A produção de desempeno de eixos é o terceiro maior valor com R$ 0,21. Em comparação aos dois primeiros ele se torna baixo. Poucas peças acessam esse processo. A máquina também utiliza mínimos recursos, apenas energia elétrica e mão de obra. Essa situação é similar ao jateamento que está na quarta posição sendo R$ 0,11. Utiliza-se mão de obra, energia elétrica e granalha de aço. Existem 5 máquinas que executam o mesmo processo. Outro valor diminuído está na análise metalográfica, pois é feito com o uso de poucos mecanismos. A verificação e destruição das amostras com quantidades máximas de três peças por lote é acompanhada pela mão de obra que geram um custo de R$ 0,05. Dessa forma, observou-se a necessidade de melhorias em pelo menos dois maiores custos de produção. O Tratamento térmico/termoquímico e a indução de rosca. Entretanto, analisaram-se outros indicadores a fim de buscar mais informações como foi o caso do número de entregas ao cliente interno. A figura 21 expressa a produção real do setor de Tratamento Térmico e o planejado de todos os eixos produzidos (a produção do GW-N ocupa cerca de 70% da fabricação). As linhas do gráfico estão uniformes de acordo com a programação. Isso demonstra assiduidade nas entregas ao setor de Retífica. Cada vez que uma ordem é emitida, o Tratamento Térmico imediatamente produz, entretanto pode-se averiguar que o stock entre peças tem auxiliado satisfatoriamente, ele promove um cenário positivo, porém esconde os desperdícios envolvidos na produção empurrada. O desempenho dos itens como meio ambiente e segurança foram investigados junto ao departamento de Serviço Especializado em Engenharia de Segurança e em Medicina do Trabalho (SESMT), e Sistema de Gestão Integrada (SGI), ambos relataram que nas auditorias 85.778 84.778 114.986 110.800 116.000 116.525 68.257 90.634 89.455 100.645 99.522 115.955 0 50.000 100.000 150.000 jun/18 jul/18 ago/18 set/18 out/18 nov/18 dez/18 jan/19 fev/19 mar/19 abr/19 mai/19 ATENDIMENTO DO PEDIDO DO CLIENTE INTERNO (RETÍFICA) - 2018 E 2019 Real Plano Fig ura 21 – Indicador de produção e entrega de pedidos real e planejado do setor de Tratamento Térmico no período de 2018 e 2019. 51 e apurações feitas no Tratamento Térmico, não identificaram anomalias ou irregularidades no período de 2018 a 2019. Todas as recomendações de segurança ao trabalhador e atuação dos colaboradores quanto à preservação do meio ambiente foram atendidas. Esses indicadores são devidamente controlados, pois a imagem da empresa depende dos resultados, uma vez que a empresa X possui o reconhecimento de normas do meio ambiente (ISO 14001), qualidade (ISO 9001), e a gestão da segurança. Esses elementos são exigidos pelos clientes incontestavelmente. Assim, observou-se que os objetos de pesquisas mais críticos estão presentes no desperdício de stock de peças entre a jateadeira e a indutora. Ela compõe 7 dias de espera conforme VSM. Embora o custo de fabricação seja maior no processo de tratamento térmico/termoquímico o de indução de rosca tem mostrado maiores transtornos de perdas não mensuráveis como: custo para manter o stock de peças, diminuição do espaço útil, maior número de movimentação de lotes de uma máquina para o espaço de armazenamento, maior quantidade de mão de obra, máquina de baixa capacidade, pois produz apenas duas peças por vez e maior tempo de operação por peça. Se somasse todas essas perdas com o custo de fabricação no processo de indução seria evidente a identificação da oportunidade de melhoria. Por isso, o estudo foca na melhoria com eliminação das perdas identificadas pelos indicadores, sobretudo o mapa de fluxo de valor atual e avaliação dessas informações para elaboração de um VSM. 58 Figura 25 – Processo de indução de eixo: a) encaixe do eixo no contraponto fixo, b) fixação do eixo no contraponto móvel c) movimento nos botões de ligar aquecimento. devem ser avisados pelo menos um ano antes de qualquer aplicação acima de R$100mil entre estas estão as compras de máquinas, reformas prediais. A verba liberada pela gestão neste programa de melhoria não deve passar de R$20mil em virtude de existir outras prioridades do setor de Tratamento Térmico. Dessa maneira, a proposição da compra de máquina foi transitoriamente paralisada. Com essas restrições novas ideias devem ser formuladas. Reuniu-se novamente com os departamentos responsáveis e analisaram-se as opções que nesse momento eram menos dispendiosas. Confirmaram-se então que a oportunidade está na alteração da máquina existente. Dessa forma, outras visitas foram feitas no local de trabalho. Averiguou-se as estações de tratamento térmico dos eixos (fig.25), o método de encaixe de peças, com a prática de levantar-se contra ponto, exposto na (fig. 25a), fixar peça (fig. 25b), pressionar botões de ligar aquecimento (fig. 25c). Contudo a posição do eixo na bobina de indução conforme figura 26, logo, surgiu outra conjectura como a duplicação da capacidade do processo, entretanto, para que isso ocorra é preciso alterar as bobinas que realizam esta função. Figura 26 – Eixo posicionado na bobina de indução. 59 As bobinas atuais são compostas de um espiral de cobre com 4 revoluções e ᴓ50mm. Uma proposta de torná-la dupla culminaria a um desafio promissor e concomitantemente audacioso, uma vez que a capacidade da máquina e interferência do campo magnético das bobinas caso não esteja em conformidade com a especificação poderão prejudicar na qualidade da indução. Na busca por informações da melhoria nas bobinas averiguou-se as recomendações do livro ASM Metals Hanbook V04 – Heat Treating (1992), que direciona por meio de procedimentos o que deve ser feito. Destacaram-se temas principais para fabricação, como: a) As bobinas devem ser fabricadas por materiais não ferrosos como cobre a fim de não ocasionar interferência no fluxo magnético. b) A distância entre as bobinas duplas de indução, é importante para qualidade do aquecimento, mas vale salientar que essa construção se fundamenta a partir de dados empíricos cujo desenvolvimento surgiu por meio de análises teóricas de várias geometrias de indutoras bastante simples. c) É importante determinar um ponto de aquecimento da peça a fim de concentrar o maior número de linhas de fluxo. Quanto mais denso for o fluxo neste ponto, maior será a corrente gerada nessa peça. d) O ponto de maior aquecimento encontra-se nas proximidades da bobina. Quanto mais próximo à peça estiver da parede interna do indutor, maiores serão as linhas de fluxo magnético e na mesma proporção o calor de indução. Por isso, para se obter um aquecimento uniforme recomenda-se conservar o objeto a ser induzido no centro da bobina. e) As bobinas duplas são frequentemente utilizadas em processos de baixa ou média frequência (entre 50 a 180 Hz), como tratamento térmico. Estes incluem tipo único ou voltas múltiplas. É relevante movimentar com giros rotacionais a peça de indução para adquirir uma uniformidade nas propriedades químicas. Todas as recomendações foram estudadas e analisadas. Após isso, desenhou-se com o auxílio do software Inventor 2018 uma proposta de bobinas de dupla indução. Utilizaram-se as medidas da bobina atual para elaboração do projeto (figura 27). 60 Figura 28 – Desenho 3d das bobinas duplas. Peça explodida e detalhes em ângulo. O diâmetro interno das bobinas atuais é de 50 mm. Observou-se que essa medida poderia ser reduzida, pois de acordo com o item “e” da literatura estudada, o aquecimento poderá se tornar mais eficiente conforme a aproximação da peça com o indutor. Dessa forma, reduziu-se para 34 mm. Está distância foi determinada por meio da simulação no software Inventor 2018. Utilizou-se o critério de melhor manuseio da peça pelo operador sem fazer com que ela tocasse na parede da bobina. Os desenhos encontra-se nas referências: (fig. 28), imagem em três dimensões explodida e perspectiva em ângulo, (fig.29), desenho em cortes como mostra a (fig.30), medidas da bobina (fig.31), suporte de apoio às bobinas (fig.32) desenho do duto de arrefecimento e (fig.33 e 34), desenho em corte com medidas internas do duto. Figura 27 – Comparativo de bobinas de indução: a) bobina atual, b) proposta de bobina modificada dupla. 61 Figura 30 - Desenho da bobina e suas medidas principais. Figura 31 - Desenho em três vistas do suporte de apoio as bobinas. Figura 29 - Croqui da bobina dupla e corte na região da passagem de água. 62 Figura 32 - Croqui de duto de passagem de água de resfriamento da bobina dupla de indução. Figura 33 - Imagem de corte do sistema de resfriamento das bobinas duplas. Os desenhos foram orçados por duas empresas, porém a fabricante de nome Albatherm foi selecionada. O preço e a qualidade do material foram os critérios de decisão. Cada bobina dupla custou R$2.388,00. Portanto, o valor total para as duas estações de tratamento da máquina resultou em R$4.776,00. Coube no orçamento de até R$20mil determinados pela empresa. Após a aprovação desse projeto, outro problema surgiu: o método de posicionamento das peças. Os eixos durante a indução deverão possuir manuseio fácil para o operador na colocação e retirada de peças. Além disso, o ajuste da altura e comprimento também se torna obrigatório, pois não poderá haver interferências entre campos. Assim, a equipe técnica realizou novos estudos e outra proposta surgiu: inserção de dispositivo de fixação ajustável. Garras de aço poderão ser utilizadas para posicionar os eixos. O ajuste poderá ser feito por oblongos nas chapas de apoio. Parafusos auxiliarão na conexão das barras. Os detalhes constam na figura 34 a 40. 63 Figura 35 - D esenho da chapa de fixação ao conjunto da máquina. Figura 36 - Regulador de comprimento do conjunto . Figura 34 - Desenho 3 D do dispositivo de fixação de eixos. 64 Figura 37 - C hapa de união do dispositivo de fixação. Figura 38 - Croqui da chapa de apoio às garras. Figura 39 - Desenho da garra de fixação de eixos. 65 Figura 40 – a) bobina dupla e b) dispositivo de fixação de eixos. Figura 41 - Pontas utilizadas para fixar eixo na indutora: a) pontas novas, b) e c) pontas gastas após 3 meses de uso. Para a fabricação do dispositivo não foi preciso contactar fornecedor externo, pois a própria empresa X dispõe de Ferramentaria. Então, o valor final de confecção dos dois fixadores foi de R$2.050,15. Dessa forma, todo gasto com investimento de bobinas mais dispositivos foram R$6.826,15. A figura 40 exibe a foto do dispositivo e bobina dupla pós-fabricados. Essa atividade permitiu outra economia. As pontas que eram fixadas no corpo do dispositivo rotacional da bobina, desgastavam a cada 3 meses. Portanto era necessário fazer a substituição por mais dois. Cada par de pontas custa R$300. Um ano de uso somar-se-ia uma economia de R$1.200. Valor representativo para um kaizen. A figura 41 exibe pontas recémadquiridas e usadas. Depois disso, iniciaram-se os testes. Primeiramente as bobinas e os dispositivos foram instalados na máquina conforme figura 42. 66 Figura 42 - indutora de eixos com as bobinas duplas e dispositivas de fixação de eixos instalados. Fig ura 43 - C onfigurações do processo de indução . Os resultados não foram satisfatórios, pois a região rosqueada não adquiriu o aquecimento necessário para o revenimento. Não foi preciso fazer análise metalográfica, pois julgou-se que seria uma perda de tempo, uma vez que era admissível segurar o eixo sem proteção de alta temperatura nas mãos. Dessa forma, alterou-se a tensão 50% a mais do comparado a referência atual ou 375v pois o aquecimento está elencado diretamente a esse parâmetro. O calor ocorreu sem dificuldades. Isso possibilitou a verificação metalográfica que foi feito por meio de identificação das bobinas. As bobinas da estação 1 foram chamadas de “A” e “B” da esquerda para direita, já as da estação 2 determinou-se como “C” e “D” de acordo com a figura 43. Após isso, consideraram-se os mesmos valores de configuração das bobinas atuais: tensão de 250V, 40KW de potência e 7 segundos de operação, apenas para se obter uma referência do que poderia ser mudado. A dureza apresentou valores abaixo do especificado, conforme figura 44. A microestrutura exibiu quantidades elevadas de uma propriedade indesejável: ferrita (figura 45). Isso 67 Figura 44 - Gráfico de dureza nas bobinas de indução. As quatro bobinas identificadas por letras encontram – se com microdureza abaixo do determinado de 300Hv a 390Hv após teste com 375v de tensão. Figura 45 - Microestrutura na região da rosca do eixo GW - N. Propriedade de agulhas de martensita revenida (marrom) e demasiada presença de grãos de ferrita (branco). ocasiona desgastes prematuros no material e problemas na transmissão mecânica. A equipe concordou que não seria viável modificar o tempo, pois o intuito da melhoria é justamente duplicar com o mesmo valor. Outro teste foi feito, porém com um valor menor, com cerca de 10% comparado a tensão atual. O número passou para 280V. O aquecimento ocorreu, mas não foi vista a coloração avermelhada na região da rosca. Compreendeu-se que o calor não havia sido suficiente para um revenimento eficaz. Mesmo assim, por motivo de estudo, verificou-se metalograficamente. Os valores também não foram melhores, pois a dureza mostrou-se 74 6.2 Novo Mapa de Fluxo de Valor A fábrica X antes do projeto de melhoria não possuía um estudo panorâmico da produção, embora a alta gestão por experiência apontasse o setor de Tratamento Térmico como oportunidade de mudanças. Não havia um método visual que demonstrasse o foco dos problemas. No momento que a equipe de melhorias iniciou a investigação dos desperdícios aplicou-se a metodologia do Mapa de Fluxo de Valor. Por meio da conjunção de dados de indicadores e documentos de acompanhamento de processos fabris foi possível identificar os departamentos com maiores perdas. O Tratamento Térmico exibiu maior quantidade de stock de processo, dias de espera e ciclo de fabricação prolongado. Observou-se também que a máquina de induzir eixos era o gargalo. Ela era responsável por manter o stock e desperdício de tempo, custos elevados no setor e movimentação de materiais. Seguindo este contexto, realizou-se uma proposta do melhor cenário com o uso da ferramenta VSM. O ideal seria uma produção puxada com stock em processo necessário apenas para atender ao pedido diário do cliente. Visto isso, após a implantação da melhoria muitos benefícios foram detectados como: redução de turno no processo de induzir, remanejamento de duas mãos de obras que trabalhava em outros turnos, diminuição da quantidade de peças e espaços no stock entre processos principalmente na jateadeira, indutora e desempenadeira. Atribuiu-se isso por meio da utilização de cartões kanban para rastreamento de lotes e sinalização da indispensável produção. O método de criar um supermercado entre processos culminou nos resultados positivo. Não obstante, identificou-se alguns bloqueios na melhoria. Com um mês e 21 dias de acompanhamento observou-se que o início da produção ainda continuava apresentando números altos de stock como no tratamento térmico de peças, análise da qualidade e jateadeira no início de produção, dois dias de stock e mesmo número de eixos armazenados entre processos. A produção de dois dias no forno manteve o acúmulo de peças do processo anterior, ou seja, a fabricação ainda continuava empurrada devido a melhoria ser somente no setor de Tratamento Térmico. Essa cultura se perpetua em toda a fábrica. Será necessário não somente um trabalho de reestruturação física setoriais, mas conscientização organizacional, mostrando a todos os colaboradores o quanto 75 Fig ura 53 - Mapa de fluxo de valor atual após mais de um mês de implantação de melhoria. o impacto poderá ser positivo no momento que a filosofia lean manufacturing for estabelecida. O aumento do tempo de Setup da indutora, ocasionou por ter sido duplicado o número de bobinas a aprovação através da análise metalográfica foi aplicada para quatro eixos. O que era cerca de duas horas passou a ser três. Este tempo não piorou porque foi adotado o método de embutir duas amostras por vez, já que o processo de embutimento é o gargalo da análise, pois a máquina possui um ciclo de 40 minutos por corpo de prova. Novas medidas serão tomadas com o intuito de reduzir o tempo de preparo da indutora, dentre elas está o crescimento da confiabilidade da máquina, um estudo futuro poderá garantir a estabilidade da indução. Dessa forma, a aprovação poderia ocorrer em apenas uma bobina por período. Total de duas peças para descarte de verificação destrutiva da qualidade. O VSM da figura 53, mostra o panorama atual pós-melhoria. De modo geral, o kaizen trouxe muitas mudanças positivas. Embora o tempo de acompanhamento tenha sido curto e a mudança pessoal dos funcionários demorada. Estima-se que maiores resultados poderão ser obtidos por mais seis meses de assistência. E o Mapa de Fluxo de Valor estará nas mesmas configurações do proposto da figura 22. 76 6.3 Resultado do Custo de Fabricação A pesquisa no setor de Tratamento Térmico foi orientada principalmente pela gestão da fábrica, pois se soube que havia excessivos gastos nesta área. Mesmo com diagnósticos de problemas por meio do método VSM em outras áreas, a diretoria decidiu começar a eliminação do desperdício no referido setor. Autorizou-se um investimento de até R$20mil para kaizens incluindo pagamento de serviços externos. Todo o acompanhamento foi executado no Tratamento Térmico. Localizaram-se diversas oportunidades de melhoria. Todavia, o dinheiro foi aplicado somente para modificação da máquina de indução e amostras de eixos para teste, uma vez que as pesquisas e entrevistas com funcionários ocorreram todos no período de expediente, sem alongamento de tempo para horas extras. Conforme tabela 6 de gastos com a melhoria, todo o valor foi de R$9.931 com isso obteve-se um saldo positivo de R$10.068,85 que foi devolvida para a indústria X. Tabela 6 - Gastos com a Melhoria na Indutora. Bobinas de indução R$ 4.776,00 Dispositivo de fixação R$ 2.050,15 Peças de teste R$ 3.105,00 Total de gastos R$ 9.931,15 Uma nova avaliação dos indicadores de qualidade, custo, entrega, meio ambiente e segurança durante o período da implantação até a produção inicial foi realizada. No item qualidade que representa o número de reclamações dos clientes internos e externos sobre as condições do produto, não apresentou números alusivo ao novo processo de indução. Referente ao custo de fabricação pesquisou-se em conjunto com o departamento de Engenharia e Contabilidade o impacto do kaizen no processo. O resultado foi de uma redução de 32% no valor da operação. A abreviação do número de turnos, remanejamento da mão de obra para setores adjacentes incluindo troca de turnos, diminuição do uso de recursos gerais como energia elétrica, ferramental, água destilada etc. foi atribuída nos custos diretos e fixos do valor unitário. O eixo principal diminuiu no processo de tratamento térmico no valor final do eixo em R$0,10 segundo dados do departamento de contas. O gráfico da figura 54 demonstra os valores rateados do processo de indução na conjuntura de antes e após a melhoria. 77 Figura 54 - Comparativo do custo de fabricação no processo de indução antes e depois da melhoria. Figura 55 - Previsão de ganhos após implantação de melhoria. Foi projetado o ganho com a redução no processo com a inclusão de outros modelos. A figura 55 exibe o gráfico do mérito com o pedido do cliente, três anos após a implantação do kaizen. Valores acima de R$40mil são manifestados de modo próspero. Vale ressaltar que, nesses rateios não foram inseridos os desperdícios pouco observados para uma cultura organizacional que não adotou a filosofia lean, como o custo de manter um stock, deslocamento de peças e transporte, se fosse calculado os ganhos ainda seriam maiores. Foi comunicado o departamento responsável para esta incorporação dos custos, mas não foi obtido êxito. Os indicadores de reclamação do cliente com atrasos de entrega, impacto negativo do meio ambiente e segurança não sofreram nenhuma alteração com a mudança setorial. Isso demonstra que os processos foram íntegros. 78 Figura 56 - Organização da bancada de espera de amostras a serem analisadas. 6.4 Mudanças A figura 56 exibe a bancada de amostras a serem analisadas antes e depois do 5S. Placas de avisos, etiquetas de identificação e caixas para depósitos de peças por modelo foram colocadas. Tudo isso facilitou na aceleração das atividades. Com as atividades executadas dia após dia na produção, os funcionários que participavam direta e indiretamente da pesquisa observaram o acompanhamento e demonstraram interesse a contribuir com as mudanças, pois perceberam paulatinamente a importância da melhoria contínua. Por isso, diversos treinamentos relacionados à filosofia lean manufacturing foram ministrados. Dois principais objetivos foram destacados, o primeiro o investimento de medidas contra o retrocesso, trata-se do monitoramento das áreas de apoio por meio de auditorias internas e acompanhamento dos indicadores. O segundo é a influência comportamental no ambiente de trabalho. Foram realçadas diversas atitudes que podem atingir diretamente o desempenho do trabalho, como exemplo a arrumação departamental. Dependendo da disposição das ferramentas ou peças todo o processo pode ocorrer atrasos e consequentes aumentos de custos. Com a organização dos stocks por intermédio da formação dos supermercados de peças e quantidades determinadas de eixos entre processos, pode-se perceber que o ambiente se transformou limpo, de fácil acesso e rápido manuseio, pois os carros estavam identificados por cartões. Uma marcação de pintura no piso limitou a quantidade de eixos no veículo. A figura 57 apresenta um integrante da equipe de melhorias demarcando a área do armazenamento. 79 Figura 58 - Comparativo s d e antes e depois da organização n a área de stock de peças tratadas. Figura 59 - contraste da aplicação dos 5S nas ferramentas das bancadas de trabalho. Figura 57 - Marcação do piso da área do stock para limitar quantidade de peças. O emprego da metodologia dos 5S foi muito relevante tanto para a aplicação da proposta do Mapa de Fluxo de Valor, como para conscientização setorial. O 5S aplicado ao stock culminou em ações exemplares. A figura 58 exibe o antes e o depois da prática do kaizen. Os funcionários da produção aproveitaram essas medidas e aplicaram esta metodologia nos postos e ferramentas de trabalho, a figura 59 mostra ações simples, porém eficazes para o desempenho de suas atividades. 80 81 7. CONCLUSÃO O polo industrial de Manaus alcançou condições inoportunas, sobretudo o segmento de duas rodas que obteve perdas dispendiosas. Nesse instante é que as organizações podem optar por esmorecer ou buscar oportunidades de crescimento, uma vez que seus lucros já não cobrem os gastos de sobrevivência. As empresas que anseiam permanecer no mercado buscam alternativas geralmente apoiadas em técnicas e metodologias que manifestaram resultados satisfatórios historicamente. É nesse sentido que essa pesquisa abarcou na filosofia lean manufacturing a redução de desperdícios, aumento de capacidade e diminuição de custo de fabricação de uma empresa do ramo de peças de motocicleta do distrito industrial de Manaus, Amazonas Brasil. O processo de melhoria foi apoiado nas ferramentas do Mapa de fluxo de valor e kaizen para promover melhorias como a modificação das características físicas de uma máquina de indução. Este procedimento culminou no alcance do objetivo principal dessa pesquisa, identificar as causas dos problemas com perdas no ambiente selecionado para estudo (o setor de Tratamento Térmico), bem como favorecer a redução de turnos, mão de obra e lead time do stock entre processos. Para isso, apostou-se no estudo de alteração de um segmento de fabricação apontado como gargalo. A primeira opção foi a requisição de uma nova máquina, que em seguida foi descartada pela direção em virtude dos altos preços apresentados pelos fornecedores. Dessa forma, o desafio tornou-se maior, pois a próxima escolha deveria ocorrer com a mudança do equipamento existente, uma vez que os valores disponíveis para esse projeto foram limitados, mas as ações foram bem-sucedidas, uma proposta de aumento de capacidade foi apresentada e testes foram realizados para validação. Nesse momento a necessidade do conhecimento técnico com base na metalurgia foi primordial, pois precisava-se produzir eixos induzidos dentro da especificação do desenho do cliente. Logo, técnicas aplicadas para encontrar os parâmetros da máquina resultou na aprovação. As práticas do lean manufacturing no setor também foram marcantes para os funcionários. Mudanças de comportamento e conscientização quanto à importância do combate aos desperdícios, alcançou respostas satisfatórias, como na organização do espaço físico, ferramentas de uso diário e de manutenção do departamento. Adversidades também foram presenciadas no estudo, de maneira que causou interferências no desempenho dos resultados. Inicia-se pela opção da gestão no desenvolvimento da 82 melhoria no setor de Tratamento Térmico. O VSM encontrou outras oportunidades de melhoria no panorama geral da fábrica X, apesar do setor de Tratamento apresentar números exagerados no stock e processo de fabricação, outros departamentos da Produção acabaram não sendo visitados. Dados financeiros para análise de planejamento e resultados não foram conferidos com maior rigor, como os custos de fabricação, gastos com recursos gerais do processo e impacto da melhoria. Foi confiado apenas aos funcionários do departamento Comercial, uma vez que as informações comunicadas eram sigilosas até mesmo para outros setores. O prazo de entrega do projeto influenciou nas ações e dados registrados, como nos testes para aprovação de outros modelos de eixos na máquina de induzir, já que a pesquisa foi contemplada apenas para o modelo de maior produção, bem como estudo para diminuição do tempo de Setup da indutora, pois com as bobinas duplas manifestou-se a necessidade de maior número de análises. Isso iria fornecer informações precisas, sobretudo os ganhos com as melhorias, foram aplicados somente para modificação da máquina de indução e amostras de eixos para teste, uma vez que as pesquisas e entrevistas com funcionários ocorreram todos no período de expediente, sem alongamento de tempo para horas extras e gastos com a melhoria, todo o valor foi de R$9.931 com isso obteve-se um saldo positivo de R$10.068,85 que foi devolvida para a indústria X. Vale ressaltar a relevância da pesquisa para trabalhos futuros embasados na apuração de dados e revisão lateral para outros modelos de produtos no processo de indução, balanceamento nos tempos de produção do setor de Tratamento Térmico a fim de identificar mudança para produção puxada a partir de um novo redimensionamento dos stocks entre processos e reprodução de melhorias em outros setores com o uso do método VSM. Assim, esse estudo teve como escopo contribuiu na redução de desperdício que elevavam os custos da fábrica, onde foi possível conhecer o uso da técnica do Mapa de Fluxo de Valor e assim identificar o maior foco do problema e desenhar o Mapa futuro, tornando o processo confiável e eficaz para implementação. 83 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Ahmad, A. N. A., Lee, T. C., Ramlan, R., Ahmad, M. F., Husin, N., & Abdul Rahim, M. (2017). Value Stream Mapping to Improve Workplace to support Lean Environment. 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