Melhoria do processo produtivo numa empresa de fabrico de componentes para o ramo automóvel

Universidade do Minho Escola de Engenharia André Costa Martins Melhoria do processo produtivo numa empresa de fabrico de componentes para o ramo automóvel agosto de 2021 UMinho | 2021 André Martins Melhoria do processo produtivo numa empresa de fabrico de componentes para o ramo automóvel. André Costa Martins Melhoria do processo produtivo numa empresa de fabrico de componentes para o ramo automóvel Dissertação de Mestrado Mestrado Integrado em Engenharia e Gestão Industrial Trabalho efetuado sob a orientação do Professor Doutor Rui Manuel Alves da Silva e Sousa Universidade do Minho Escola de Engenharia agosto de 2021 ii DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS Este é um trabalho académico que pode ser utilizado por terceiros desde que respeitadas as regras e boas práticas internacionalmente aceites, no que concerne aos direitos de autor e direitos conexos. Assim, o presente trabalho pode ser utilizado nos termos previstos na licença abaixo indicada. Caso o utilizador necessite de permissão para poder fazer um uso do trabalho em condições não previstas no licenciamento indicado, deverá contactar o autor, através do RepositóriUM da Universidade do Minho. Licença concedida aos utilizadores deste trabalho Atribuição CC BY https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ iii AGRADECIMENTOS O desenvolvimento do projeto descrito nesta dissertação não teria sido possível sem o contributo de algumas pessoas especiais, pelo que aproveito esta oportunidade para lhes agradecer. Em primeiro lugar, ao meu orientador na empresa, o engenheiro Daniel Monteiro. Obrigado por não me deixares baixar a cabeça e cruzar os braços quando não estava a correr tão bem, por me motivares quando vimos resultados e pelo conhecimento que partilhaste comigo direta e indiretamente. Ter a oportunidade de trabalhar contigo foi a maior sorte. Agradecer ao meu orientador da universidade, o professor Rui Sousa, pelo apoio na dissertação. Agradecer também aos colegas estagiários, a Diana e o Rui. Sem vocês, não teria sido a mesma coisa. O bom ambiente no gabinete, as gargalhadas e os desabafos, tornaram o projeto muito mais fácil. Obrigado aos dois! Ao pai, à mãe, ao irmão e ao tio. Aos amigos chegados, vocês sabem quem são. Obrigado por me ajudarem a sair do fundo no momento mais difícil. Fizeram toda a diferença. Agradecer à empresa pela oportunidade de realização do projeto. A todas as pessoas com quem me cruzei e que, de uma forma ou de outra, contribuíram. Sem esquecer as trabalhadoras, visto que sem elas não haveria projeto. Obrigado pela confiança e pelo trabalho em equipa. Todos foram sempre atenciosos, e senti-me em casa durante estes seis meses. iv DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE Declaro ter atuado com integridade na elaboração do presente trabalho académico e confirmo que não recorri à prática de plágio nem a qualquer forma de utilização indevida ou falsificação de informações ou resultados em nenhuma das etapas conducente à sua elaboração. Mais declaro que conheço e que respeitei o Código de Conduta Ética da Universidade do Minho. v RESUMO - MELHORIA DO PROCESSO PRODUTIVO NUMA EMPRESA DE FABRICO DE COMPONENTES PARA O RAMO AUTOMÓVEL. A presente dissertação enquadra-se no Mestrado Integrado em Engenharia e Gestão Industrial, da Universidade do Minho. O projeto foi desenvolvido na empresa FicoCables - Fábrica de Acessórios e Equipamentos Industriais LDA. O objetivo principal do projeto foi a melhoria do desempenho das linhas Multi-Referências 1 e 2, onde são montados cabos de assento para automóveis, através da melhoria do OEE e da redução de custos associados a desperdícios. Houve também um foco em estudar a fiabilidade do indicador OEE. Para atingir estes objetivos foi utilizada a filosofia de produção lean . Analisando o indicador OEE, verificou-se que a velocidade estava inflacionada em 15%, que a disponibilidade não registava corretamente pausas não planeadas, que o tempo médio de setup era seis vezes superior ao registado em sistema, e que o método de registo de peças defeituosas era enganador. Quanto às linhas de montagem, inicialmente foi delimitado o alcance do projeto às referências de produto mais relevantes. De seguida, foi feito um levantamento de problemas que poderiam levar à baixa velocidade de ambas as linhas (74% na Multi2 e 60% na Multi1). Na Multi2 havia constantes paragens do posto gargalo, retrabalho de peças, e frequentes e demorados setups ; e na Multi1, o tempo de ciclo era superior ao takt time e havia um problema de segurança. Em ambas, havia um mau balanceamento. Para perceber a raiz dos problemas mais graves, utilizou-se a ferramenta 5 why. Na Multi2 foi alterada a máquina, eliminando o defeito sistemático, e com isso foi possível retirar um trabalhador da linha. Foi colocado um quadro de registo de taxa de produção no gargalo, e foi definido um novo balanceamento com recurso a uma matriz de competências. Foram atualizadas as instruções de trabalho. Foram ainda propostos um novo layout e a formação de operadoras em setups . Na Multi1, através de alterações nas máquinas, foram eliminados o problema de segurança e movimentos sem valor acrescentado no posto Zamak. Foi implementado um novo balanceamento que tirou partido destas alterações. Relativamente à fiabilidade de indicadores, foram propostas alterações ao registo de dados. A velocidade da Multi2 atingiu os 97% após melhorias, e a poupança anual esperada é de 27 000€. Estima-se um ganho de 166h de disponibilidade anual relativa à proposta de formação de trabalhadoras em setups . Já na Multi1, o ganho estimado, com o aumento esperado de velocidade de 60% para 90%, é de 14 000€ anuais e de 328h de disponibilidade adicional da linha. As melhorias na Multi1 deram resultados, mas não foi possível acompanhá-las a longo prazo devido a prazos do projeto. PALAVRAS-CHAVE OEE, Velocidade, Disponibilidade, Produção Lean , Linhas de Montagem vi ABSTRACT - IMPROVEMENT OF THE PRODUCTION PROCESS IN AN AUTOMOTIVE COMPONENTS MANUFACTURING COMPANY. The present dissertation is part of the Integrated Masters in Industrial Engineering and Management, at University of Minho. The project was developed in the company FicoCables - Fábrica de Acessórios e Equipamentos Industriais LDA. The primary goal of the project was to improve the performance of the Multi-Reference 1 and 2 assembly lines, where car seat cables are assembled, by improving the OEE and reducing costs associated with waste. There was also a focus on studying the reliability of the OEE indicator. To achieve these objectives, Lean Production was used. Analysing the OEE indicator, it was found that speed was inflated by 15%, availability did not correctly account for unplanned breaks, the average setup time was six times longer than that recorded in the system, and the method for recording defective parts was misleading. As for the assembly lines, the scope of the project was initially confined to the most relevant product references. Next, a diagnosis was made of the problems that could lead to a poor production performance of both lines (74% at Multi2 and 60% at Multi1). At Multi2 there were constant stoppages of the bottleneck, rework of parts, and frequent and time-consuming setups; and at Multi1, the cycle time was greater than the takt time and there was a safety problem. In both assembly lines, there was a poor worker balance. To understand the root causes of the most serious problems, the 5whys tool was used. At Multi2 the machine was changed, eliminating the systematic defect, and with this it was possible to remove a worker from the line. A production rate logging board was placed in the bottleneck, and a new work balance was defined using a competence matrix. Work instructions were updated. A new layout and the training of operators in setups were proposed. At Multi1, the safety problem as well as movements without added value at the Zamak station were eliminated through changes in the machines. A new work balance was implemented that took advantage of these alterations. Regarding the reliability of indicators, changes were proposed to the data recording process. Multi2's speed reached 97% after improvements, and the expected annual savings are 27 000€. A saving of 166h of annual availability is estimated, regarding the proposal to train workers in setups. At Multi1, the estimated gain, with the expected increase in speed from 60% to 90%, is 14 000€ per year and 268h of availability. The improvements at Multi1 yielded results, but could not be followed up in the long term due to project deadlines. Keywords OEE, Performance, Availability, Lean Production, Assembly Lines vii ÍNDICE Agradecimentos .................................................................................................................................. iii Resumo - Melhoria do processo produtivo numa empresa de fabrico de componentes para o ramo automóvel. .......................................................................................................................................... v Abstract - Improvement of the production process in an automotive components manufacturing company. .......................................................................................................................................................... vi Índice ................................................................................................................................................ vii Índice de Figuras ................................................................................................................................ xi Índice de Tabelas ............................................................................................................................. xiii Lista de Abreviaturas, Siglas e Acrónimos ......................................................................................... xiv 1 Introdução .................................................................................................................................. 1 1.1 Enquadramento .................................................................................................................. 1 1.2 Objetivos ............................................................................................................................. 3 1.3 Metodologia de Investigação ................................................................................................ 3 1.4 Estrutura da dissertação ...................................................................................................... 4 2 Revisão Bibliográfica ................................................................................................................... 6 2.1 Da produção artesanal à produção lean ............................................................................... 6 2.1.1 Paradigmas de produção artesanal e produção em massa ........................................... 6 2.1.2 Paradigma da produção lean ....................................................................................... 7 2.2 Lean Production .................................................................................................................. 9 2.2.1 Casa TPS .................................................................................................................... 9 2.2.2 Lean Thinking e The Toyota Way ................................................................................ 11 2.3 Desperdícios ..................................................................................................................... 12 2.4 Ferramentas e indicadores relevantes ................................................................................ 15 2.4.1 Overall Equipment Effectiveness (OEE) ....................................................................... 15 2.4.2 SIPOC ....................................................................................................................... 16 2.4.3 Matriz de competências ............................................................................................. 17 2.4.4 5-Whys ...................................................................................................................... 17 2.4.5 Análise ABC ............................................................................................................... 19 viii 2.4.6 Standard Work ........................................................................................................... 20 2.4.7 Gestão Visual e 5S ..................................................................................................... 20 2.4.8 Single-Minute Exchange of Die ................................................................................... 21 2.5 Casos de aplicação de metodologias lean .......................................................................... 22 2.5.1 Melhoria de eficiência em linhas de montagem numa empresa do ramo automóvel .... 22 2.5.2 Melhoria de tempos de setup numa empresa do ramo automóvel .............................. 23 2.5.3 Redução de tempo de ciclo num posto gargalo numa empresa do ramo automóvel .... 24 2.5.4 Melhoria geral do sistema produtivo numa empresa do ramo automóvel .................... 24 2.5.5 Análise crítica ............................................................................................................ 25 3 Apresentação da empresa ......................................................................................................... 27 3.1 Grupo Ficosa International ................................................................................................. 27 3.2 Fico Cables ....................................................................................................................... 27 3.2.1 História da empresa .................................................................................................. 27 3.2.2 Unidades Autónomas de Produção............................................................................. 28 3.2.3 Estrutura de produção ............................................................................................... 29 3.3 Foco do projeto ................................................................................................................. 31 4 Descrição e análise do sistema produtivo .................................................................................. 32 4.1 Descrição das linhas de montagem Multi-Referências 2 e 1 ............................................... 32 4.1.1 Produto fabricado nas linhas Multi-Referências ........................................................... 34 4.1.2 Versatilidade das linhas Multi-Referências .................................................................. 36 4.2 Análise ABC ...................................................................................................................... 37 4.2.1 Análise ABC – Multi2 ................................................................................................. 37 4.2.2 Análise ABC – Multi1 ................................................................................................. 39 4.3 Análise de tempos ............................................................................................................. 40 4.3.1 Análise de tempos – Multi2........................................................................................ 40 4.3.2 Análise de tempos – Multi1........................................................................................ 41 4.4 Análise do OEE ................................................................................................................. 42 4.4.1 Velocidade ................................................................................................................. 43 4.4.2 Qualidade .................................................................................................................. 44 1 1 INTRODUÇÃO O presente projeto foi desenvolvido na empresa FicoCables - Fábrica de Acessórios e Equipamentos Industriais LDA, localizada na Maia, na unidade de montagem de cabos de assento. Neste capítulo será feito o enquadramento do projeto, serão indicados os objetivos do mesmo, a metodologia de investigação utilizada e será apresentada a estrutura da dissertação. 1.1 Enquadramento Os crescentes desafios da atual concorrência mundial levaram muitas empresas a adotar novas técnicas para produzir bens a fim de competir e sobreviver no mercado. As questões mais fulcrais que os fabricantes enfrentam atualmente são como entregar os seus produtos rapidamente, a baixo custo e com boa qualidade, face ao ritmo de mudança das preferências dos consumidores, potenciadas pelo dinamismo dos mercados e pelo progresso acelerado da tecnologia (Uhrin et al ., 2017). A indústria automóvel tem vindo a passar por diferentes paradigmas de produção ao longo dos tempos. Numa fase embrionária do setor, os automóveis eram construídos por artesãos especializados, que produziam peças únicas e diferentes entre si. Por consequência, cada veículo era também único. A taxa de produção destas primeiras oficinas automóveis era reduzida, e os carros eram um luxo apenas acessível aos mais abastados. No início do século XX, Frederick Taylor introduziu a ideia de melhorar as operações através do estudo e simplificação das mesmas, procurando “a melhor maneira” de fazer algo. Com Taylor, as tarefas tornaram-se repetitivas e os trabalhadores foram afastados de qualquer controlo, contribuindo para a transição de artesanato para produção em massa (Taylor, 1911). A produção em massa foi preconizada por Henry Ford, com a sua linha de montagem móvel em Highland Park. Com um aperfeiçoamento dos princípios de divisão de trabalho introduzidos por Taylor, a aposta na permutabilidade de componentes, e a linha de montagem móvel, Ford aumentou a taxa de produção da empresa de centenas para milhares de carros por dia, permitindo reduzir o preço dos veículos. Desta forma, viu-se pela primeira vez um acesso generalizado ao automóvel pela classe trabalhadora (Ford, 2021). A partir da década de 1970 a indústria automóvel deparou-se com uma nova mudança de paradigma. Os carros japoneses eram mais baratos, de melhor qualidade e mais eficientes em termos de consumo de combustível. Os métodos de produção do Toyota Production System (TPS) começaram a ganhar 2 relevância à medida que o paradigma vigente de produção em massa era cada vez mais questionado (Ohno, 1988; Shingo, 1981). O termo “lean”, para descrever o TPS, foi introduzido por Krafcik em 1988 (Krafcik, 1988) pela sua capacidade de "fazer mais com menos", e popularizado no ocidente no livro The Machine That Changed The World (Holweg, 2007; Womack et al ., 1990). Está na origem deste paradigma de gestão o TPS, que assenta em bases enfatizadas por Monden (1983) como a importância de pequenos lotes, fluxo contínuo e estável, redução de lead times e tempos de setup , manutenção preventiva, interesse pelas pessoas, entre outros. Womack e Jones (1996) descrevem os princípios fundamentais do Lean Thinking: identificar o que é classificado como valor na ótica do cliente, analisar os processos que fazem parte da cadeia de valor de forma a identificar e remover ineficiências, garantir um fluxo contínuo de forma puxada, e procurar sempre a perfeição. A produção lean dá aos fabricantes uma vantagem competitiva, reduzindo os custos e melhorando a produtividade e a qualidade (Ohno, 1988; Shingo, 1981; Womack et al., 1990). Vários autores documentaram os benefícios da implementação da metodologia lean production (Liker & Morgan, 2006; Melton, 2005; Shah & Ward, 2003). A empresa Fico Cables, pertencente à multinacional Ficosa, produz componentes para o ramo automóvel. Nomeadamente, produz cabos de transmissão de movimento, como cabos de travão e cabos de ajuste de assento, e sistemas de conforto para assentos e lombares. A empresa apresenta iniciativas próprias de melhoria contínua dos seus sistemas produtivos através do seu programa “FIT” (Ficosa Improvement Transformation). A empresa identificou algumas linhas de montagem que considera críticas. Estas linhas contam com um elevado número de trabalhadoras, e, portanto, pesam significativamente no custo de mão de obra direta da empresa. Para além do elevado número de pessoas, estas linhas desempenham um papel versátil dentro da empresa, no sentido em que foram desenhadas para produzirem referências de produto muito variadas e com volume de vendas relativamente baixo. Devido a esta versatilidade, à complexidade exigida na montagem manual de cada uma das diferentes referências, e aos baixos volumes de peças por encomenda, estas linhas de montagem acabam por apresentar uma baixa eficiência, pelo que há necessidade de intervir no sentido de melhorar o seu funcionamento. Assim, surgiu a oportunidade simbiótica de colaboração entre a empresa e a universidade sob a forma de um estágio curricular, na qual foram utilizadas metodologias de produção lean para melhorar o sistema produtivo da empresa, em particular nestas linhas de montagem críticas, bem como proporcionar ao autor uma oportunidade de aprofundamento do seu conhecimento. 3 1.2 Objetivos O objetivo geral e principal do projeto desenvolvido, e descrito na presente dissertação, foi a melhoria do desempenho das linhas Multi-Referências 1 e Multi-Referências 2, onde são montados cabos de assento para automóveis. Ainda numa fase inicial do projeto, o autor apercebeu-se da existência de uma discrepância entre os indicadores de desempenho utilizados pela empresa, nomeadamente os componentes do OEE, e o que se passava realmente no chão de fábrica. Desta forma, foi também definido como um objetivo a análise destes indicadores. Resumindo, em particular os objetivos específicos passaram por: • Melhorar o OEE das linhas de montagem, através da melhoria dos seus componentes de velocidade, disponibilidade e qualidade. • Reduzir custos de uma forma generalizada, através da identificação e eliminação de desperdícios nas linhas de montagem. • Analisar a fiabilidade dos indicadores de desempenho da empresa, nomeadamente do OEE. 1.3 Metodologia de Investigação A investigação académica puramente teórica tem sido alvo de críticas por se concentrar em questões teóricas e conceptuais e negligenciar as necessidades da indústria (Azhar et al ., 2010). A Action Research é uma abordagem de investigação que combina os objetivos tanto da investigação aplicada como teórica, contribuindo para a solução de problemas práticos e a criação de novos conhecimentos teóricos ao mesmo tempo. O investigador analisa a situação existente, identifica o problema, envolve-se na introdução de algumas mudanças para melhorar a situação, avalia o efeito dessas mudanças, e reflete sobre o processo e o resultado para gerar novos conhecimentos (Hult & Lennung, 1980). A Action Research ajuda simultaneamente na resolução prática de problemas, ao mesmo tempo que expande o conhecimento científico, desenvolvendo competências dos respetivos intervenientes, sendo realizada cooperativamente e utilizando feedback de dados para guiar um processo cíclico. Na sua essência, a Action Research não é um método específico de investigação, é antes uma abordagem que une teoria e prática para que seja possível gerar uma solução. A Action Research tem um processo cíclico de cinco fases (Baskerville, 1999): Fase 1: Diagnosticar o problema primário de investigação, não através da redução e simplificação, mas sim de uma forma holística. O diagnóstico leva ao desenvolvimento de uma hipótese sobre a natureza 4 do problema, e é desenvolvido um enquadramento conceptual, que indica tanto o estado futuro desejado como as mudanças que permitiriam alcançar tal estado. Fase 2: Planear ações. Nesta fase, são especificadas as ações que podem aliviar ou melhorar o problema primário. As ações planeadas são orientadas pelo enquadramento desenvolvido na primeira fase. Fase 3: Implementar ações. Fase 4: Avaliar resultados. A avaliação inclui determinar se os efeitos previstos da ação foram atingidos, e se estes efeitos mitigaram os problemas. Quando a mudança é bem-sucedida, a avaliação deve questionar criticamente se a ação empregue foi a única causa de sucesso. Nos casos em que a mudança não foi bem-sucedida, devem ser estabelecidos alguns ajustes de hipóteses para a próxima iteração do ciclo. Fase 5: Especificar a aprendizagem. Embora a fase de especificação da aprendizagem seja formalmente conduzida por último, em cada fase da investigação decorre uma reflexão continuada que leva a novas aprendizagens. 1.4 Estrutura da dissertação O presente documento está organizado em sete capítulos, nomeadamente a introdução, revisão bibliográfica, apresentação da empresa, descrição e análise do sistema produtivo, propostas de melhoria e implementação, discussão de resultados e conclusões. No primeiro capítulo são apresentados de uma forma geral os conceitos em estudo, através de uma resumida descrição do problema existente, mencionada no enquadramento. Ainda na introdução são especificados os objetivos planeados para o projeto, a metodologia de investigação a utilizar e a estrutura da dissertação. No segundo capítulo, revisão bibliográfica, é exposta a base teórica que serve de alicerce aos restantes capítulos. São abordadas filosofias, metodologias e ferramentas fundamentais no desenrolar do projeto. A apresentação sumária da empresa é feita no terceiro capítulo, nomeadamente a sua história, o seu envolvimento com o grupo internacional e a sua estrutura interna. O quarto capítulo engloba uma apresentação da secção de montagem de cabos de assento, onde o projeto incide. É explicado o conceito das linhas Multi-Referências e o tipo de produto lá fabricado. É também feita a análise e diagnóstico do sistema de produção no seu estado atual. Inicialmente é limitado o alcance do projeto às referências de produto de maior relevância, é feito um estudo de tempos, e começa-se por analisar os indicadores de desempenho da empresa: velocidade, disponibilidade e 5 qualidade. De seguida são abordados os problemas e oportunidades de melhoria encontrados na linha Multi2 e, por fim, na Multi1. Encontra-se no final deste capítulo uma síntese dos problemas identificados. No capítulo relativo a propostas de melhoria, é apresentado um plano de ações 5W2H e são descritas as propostas a implementar na Multi2, na Multi1 e, no final, propostas gerais a aplicar no sistema da empresa, relativas à fiabilidade de dados. No penúltimo capítulo são avaliados resultados e ganhos, quer das ações de melhoria efetivamente implementadas, quer das ações de melhoria propostas, validadas, mas que não puderam ser implementadas em tempo útil. No sétimo e último capítulo são reunidas considerações finais e trabalho futuro. 6 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Neste capítulo é exposta a revisão bibliográfica que serve de base ao desenvolvimento do projeto e da dissertação. Primeiramente são explicados os motivos e as mudanças de paradigma que levaram ao desenvolvimento e dispersão da metodologia lean production , de seguida são detalhadas as bases deste modelo, nomeadamente o sistema de produção da Toyota e os princípios lean thinking . São, ainda, abordados os temas da identificação e eliminação de desperdícios, bem como algumas ferramentas relevantes para o projeto. Por fim, são apresentados alguns casos de aplicação de metodologias lean e é feita uma análise crítica dos mesmos, no sentido de perceber o que de mais recente se faz na área em estudo. 2.1 Da produção artesanal à produção lean Nesta secção é explicada a mudança cronológica de paradigmas de produção, desde a produção artesanal à produção em massa, culminando na produção lean . 2.1.1 Paradigmas de produção artesanal e produção em massa Antes da revolução industrial, a produção baseava-se na produção artesanal especializada. Os automóveis eram inicialmente um luxo, feitos à mão por artesãos habilidosos. Muitos destes artesãos formavam as suas próprias oficinas mecânicas e tornavam-se subcontratados de empresas de montagem automóvel. Poucos carros eram de facto idênticos, uma vez que cada oficina produzia peças de acordo com o seu próprio sistema de calibração. As especificações sobre peças eram apenas aproximações, e os fabricantes de automóveis teriam de limar e martelar as peças para que estas encaixassem umas nas outras (Nicholas, 2018). Por volta do início do século XX, Frederick Taylor introduziu a ideia de melhorar as operações através do estudo e simplificação das mesmas. Sempre à procura da “melhor forma de fazer algo”, desenvolveu técnicas para sistematizar e melhorar as economias de movimento do trabalho, bem como uma filosofia de gestão completa que incluía a análise do tempo, incentivos salariais, responsabilidades separadas para gestores e trabalhadores e princípios para gerir um negócio numa base científica. Uma consequência desta teoria foi retirar a maior parte das competências e do pensamento aos trabalhadores da fábrica e entregá-las a gestores e especialistas. O trabalho de fábrica foi dividido em tarefas limitadas e repetitivas, e os trabalhadores foram afastados de qualquer controlo (Taylor, 1911). A teoria de Taylor contribuiu para a passagem da produção artesanal à produção em massa, através da fragmentação 7 máxima das tarefas de trabalho (a designada divisão do trabalho), a fim de minimizar os requisitos de competências e o tempo de aprendizagem no trabalho. A utilização de máquinas com fins especializados, para produzir grandes volumes de produtos padronizados, está na base do Fordismo, que é um princípio de produção nascido nos EUA no início do século XX e particularmente popular no setor automóvel. A produção em massa começou com a introdução da linha de montagem móvel de Henry Ford em Highland Park em outubro de 1913, e atingiu o seu auge no final da segunda guerra mundial. Com a introdução da linha de montagem móvel, a produção do Model T na fábrica passou de centenas para milhares por dia. Como resultado, o preço de um Model T foi reduzido de $850 para $260, permitindo que uma família com um rendimento médio o pudesse adquirir (Ford, 2021). O fordismo assentava nos seguintes princípios (Ford & Crowther, 1922): • Linha de montagem móvel: Antes da introdução da linha de montagem, os carros eram fabricados individualmente em locais fixos por um grupo de trabalhadores que se deslocava de carro para carro. A linha de montagem móvel, onde os carros chegavam ao trabalhador, que executava as mesmas tarefas uma e outra vez, foi capaz de melhorar significativamente a velocidade e reduzir o custo de montagem. • Permutabilidade: Ao contrário do que se verificava na produção artesanal, em que cada peça era única e moldada de forma a encaixar num único veículo, no fordismo era imperativo que todas as peças fossem idênticas, dentro das tolerâncias, e substituíveis entre si, criando assim uniformidade entre veículos. • Divisão do trabalho: A abordagem de complexidade zero de Henry Ford relativamente à produção automóvel mostrou ser um importante marco. Utilizando esta abordagem, a complexidade das tarefas é reduzida tanto quanto possível e a mão-de-obra é utilizada principalmente para lidar com as máquinas, reduzindo a capacidade criativa dos trabalhadores (Elmaraghy et al ., 2012). 2.1.2 Paradigma da produção lean O conceito moderno de lean pode ser atribuído ao Sistema de Produção Toyota (TPS), desenvolvido pelos engenheiros japoneses Taiichi Ohno e Shigeo Shingo. A criação da Toyota Motor Company remonta a 1918, quando o empresário Sakichi Toyoda estabeleceu o seu negócio de fiação e tecelagem com base no seu tear automático avançado que revolucionou a indústria da tecelagem (Kato, 1973). Depois de vender as patentes em 1929, a empresa reinventou-se na indústria automóvel que, na altura, era dominada no Japão por filiais locais da Ford e da General Motors. Em 1950, toda a indústria automóvel 8 japonesa produzia uma quantidade anual equivalente a três dias da produção de automóveis dos EUA (Teich & Faddoul, 2013). As restrições de capital e os baixos volumes no mercado japonês não justificavam os grandes lotes comuns na Ford e na General Motors (Bhamu & Sangwan, 2014; Liker & Morgan, 2006) pelo que surgiu uma necessidade de criar um sistema de produção mais flexível, capaz de trabalhar com lotes mais pequenos a um custo competitivo. Na década de 1970, durante a primeira crise petrolífera, surgiu o primeiro sinal de alerta para os fabricantes americanos. Os automóveis japoneses que eram vendidos nos Estados Unidos eram mais baratos, melhores e muito mais eficientes em termos de consumo de combustível. A produção em massa e as técnicas de gestão científica foram questionadas quando a produção japonesa começou a ganhar relevância (Ohno, 1988; Shingo, 1981). Monden (1983) introduziu os conceitos Just-In-Time (JIT) nos estados unidos, enfatizando a importância de pequenos lotes, fluxo de produção estável, redução do tempo de setup e de lead time de produção, operações padronizadas, manutenção preventiva, controlo estatístico de qualidade, teste de qualidade, interesse pelos colaboradores e entrega JIT pelos fornecedores. O termo lean , utilizado no contexto de descrição de um sistema de produção, foi usado pela primeira vez por Krafcik em 1988 (Krafcik, 1988), para captar a essência do sistema muito mais eficiente em termos de recursos, em comparação com os sistemas de produção típicos ocidentais, e foi popularizado pelos autores Womack et al .(1990) no influente livro de gestão intitulado The Machine That Changed The World (Holweg, 2007). Krafcik (1988) estabelece a diferença entre os sistemas de produção artesanais, os sistemas inspirados na Ford e o TPS, no que concerne a nível de padronização do trabalho, controlo pelos operadores, quantidade de inventário, dimensão de buffers , áreas destinadas a retrabalhos e prática de trabalho em equipa (Erro! A origem da referência não foi encontrada.). Tabela 1 - Diferença entre sistemas produtivos artesanais, “fordistas” e o TPS Fonte: Adaptado de (Krafcik, 1988) Produção Artesanal Produção “Fordista” TPS Padronização do trabalho Reduzida Elevada Elevada Controlo pelos operadores Amplo Limitado Moderado Inventários Elevados Moderados Reduzidos Buffers Elevados Moderados Reduzidos Zonas de retrabalhos Elevadas Moderadas Reduzidas Trabalho em equipa Moderado Reduzido Elevado 9 Womack et al .(1990) definiram lean em termos dos seus resultados: em comparação com a produção em massa, a Toyota produzia automóveis com menos inventário, esforço humano, investimento e defeitos e introduziu uma maior variedade de produtos. A produção lean dá aos fabricantes uma vantagem competitiva, reduzindo os custos e melhorando a produtividade e a qualidade. Vários autores documentaram os benefícios da implementação da metodologia lean production , tais como melhoria do lead time de produção, tempo de processamento, tempo de ciclo, tempo de setup , inventário, defeitos e sucata, OEE, melhoria da moral dos funcionários, comunicação eficaz, satisfação no trabalho, manutenção interna normalizada, tomada de decisões em equipa, entre outros (Dhiravidamani et al ., 2018; Jimenez et al ., 2019; Liker & Morgan, 2006; Melton, 2005; Nallusamy & Adil Ahamed, 2017; C. Rosa et al ., 2017; Conceição Rosa et al ., 2017; Shah & Ward, 2003). 2.2 Lean Production O sistema de produção lean assenta em determinadas bases, que são explicadas ao longo desta secção. 2.2.1 Casa TPS Liker e Morgan (2006) explicam como o sistema de produção da Toyota tem vindo a evoluir ao longo dos anos, mas que por vezes o acesso a documentação sobre o mesmo pode ser difícil. O ato de registar e partilhar as práticas verificadas na empresa por si só não adiciona valor ao produto, pelo que há uma reticência em efetuar este registo. Eventualmente, surgiu uma representação icónica deste sistema, a casa TPS (Figura 1). Esta analogia é utilizada porque uma casa requer fortes alicerces e pilares de suporte sólidos, caso contrário a casa ruirá. Também o sistema de produção requer a presença dos seus alicerces e pilares, caso contrário é impossível atingir os objetivos da empresa: a melhor qualidade, pelo menor custo, com o menor lead time , em segurança e garantindo a satisfação dos trabalhadores. O sistema Toyota parte da estabilidade e padronização dos seus processos, bem como do nivelamento da produção, sendo estes os seus alicerces. Os seus pilares são o Jidoka e Just-In-Time (JIT). Como partes integrais do sistema têm o interesse pelas pessoas, o trabalho em equipa, a redução de desperdícios e, de uma forma generalizada, a mentalidade de melhoria contínua (Liker & Morgan, 2006). 10 Figura 1 - Representação da casa TPS Fonte: (Liker & Morgan, 2006) A filosofia JIT é frequentemente descrita como “apenas o material necessário no momento certo no lugar correto” e no seu cerne está a redução dos níveis de inventário. As entregas de matéria prima pelos fornecedores são frequentes e apenas na quantidade necessária para o curto prazo, no chão de fábrica são utilizadas ferramentas como kanbans e supermercados para evitar acumulação de work in progress (WIP) e garantir a produção puxada, e nos armazéns de expedição é guardado apenas um mínimo necessário de produto acabado. Desta forma, o período de tempo entre a chegada do material e a saída dos produtos é reduzido. Os benefícios do JIT são vastos. Primeiramente, a redução dos níveis de inventário ao longo de todo o processo permite uma melhor utilização do espaço fabril e a redução de capital empatado em WIP. Em segundo lugar, a redução do lead time melhora a flexibilidade do planeamento de produção, especialmente quando aliada a ferramentas de redução de tempos de setup característicos da produção lean , como o Single Minute Exchange of Die (SMED). Também o fator qualidade vê uma melhoria, visto que lotes de tamanho reduzido permitem identificar problemas mais rapidamente, que podem ser corrigidos o mais a montante possível, incorrendo a empresa desta forma em menores custos (Liker & Morgan, 2006). O nivelamento da produção tem por objetivo criar um ambiente onde o fluxo de encomendas e de trabalho é constante no tempo, evitando picos e quedas. Este ambiente estável permite a introdução de processos padronizados e permite perceber mais facilmente a quantidade de inventário necessária nos buffers . Sem esta estabilidade, acontecem quebras na produção e torna-se impraticável a filosofia JIT (Liker & Morgan, 2006). 17 Figura 3 - Exemplo da ferramenta SIPOC Fonte: (Marques & Requeijo, 2009) 2.4.3 Matriz de competências Os indivíduos que efetivamente manuseiam o produto desempenham as tarefas de maior valor acrescentado, na perspetiva do cliente, e precisam de ser empregues de forma eficiente na produção. Uma abordagem recomendada é a construção de uma matriz de competências, na qual as pessoas e as operações a serem executados são listadas. Uma matriz de avaliação de competências tem dois objetivos principais: em primeiro lugar, ajuda a avaliar as competências necessárias para um projeto ou processo; em segundo, fornece informação sobre as competências disponíveis dentro de uma equipa. Graças ao mapeamento de competências, podem ser criados programas de formação que permitam aos funcionários desenvolver todas as suas capacidades e adquirir novas aptidões. Quando há uma ideia correta sobre quem faz o quê, torna-se muito mais fácil encontrar pessoas de dentro do grupo de trabalho que se possam apoiar mutuamente. Uma matriz de competências representa para os profissionais, numa base individual, um quadro completo das suas próprias competências e do que contribuem para a equipa, bem como do panorama geral (Feld, 2000; Mejabi, 2003). 2.4.4 5-Whys Sendo uma das ferramentas fundamentais do Total Productive Maintenance (TPM) do Lean Production , o 5-Whys é uma ferramenta chave na redução de desperdícios num ambiente lean . (George, 2007). 5Whys é uma técnica interrogativa iterativa utilizada para explorar as relações de causa e efeito subjacentes a um problema específico. Repetindo porquê cinco vezes, a natureza do problema, bem como a sua solução, torna-se mais clara. 18 A enunciação do problema é o primeiro passo na estruturação dos 5-Whys , e consiste numa descrição clara e concisa das observações específicas de um resultado indesejado. O ciclo deve ser iterado tantas vezes quantas necessárias, visto que sem utilizar um número suficiente de “porquês”, pode-se chegar apenas a um sintoma e não uma causa raiz. Uma ação com o objetivo de mitigar um sintoma é apenas corretiva, sendo que para que seja eficaz numa melhoria do sistema a longo prazo, a ação deve ser preventiva, isto é, deve ter como objetivo a eliminação da causa raiz do problema. Assim, o processo iterativo “porquê?” deve continuar até ser atingida a causa raiz. Desta forma, a ferramenta não está limitada apenas a cinco iterações conforme sugere o nome, devendo ser utilizadas tantas quantas consideradas necessárias (Gangidi, 2019). Benjamin et al (2015) demonstraram como a utilização da análise 5-Whys pode ser alargada para fazer face à perda de velocidade do OEE. A ferramenta 5-Whys provou ser uma abordagem eficaz para combater a perda de velocidade, uma perda que tem sido considerada como a perda mais dominante entre todos os tipos de perdas de OEE e que é difícil de eliminar (Scodanibbio, 2009). A Figura 4 mostra um exemplo de utilização da ferramenta 5-Whys com o objetivo de minimizar as perdas de velocidade numa linha de produção. Figura 4 - Exemplo da ferramenta 5-Whys Fonte: (Benjamin et al., 2015) 19 2.4.5 Análise ABC Vilfredo Pareto foi um economista italiano conhecido por observar que cerca de 80% da riqueza estava concentrada em cerca de 20% da população. Esta é a base do princípio de Pareto, que é por vezes conhecido como a regra de 80/20. Desde essa primeira observação relatada por Pareto, muitos outros fenómenos sociológicos, económicos, políticos e naturais têm também sido observados a seguir um padrão semelhante (Sanders, 1987). A utilização mais comum da classificação ABC é em gestão de inventários, mas pode ser utilizada noutras áreas funcionais. A análise ABC é utilizada para priorizar produtos consoante a sua influência ou representatividade, e baseia-se no princípio de Pareto, isto é, categoriza itens assumindo que uma pequena percentagem dos mesmos corresponde a uma grande percentagem do fator em análise, que pode ser faturação, custos, fontes de problemas, reclamações, ou qualquer outro fator relevante. Teoricamente a classificação segue as seguintes percentagens (Slack et al ., 2007), conforme ilustrado na Figura 5: • Classificação A: 20% dos produtos geram aproximadamente 80% do valor • Classificação B: 30% dos produtos geram aproximadamente 10% do valor • Classificação C: Restantes 50% dos produtos geram aproximadamente 10% do valor. Figura 5 - Representação gráfica de uma análise ABC Fonte: (Slack et al., 2007) Os valores limite utilizados para categorizar itens em A, B ou C são flexíveis, podendo assumir diferentes valores consoante o caso específico. Por norma, é primeiro traçado o gráfico da distribuição de dados e, seguidamente, são definidas categorias consoante o ritmo de crescimento da curva (Flores & Whybark, 1986). 20 2.4.6 Standard Work Standard Work é uma ferramenta utilizada no paradigma da produção Lean , desenvolvido por Taiichi Ohno (Ohno, 1988). O Standard Work consiste num conjunto de procedimentos de trabalho destinados a estabelecer os melhores métodos e sequências para cada processo. As operações devem ser seguidas exatamente como são definidas, sem margem para improvisações. Esta ausência de aleatoriedade nos processos de fabrico reduz variações nos tempos de ciclo, sendo a sequência de operações definida de acordo com o takt time, a fim de responder à procura. Documentando o trabalho e tendo uma forma padrão de executar as operações, é possível criar uma base para a melhoria contínua (Productivity Press, 2002). Operações e procedimentos padronizados permitem produzir eficientemente com o mínimo de desperdício, utilizando métodos e regras eficientes. Losonci et al . (2011) afirmaram que com uma descrição clara das operações a executar, os operadores poderiam tornar-se polivalentes, porque têm acesso a toda a informação e podem aprender a executar novas tarefas, o que garante um sistema de produção mais flexível. As instruções de trabalho aparecem frequentemente associadas a Standard Work uma vez que documentam, de forma simplificada, os procedimentos padrão estabelecidos através de Standard Work. 2.4.7 Gestão Visual e 5S Tabelas e textos extensos são de evitar quando o objetivo é uma comunicação eficaz e de fácil compreensão. A metodologia de produção lean utiliza ferramentas de comunicação visual simples e claras para cumprir este papel. Bilalis et al .(2002) indicam que as melhores ferramentas de gestão visual incluem representações gráficas, imagens, cartazes, esquemas, símbolos e codificação por cores, sendo que estas podem ser complementadas com sinais audíveis. Um fator-chave do TPS é que cada pessoa envolvida deve ser capaz de ver e compreender plenamente os diferentes aspetos do processo e o seu estado em qualquer altura. Tornar este processo transparente permite um feedback imediato do estado atual, e indica onde poderá ser necessário um ajuste para permitir que um processo cumpra a exigência do cliente (Womack & Jones, 1996). Uma das ferramentas de controlo visual frequentemente utilizadas em ambientes de produção lean são os 5S ( Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu e Shitsuke ) (Womack & Jones, 1996). Esta ferramenta divide-se em 5 etapas sequenciais: • Separar: Distinguir claramente o que é ou não necessário no espaço de trabalho, e o que deve ser descartado. 21 • Simplificar: Organizar os sistemas logicamente para facilitar aos outros encontrá-los, utilizá-los e devolvê-los à posição original. • Limpar: Manter o espaço de trabalho limpo, nomeadamente máquinas, pavimentos, móveis, etc. • Padronizar: Garantir o cumprimento, e melhorar os primeiros 3S. • Autodisciplina: Fazer dos procedimentos corretos um hábito, e pensar continuamente em como pode ser melhorada a organização. Esta rotina leva a locais de trabalho organizados, pelo que o ambiente visual é claramente revelador de falhas ou erros. O objetivo principal dos 5S é tornar o local de trabalho organizado para melhorar a segurança e eficiência. Os benefícios decorrentes da implementação bem-sucedida do 5S incluem: melhor limpeza, reconhecimento mais fácil dos defeitos, diminuição dos deslocamentos e movimentações, redução do tempo de paragem, menos riscos de segurança, melhor fluxo, menos erros, e melhor utilização do espaço (Dennis & Shook, 2007). Para implementar com sucesso outras ferramentas da produção lean , tais como trabalho padronizado, sistemas de reposição de inventário visual, TPM, fabrico JIT, redução de tempos de setup e sistemas à prova de erros, uma organização precisa primeiramente de abordar os hábitos no local de trabalho que perpetuam o desperdício (Rojasra & Qureshi, 2013). Num ambiente de trabalho desorganizado, de facto, a falta de um sistema 5S robusto pode tornar as restantes ferramentas lean ineficazes. 2.4.8 Single-Minute Exchange of Die A metodologia Single-Minute Exchange of Die (SMED) torna possível realizar as operações de troca de ferramenta idealmente em menos de dez minutos, convertendo o “tempo interno” em “tempo externo” e simplificando e agilizando a atividade restante (Shingo, 1985). O tempo de troca de ferramenta é definido como o período necessário para configurar um determinado sistema de produção para produzir um produto distinto, a uma determinada taxa de produção, com boa qualidade (Costa et al., 2013), e é um exemplo típico de desperdício, uma vez que a troca de ferramenta é uma atividade sem valor acrescentado que acarreta custos ocultos. Shingo (1985) baseia o seu método na categorização de todas as atividades de setup em atividades internas e externas: sendo as atividades internas as que só podem ser realizadas quando a máquina é desligada, e as externas as que podem ser realizadas durante o funcionamento normal da máquina enquanto esta ainda está ativa. Por conseguinte, como as máquinas permanecem inativas durante os períodos setup interno, este processo deve ser reduzido ao máximo. A metodologia SMED é formada por quatro fases: • Uma fase preliminar em que as condições de setup internas e externas não são distinguidas; 22 • A primeira fase em que se procede à separação entre setup interno e externo; • A segunda fase em que as atividades internas são convertidas em atividades externas; • A terceira fase centrada na simplificação de todos os aspetos da operação de setup. SMED permite obter tempos de troca de ferramenta curtos, o que é uma condicionante para a produção em pequenos lotes. Desta forma, podem ser assegurados lead times dos produtos reduzidos e que vão de encontro à filosofia JIT. 2.5 Casos de aplicação de metodologias lean Nesta secção são apresentados alguns casos de aplicação de metodologias lean , e é feita uma análise crítica dos mesmos, no sentido de perceber o que de mais recente se faz na área em estudo. 2.5.1 Melhoria de eficiência em linhas de montagem numa empresa do ramo automóvel Rosa et al (2017) desenvolveram um projeto de melhoria, utilizando metodologias lean , na mesma empresa onde decorre o presente projeto de dissertação. Os autores começaram por elaborar um VSM para compreender melhor os fluxos relativos ao processo. Efetuaram um estudo da procura do cliente e do tempo disponível para produção, a fim de calcular o takt time , e um estudo de tempos, para averiguar a capacidade de produção da linha. Concluíram que o takt time se situava nos 7,2 segundos por peça para a linha em estudo. O tempo de ciclo do posto mais lento era de 8,2 segundos por peça, tempo ao qual acrescia o tempo necessário para tarefas ocasionais do operador, como abastecimento de componentes, controlos de qualidade, tarefas de retrabalho, entre outros. Deste modo, o tempo de ciclo real rondava os 10 segundos, verificando-se uma taxa de produção de aproximadamente 350 peças por hora. O projeto passou por duas fases distintas. Numa fase inicial foram implementadas melhorias no próprio equipamento, como a implementação de acessórios que facilitam a montagem e a automatização de certas tarefas como a injeção de lubrificante e o retrabalho de remoção de gitos metálicos. Numa segunda fase foram identificados e eliminados desperdícios. Nomeadamente, verificou-se que os operadores perdiam tempo em transportes de caixas vazias para o local definido na fábrica, pelo que foi colocada uma estante na própria linha de montagem para esse efeito. Ao chegar à linha de montagem, os materiais tinham de ser colocados numa segunda caixa com dimensões diferentes. Foram criados novos apoios para caixas de material padronizadas, para que as caixas pudessem ser colocadas diretamente nesses apoios, sem existir a necessidade de mover o material para uma segunda caixa 23 diferente. Foram ainda definidas instruções padronizadas de trabalho mais detalhadas para os postos gargalo. No final do projeto verificou-se um aumento na taxa de produção da linha de montagem de 41% em peças produzidas por hora (aumento de aproximadamente 350 para 493 peças por hora). 2.5.2 Melhoria de tempos de setup numa empresa do ramo automóvel Rosa et al (2017) desenvolveram outro projeto de melhoria na empresa onde decorre o presente projeto de dissertação. Este projeto focava-se na melhoria de tempos de setup . Alguns dos problemas identificados foram a falta de organização das ferramentas e acessórios das máquinas, a perda de tempo em tarefas de fixação com recurso a chaves inglesas, e em tarefas de inserção de tubos de ar comprimido com rosca, indisponibilidade de ferramentas de apoio ao setup (chaves e similares), movimentações desnecessárias até ao armazém para ir buscar consumíveis e peças de substituição frequente, entre outros. Utilizando a ferramenta SMED, em associação com outras ferramentas lean (5S, trabalho padronizado e gestão visual), foram colmatadas as ineficiências observadas. Foi colocado em cada posto de trabalho um conjunto de pequenas caixas rotuladas, de forma a garantir a organização das partes constituintes das máquinas. Foram substituídos os métodos de fixação de peças, por métodos equivalentes, mas mais rápidos. Foram distribuídas ferramentas extra pelos postos de trabalho (chaves e similares), destinadas a serem guardadas no próprio posto. Foi criado um carrinho móvel de apoio ao setup , onde era armazenada uma pequena quantidade de peças e consumíveis de substituição frequente, sendo também utilizado para preparação externa do setup . Com as melhorias implementadas foi possível reduzir o tempo de setup entre 40% a 60%, dependendo da referência de produto em questão. Desta forma, o processo de setup de cada posto individual de trabalho passou a demorar no máximo 10 minutos. Salienta-se o seguinte: apesar de ter sido possível atingir um tempo de setup de cada posto individual igual ou inferior a 10 minutos, é preciso perceber quem está responsável por efetuar o setup dos vários postos da linha de montagem. Antes do projeto de melhoria, os técnicos de afinação estavam responsáveis por todo o processo de setup , isto é, pelo setup individual e sequencial de cada posto de trabalho da linha de montagem. Ao afirmar que após o projeto de melhoria os setups podem ser realizados em apenas 10 minutos, os autores assumem que as trocas de referência são agora realizadas em paralelo, estando cada operador responsável pelo setup do seu posto, e não em série por um único 24 técnico de afinação como acontecia anteriormente. Assumindo este pressuposto, os autores concluem que os tempos de paragem devido a setups foram reduzidos em 58%. 2.5.3 Redução de tempo de ciclo num posto gargalo numa empresa do ramo automóvel Caso de estudo publicado em 2017 relativo à implementação de metodologias lean numa empresa do ramo automóvel (Nallusamy & Adil Ahamed, 2017). O principal problema identificado prendia-se com o facto de o tempo de ciclo do processo ser superior ao takt time , pelo que não era possível dar resposta à procura do cliente. Inicialmente foram recolhidos dados que permitiriam construir um mapeamento do fluxo de valor (ferramenta VSM), como a procura do cliente, horas-homem trabalhadas, tempos de pausa, tempo de ciclo do processo, entre outros. O takt time calculado foi de 21 minutos e o tempo de ciclo do posto mais lento correspondia a 26 minutos. O tempo de atravessamento era de 130 minutos, sendo 100 destes minutos considerados de valor acrescentado. Seguidamente, foi dado um foco na melhoria do posto gargalo, de forma a ser possível obter uma produção que permitisse satisfazer a procura do cliente. Umas das ineficiências identificadas foi o tempo utilizado para transporte de material, pelo que foi implementado um sistema de tapetes rolantes que eliminou completamente este problema. Foi alterado o layout das máquinas, e foi implementada a ferramenta 5S de forma a organizar o espaço de trabalho. Com estas alterações verificou-se uma melhoria nos tempos de ciclo do processo, redução nos acidentes de trabalho, redução dos custos de manutenção dos equipamentos e redução de quedas de material que poderiam representar danos nos mesmos. Com as alterações implementadas, o tempo de ciclo do processo diminuiu cerca de 40%, a produção diária de componentes viu um aumento de 8 para 17 unidades, o inventário que servia de buffer foi removido com a utilização de tapetes rolantes, o tempo sem valor acrescentado foi reduzido em 15% e a eficiência do processo subiu de 71% para 81%. 2.5.4 Melhoria geral do sistema produtivo numa empresa do ramo automóvel Neste caso de estudo, publicado em 2017 relativo à implementação de metodologias lean numa empresa de fabrico de componentes para o ramo automóvel na Índia (Dhiravidamani et al ., 2018), os autores depararam-se com um problema de produtos defeituosos, encontrando-se a percentagem de produtos rejeitados nos 6,59%. Inicialmente foi utilizado um diagrama de causa e efeito para averiguar as causas raiz relacionadas aos defeitos observados. Foram consideradas quatro fontes possíveis de erro: ser 25 humano, método, máquina e materiais. Após sessão de brainstorming para apurar causas raiz e consequentes ações a tomar, a equipa decidiu modificar a ponteira da máquina de jato de areia. Esta modificação levou a uma diminuição da percentagem de produtos defeituosos de dois pontos percentuais ao longo do semestre seguinte. Seguidamente, foi elaborado um Value Stream Map (VSM) para melhor perceber os fluxos, os tempos de paragem sem valor acrescentado e a percentagem de tarefas com valor acrescentado. Esta ferramenta permite rapidamente identificar oportunidades de melhoria. Após construído o VSM, verificou-se um tempo de valor acrescentado de 312 segundos, de um total de 40,5 horas de lead time . Os tempos de setup representam uma das principais causas para o elevado lead time , pelo que foram implementadas medidas para tentar combater este problema. Através de um estudo dos tempos e das movimentações, e de uma revisão à lista de tarefas de setup , o tempo médio de setup de cada uma das dez máquinas existentes foi reduzido de 71 minutos para 32 minutos. Foi também reduzido o WIP e a quantidade ou duração de tarefas sem valor acrescentado, o que possibilitou uma redução no número de trabalhadores de 16 para 5. Desta forma foi possível uma redução do lead time de 40,5 horas para 27 horas. Por fim, os autores concluem sobre os potenciais ganhos provenientes da utilização de conceitos de melhoria contínua, apenas com alterações relativamente simples no processo. 2.5.5 Análise crítica Fazendo uma análise crítica sobre os artigos relativos à utilização recente de metodologias lean manufacturing com o objetivo de melhoria de sistemas de produção, verifica-se uma tendência em iniciar o projeto com uma ferramenta que permita obter uma visão ampla do processo, como por exemplo o VSM ou o SIPOC. Este tipo de ferramentas permite, mais facilmente, identificar ineficiências e pontos de atrito na cadeia de valor, proporcionando um ponto de partida para o projeto. É feito um diagnóstico da situação atual, através da recolha de dados que permitam caracterizar o sistema, como por exemplo cronometragem de tempos de ciclo, averiguação de valores de procura, valores de inventário, registo de tempos de setup , número ou percentagem de defeitos, entre outros. Os dados são analisados e discutidos, a fim de chegar às causas raiz dos sintomas observados no sistema de fabrico. Seguindo a filosofia lean thinking , deve sempre haver um foco no valor, pelo que é comum identificar-se tarefas de valor acrescentado e desperdícios. Utilizando ferramentas como brainstorming , diagramas de causa efeito, ou semelhantes, é possível maximizar o valor criado e reduzir os desperdícios. Posteriormente, são efetuadas propostas de melhoria, que visam mitigar os problemas encontrados, ou tomar partido de oportunidades de melhoria descobertas. Para terminar, deve haver uma fase de seguimento e controlo 26 das propostas implementadas, com o objetivo de perceber se os resultados esperados estão a desenrolar-se conforme planeado ou se existe a necessidade de uma nova intervenção de melhoria. De uma forma geral, verifica-se uma abordagem semelhante em todos os artigos: a progressão de uma visão macro para uma visão micro, no sentido em que é identificado um objetivo geral de melhoria e depois são melhorados pontos concretos no sistema de produção que contribuam para esse objetivo. Neste trajeto do alto ao baixo nível de abstração, são utilizadas diferentes ferramentas do reportório lean de acordo com as necessidades da respetiva etapa do projeto. É frequente observar-se um impacto mensurável e significativo na competitividade da empresa, devido à implementação de melhorias baseadas em metodologias lean. 33 Figura 10 - Layout da Multi2 A Figura 11 mostra a linha de montagem Multi1. Figura 11 - Linha de montagem Multi1 Na Figura 12 é possível ver uma representação do layout da Multi1. O fluxo de material dentro da linha de montagem é circular e unidirecional, começando no posto “Sopros” e terminando no posto “Alavanca”. O posto “Muro de Qualidade” é utilizado apenas em situações excecionais, por exemplo em novos projetos ou em situações de reclamações do cliente. 34 Figura 12 - Layout da Multi1 4.1.1 Produto fabricado nas linhas Multi-Referências A diferença fundamental entre a Multi2 e a Multi1 prende-se com o tipo de cabo produzido em cada uma delas: na Multi2 são produzidos cabos duplos, isto é, cabos com dois trames, enquanto que na Multi1 são produzidos cabos simples, de trame único. A Figura 13 mostra algumas das referências produzidas na Multi2 (de cima para baixo: referências 50, 936 e 47). Figura 13 - Exemplares de referências da Multi2 A Figura 14 mostra algumas das referências de cabo produzidas na Multi1 (de cima para baixo: referências 885, 849 e 026). Figura 14 - Exemplares de referências da Multi1 35 Os cabos produzidos pela empresa são maioritariamente constituídos pelos mesmos tipos de componentes de base: tubos em espiral (ou apenas “espirais”), terminais de espiral, cabos de aço, terminais zamak, tubos exteriores, abraçadeiras, entre outros, sendo que entre diferentes referências e tipos de produto, variam somente as características destes componentes. A título de exemplo, comparando um cabo de travão com um cabo de porta, ambos são constituídos por espirais e cabos de aço, no entanto o cabo de travão é muito mais comprido, apresenta maior grossura de espiral, e contém um cabo de aço muito mais forte, a fim de aguentar as altas forças exigidas. As Figura 15 (a) e (b) mostram os constituintes do cabo referência 47, produzido na linha Multi2. Estes elementos são dos mais comuns existentes na fábrica, existindo outros mais específicos de certas referências, como é o caso dos conjuntos compensadores utilizados na referência 848 e 849 da linha Multi1 (Figura 11 (c)). (a) (b) (c) Figura 15 - Componentes da ref. 47 (a, b) e conjunto compensador das ref. 848 e 849 (c) Uma particularidade deste UAP é a existência de referências denominadas de “gémeas”. Tratam-se de pares de referências em quase tudo iguais, mas simétricas. Por exemplo, existe um determinado cabo para o assento esquerdo do automóvel, e uma versão simétrica para o assento direito. Por vezes as referências gémeas têm ainda outras diferenças menores entre si, como a cor do tubo exterior ou cor dos terminais de espiral. O seu processo de montagem é igual, exigindo apenas a substituição de algumas ferramentas das máquinas para versões simétricas, devido à simetria do encaixe de algumas peças. Desta forma, faz sentido estudar as referências de produto não de forma isolada, mas por pares de referências gémeas (exceto nos casos onde não existe uma referência gémea). Foi elaborado um diagrama SIPOC de forma a perceber, com um elevado nível de abstração, o contexto envolvente do processo de montagem de cabos de assento, nas linhas Multi1 e Multi2 (Figura 16). 36 Figura 16 - Diagrama SIPOC das linhas Multi-Referências 4.1.2 Versatilidade das linhas Multi-Referências Contrariamente à maioria das linhas de montagem da fábrica, que produzem em massa uma ou duas referências de cabo, para um cliente, estas linhas de montagem, que apresentam um layout em U, foram criadas para servir como linhas versáteis, onde podem ser produzidas dezenas de referências de cabo muito diferentes entre si. Enquanto que as taxas de produção de algumas das outras linhas do UAP3 rondam os 500 a 1000 cabos por hora, as linhas Multi-Referências rondam em média os 100 cabos por hora. De certa forma, funcionam como um sistema produtivo híbrido entre uma oficina de montagem manual de peças e uma linha de produção em massa. Desta forma, têm algumas das vantagens das linhas de produção em massa, como a existência de alguns tapetes rolantes, sistemas anti erro, fluxo unidirecional de peças, mas muitas das desvantagens do trabalho em oficina, nomeadamente, frequentes e ineficientes transportes manuais de peças, trabalho com lotes elevados entre postos, demorados setups das máquinas multifunções existentes nestas linhas, entre outros. Devido à sua versatilidade, a configuração destas linhas não pode ser otimizada para a produção de uma determinada referência, em termos de configuração de máquinas, layout ou transportes através de tapetes, visto que 37 o funcionamento das linhas pode ser bastante diferente entre referências. Assim, qualquer proposta de melhoria terá de ser avaliada face à possibilidade de afetar negativamente o funcionamento da linha na produção das restantes referências. 4.2 Análise ABC Devido à elevada variedade de referências produzidas nas linhas de montagem em estudo, o projeto foi limitado a apenas algumas das referências mais importantes. Desta forma, foi feita uma análise ABC relativamente às referências produzidas nas linhas Multi2 e Multi1, com base em dados de procura de dois meses e meio, começando pela Multi2 (Tabela 2) 4.2.1 Análise ABC – Multi2 Tabela 2 - Análise ABC Multi2 Linha Referência Procura mensal Percentagem da procura total Percentagem da procura total (por referências gémeas) Percentagem cumulativa Classificação (ABC) Multi2 47 6460 32% 61% 61% A 48 5820 29% 174 2380 12% 22% 83% B 173 2020 10% 51 1350 7% 12% 95% C 53 970 5% 50 710 4% 4% 98% C 936 350 2% 2% 2% C 935 0 0% A Figura 17 mostra o gráfico de Pareto relativo aos dados da Tabela 2, no sentido de tornar a informação mais visual. Figura 17 - Gráfico de Pareto - Referências Multi2 por procura mensal 38 Conforme observável pelo gráfico de Pareto (Figura 17), na linha Multi2 as referências com maior volume de vendas são a 47 e a sua referência gémea, 48, sendo que juntas correspondem a 61% do output da linha. Estas referências são problemáticas em termos de eficiência, raramente atingindo um valor de velocidade de OEE acima de 80% (média de 74%), e necessitam de seis trabalhadoras, o que representa um elevado custo de mão de obra. Assim, o foco do projeto na Multi2 foi as referências 47 e 48. Foram analisados os postos de trabalho da linha, compreendida a sua função, e identificados os postos que são utilizados nas referências em estudo. A Tabela 3 contém uma breve descrição de cada posto, pela sua sequência na linha, e uma indicação sobre se é utilizado nas referências 47 e 48 (com uma cruz). Os postos que não são utilizados nesta referência, têm o seu propósito noutras referências da linha. Tabela 3 - Lista de tarefas e postos Multi2 Linha Posto Descrição geral do posto Referências 47/48 Multi2 Marcas brancas Colocação de uma fita branca em torno de uma secção do espiral Sopros Inserção de tubo estrela exterior no espiral X Prensa 1 Prensagem de terminais de espiral X Prensa 2 Prensagem de terminais de espiral Clipar Prensagem de afinador Montar e cortar cabo Inserção de cabo de aço no espiral e corte de acordo com especificação de comprimento X Zamak Injeção de segundo terminal de liga metálica zamak no cabo X Remover rebarbas Remoção de rebarbas do terminal de cabo (excesso de zamak que escapa do molde) X Ensaio à tração Teste de tração ao cabo de aço com terminal zamak, verificação do comprimento do cabo (comprimento dentro das tolerâncias exigidas) X Abraçadeiras Fixação de abraçadeiras e corte do excesso das mesmas X Etiqueta Identificação da peça com uma etiqueta com QR code X 39 4.2.2 Análise ABC – Multi1 Foi também efetuada uma análise ABC relativa à Multi1 (Tabela 4). Tabela 4 - Análise ABC Multi1 Linha Referência Procura mensal Percentagem da procura total Percentagem da procura total (por referências gémeas) Percentagem cumulativa Classificação (ABC) Multi1 974 75920 61% 74% 74% A 026 16870 13% 885 14940 12% 12% 86% B 848 5430 4% 8% 95% B 849 5210 4% 440 1760 1% 1% 96% C 175 1510 1% 1% 97% C 200 1320 1% 1% 98% C 182 1080 1% 2% 100% C 52 1080 1% A Figura 18 mostra o gráfico de Pareto relativo aos dados da Tabela 4, no sentido de tornar a informação mais visual. Figura 18 - Gráfico de Pareto - Referências Multi1 por procura mensal Na Multi1, as referências 974 e 026 correspondem à esmagadora maioria do output da linha, 74% (Figura 18). No entanto, estas referências estão apenas temporariamente a ser produzidas nesta linha, sendo que tipicamente pertencem a outra linha de montagem. São referências de pequenas dimensões, com um processo de montagem simples, e onde trabalham apenas três pessoas. A sua velocidade está normalmente acima dos 95%, sendo comum ultrapassar até a taxa de produção planeada. Por estas razões, decidiu-se não analisar estas referências. Também a referência 885 apresenta tipicamente uma boa velocidade, de aproximadamente 90%, pelo que foi considerado mais útil analisar as referências 40 gémeas 848 e 849. Apesar de corresponderem apenas a 8% da procura da Multi1, estas referências têm uma procura mensal de dimensão semelhante às referências 47 e 48 da Multi2, um total de cerca de dez mil peças por mês. O seu indicador de velocidade é em média 60%, o que é extremamente baixo, especialmente tendo em conta que são necessárias seis pessoas para produzir esta referência. A Tabela 5 contém uma breve descrição de cada posto, pela sua sequência na linha, e uma indicação sobre se é utilizado nas referências 848 e 849 (com uma cruz). Tabela 5 - Lista de tarefas e postos Multi1 Linha Posto Descrição geral do posto Referências 848/849 Multi1 Sopros Inserção de tubo estrela exterior e de esponja exterior, no espiral X Prensa 1 Prensagem de terminais de espiral X Prensa 2 Prensagem de terminais de espiral X Clipar 1 Prensagem da mola ao batente dentro do compensador X Bracket Fixação de bracket metálico no exterior do compensador X Clipar 2 Prensagem de espiral pequeno no compensador X Montar e cortar cabo Inserção de cabo de aço no espiral e corte de acordo com especificação de comprimento X Zamak Injeção de segundo terminal de liga metálica zamak no cabo X Abraçadeiras Fixação de abraçadeiras e corte do excesso das mesmas X Pré-montagem de abraçadeiras Fixação de abraçadeiras plásticas X Alavanca Montagem de alavanca 4.3 Análise de tempos Nesta secção é feita uma primeira análise de tempos. São calculados os takt time para as referências em análise nas linhas Multi2 e Multi1, e são apresentados os tempos de ciclo cronometrados relativos a cada posto de trabalho. Nas secções 4.5.2 e 4.6.1 são aprofundadas estas análises, tendo em conta o balanceamento utilizado pelas trabalhadoras em ambas as linhas de montagem. 4.3.1 Análise de tempos – Multi2 De forma a analisar em mais detalhe a situação atual da Multi2, a fim de melhorar o seu desempenho, o primeiro passo foi calcular o takt time para as referências em estudo. A empresa definiu 41 contratualmente com o cliente uma taxa de produção de 132 peças por hora para as referências 47 e 48. 𝑇𝑎𝑘𝑡 𝑇𝑖𝑚𝑒 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛í𝑣𝑒𝑙 𝑃𝑟𝑜𝑐𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑜 𝑐𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =3600 𝑠 132 𝑝𝑒ç𝑎𝑠 =27,3 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠/𝑝𝑒ç𝑎 Foram cronometrados tempos de ciclo para os diferentes postos da linha (Figura 19). Figura 19 - Tempos de ciclo por posto na Multi2 Pela análise dos tempos, verifica-se que a máquina de injeção de zamak tem um ciclo igual ao takt time , de 27 segundos. Existe ainda uma operação esporádica que não foi incluída no gráfico, a armação da caixa com fita cola, e embalamento de peças. Esta tarefa é realizada uma vez por hora e demora 6 minutos. 4.3.2 Análise de tempos – Multi1 O estudo da Multi1 começou com o cálculo do takt time e a cronometragem dos tempos de ciclo de cada posto. A empresa definiu contratualmente com o cliente uma taxa de produção de 216 peças por hora para as referências 848 e 849. 𝑇𝑎𝑘𝑡 𝑇𝑖𝑚𝑒 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛í𝑣𝑒𝑙 𝑃𝑟𝑜𝑐𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑜 𝑐𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =3600 𝑠 216 𝑝𝑒ç𝑎𝑠 =16,7 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠/𝑝𝑒ç𝑎 A Figura 20 mostra o gráfico dos tempos por operação e o takt time . 0 5 10 15 20 25 30 Tempos de ciclo por posto (s) - Multi2 Tempo de ciclo por posto (s) Takt Time 42 Figura 20 - Tempos de ciclo das operações na Multi1 A tarefa de medição de abraçadeiras é uma imposição de qualidade, na qual é necessário medir a cada hora, com paquímetro, o comprimento das abraçadeiras cortadas, devido a um historial de reclamações do cliente devido a produto não conforme. Esta tarefa é trivial, no entanto existem apenas dois paquímetros no UAP, que têm de ser divididos entre todas as linhas de produção. Por este motivo, é usual a trabalhadora perder 10 minutos à procura do paquímetro, a cada hora. Assumindo uma taxa de produção de 180 peças por hora, este tempo significa um acréscimo de aproximadamente 3,3 segundos ao tempo de ciclo de cada peça. Numa primeira análise dos tempos, verifica-se que o posto Abraçadeiras tem um tempo de ciclo superior ao takt time . A pré-montagem de abraçadeiras é efetuada numa bancada improvisada na traseira do posto de montagem de abraçadeiras, e consiste em posicionar e laçar parcialmente as abraçadeiras, sendo que desta forma a trabalhadora seguinte apenas necessita de posicionar as abraçadeiras, já laçadas, no suporte, e efetuar o aperto final e corte das mesmas com a ferramenta própria. Quando é feita a pré-montagem, o tempo de ciclo do posto Abraçadeiras torna-se inferior ao takt time . 4.4 Análise do OEE Foram consultados os indicadores de desempenho de ambas as linhas, de acordo com os registos do sistema informático da empresa. A empresa utiliza o indicador OEE como KPI ( key performance indicador) das suas linhas de produção e máquinas individuais. 0 5 10 15 20 Tempos de ciclo das operações (s) Tempo de Ciclo (s) Takt time (s) 49 gémeas são mais rápidos, visto ser necessário substituir apenas algumas ferramentas, enquanto que setups para referências diferentes são mais prolongados, porque geralmente requerem a substituição de peças em quase todos os postos da linha. A Tabela 9 mostra o tempo médio de setup em cada posto da Multi2. Tabela 9 - Tempos de setup de postos da Multi2 Posto Tempo Médio (min) Prensa 1 12 Prensa 2 8 Corte de Cabo 5 Zamak 7,25 Ensaio à Tração 7,5 Abraçadeira 3,5 Etiqueta 3 Afinação da medição de cota 10 Conforme mencionado na secção 2.5.2, já foi feito um trabalho de melhoria de tempos de setup na empresa, recorrendo à ferramenta SMED. Foram segregadas tarefas de setup externas e internas, foram substituídos sensores de rosca por sensores de encaixe, chaves inglesas deixaram de ser utilizadas passando a utilizar-se manivelas manuais de fecho rápido, foram definidos locais no próprio posto para guardar as ferramentas das máquinas a substituir, foram criadas instruções de setup (normalização do trabalho e gestão visual) (Figura 23 (a) e Apêndice 2) e foram definidos espaços para colocação das ferramentas (5S e gestão visual) (Figura 23 (b)). (a (b) Figura 23 –Instruções de setup (a) e espaços para armazenamento de ferramentas de setup (b) Devido a estas melhorias, foi possível baixar o tempo de setup de cada posto para cerca de 10 minutos, ou menos. Note-se que de acordo com as instruções de setup, quem está responsável por realizar o setup de cada posto é a própria operadora, e não o técnico de afinação. 50 No entanto, os setups na linha Multi2 continuam a demorar muito tempo, em média uma hora, por vezes estendendo-se caso se trate de uma referência cujo setup é mais complexo (como a referência 50, por exemplo) ou caso aconteça algo inesperado, como uma peça danificada ou um sensor em falta. Foi realizada uma análise 5-Whys para tentar perceber a causa raiz do problema (Figura 24). Figura 24 - Análise 5-Why sobre setups demorados Visto que o tempo médio de setup é de aproximadamente 1 hora e que o setup mais rápido observado, entre referências gémeas, demorou 30 minutos, conclui-se que o valor registado em sistema para tempo médio de setup (9,6 minutos) é irrealista e significativamente mais baixo que o observado no chão de fábrica. Extrapolando esta conclusão para o outro motivo de paragem de maior relevância - as falhas mecânicas - espera-se que também neste caso as paragens registadas sejam inferiores às reais, visto que também numa situação de falha mecânica, as trabalhadoras são removidas da linha e o indicador disponibilidade fica “congelado” durante o período de paragem da linha. Assim, depreende-se que o indicador disponibilidade será, na realidade, bem mais baixo que o valor registado pela empresa. 51 4.5 Identificação de desperdícios e oportunidades de melhoria – Multi2 4.5.1 Excesso de inventário Observando o funcionamento da linha, verificou-se uma acumulação de inventário nos primeiros postos da mesma. Foram registados dados de WIP nos buffers imediatamente a jusante de cada posto, através de várias observações em diferentes momentos do turno, e foi construído um boxplot com os mesmos (Figura 25). Figura 25 - Boxplot relativo a inventário em buffer após cada posto Como é possível ver no gráfico, o primeiro posto apresenta um WIP entre 100 e 200 unidades, e o segundo posto apresenta uma mediana de cerca de 50 unidades. Fez-se uma análise 5-Whys para tentar perceber a causa raiz desta acumulação de inventário (Figura 26). 52 Figura 26 - Análise 5-Why sobre excesso de WIP nos primeiros postos Feita a análise, conclui-se que a preparação de material de uma hora para a seguinte, e a consequente acumulação de WIP nos primeiros postos, foi uma das soluções que as trabalhadoras encontraram para conseguir atingir o objetivo em algumas das horas (o que leva a uma taxa de produção com bastante flutuação), mas não durante todo o turno, devido ao tempo de ciclo do gargalo. Em vez de produzir com um fluxo contínuo e obter sempre uma velocidade constante, a equipa acaba por tornar o fluxo descontínuo, obtendo horas com velocidade muito boas e horas com velocidades muito más. Desta forma, as chefias não repreendem a equipa, e não analisam o porquê do OEE e do output ser insatisfatório no final do turno. Para além dos problemas mencionados, também se verificaram várias instâncias onde foram descartados entre 150 a 200 tubos espiral devido a erros de montagem, em série, causado pelos elevados lotes nos primeiros postos. No pior cenário, todo este material é sucatado e a empresa incorre nos custos de perda da matéria prima, bem como nos custos de mão de obra que foram necessários para produzir aquele lote durante toda a cadeia de valor. Num cenário mais otimista é possível retrabalhar 53 o espiral de forma a utilizá-lo noutra referência, mas mesmo assim existem custos associados desnecessários. 4.5.2 Análise de fluxos, tempos, esperas e paragens Na secção 4.3 foram analisados os tempos de ciclo de cada posto individualmente. Na presente secção, são analisados os tempos tendo em conta o balanceamento de trabalho utilizado pelas trabalhadoras. Construiu-se um diagrama de fluxos para perceber as funções desempenhadas pelas trabalhadoras (Figura 27) e as movimentações efetuadas. As setas pretas representam movimentações das trabalhadoras para um segundo posto de trabalho, enquanto que as linhas coloridas representam movimentações para ir buscar, ou levar, material a outro posto. Figura 27 - Diagrama de fluxos de pessoas na Multi2 O posto Sopros é composto pelas tarefas de inserção de tubo estrela exterior no trame grande de espiral, bem como no trame pequeno, pelo que a tarefa é dividida por duas trabalhadoras, sendo cada uma responsável por montar um dos trames. Como é visível pelo diagrama de fluxos, geralmente cada trabalhadora desloca-se ao posto a montante para recolher um lote de material do buffer (carrinho de material). A exceção é a pessoa representada a verde, que efetua o transporte de material do Zamak até à bancada onde limpa as rebarbas, e de seguida transporta novamente o material até ao posto de ensaio à tração. Somando as distâncias percorridas dentro da linha pelas sete trabalhadoras durante um turno, o total percorrido é de aproximadamente 5km. 54 Refazendo o gráfico de tempos de ciclo, desta vez por operador, e contabilizando os tempos de deslocações e embalamento, percebe-se que existe um gargalo no terceiro operador. (Figura 28) Figura 28 - Tempo de ciclo por operador na Multi2 O terceiro operador trabalha a um ciclo de 38 segundos, sendo o takt time de apenas 27,3 segundos. Também se verifica que existem dois trabalhadores bastante folgados (operadores 4 e 7). Existem paragens frequentes da máquina Zamak, que é o gargalo da linha. Foi feita uma análise 5-Whys para tentar perceber o porquê destas paragens (Figura 29). 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Operador 1 (Prensa1) Operador 2 (Montar e Cortar Cabo) Operador 3 (Zamak e Sopros) Operador 4 (Remover rebarbas) Operador 5 (Ensaio à tração e Sopros) Operador 6 (Abraçadeiras) Operador 7 (Etiqueta e Embalamento) Tempo de ciclo por operador (s) - Multi2 Tempo de ciclo por operador (s) Takt Time 55 Figura 29 - Análise 5-Whys sobre paragens da máquina Zamak Para além do elevado tempo de ciclo do operador da máquina Zamak, devido a trabalhar em dois postos (conforme indicado pelas instruções de trabalho, disponíveis no Apêndice 3), ainda se verifica a paragem propositada desta máquina durante aproximadamente 10 minutos no final de cada hora. Quando o número de peças a jusante do posto Zamak está contado de forma a ser possível atingir o objetivo naquela hora, a operadora não produz mais peças até começar a próxima hora. Isto acontece porque o contador de peças, que está ligado ao sistema informático e que regista em tempo real o output da linha, situa-se no posto Abraçadeiras. 56 A empresa prefere não colocar o contador de peças no posto gargalo, devido ao que sucedia em situações passadas, noutras linhas de montagem. Apesar de esta ser a melhor forma de registar a cadência da linha em tempo real, quando o contador de peças é colocado no posto gargalo, começa-se a acumular WIP no posto imediatamente a jusante do gargalo. Isto acontece porque no sistema informático, as peças que passam pelo contador são dadas como produto acabado, mesmo que no chão de fábrica ainda sejam produto intermédio. Desta forma, por vezes no final de turno havia uma acumulação de centenas de peças nos últimos postos da linha. Caso não sejam registadas peças no posto das abraçadeiras durante alguns minutos, as chefias são alertadas sobre a linha estar parada, e as trabalhadoras têm de justificar, no computador, a razão da paragem. No sentido de evitar que esta situação aconteça, a grande prioridade das trabalhadoras é garantir que o posto das abraçadeiras nunca para, em vez de se preocuparem em nunca deixar parar o gargalo. Na realidade a linha pode estar a funcionar perfeitamente, apesar do posto abraçadeiras estar parado durante algum tempo, visto que é o gargalo (Zamak) quem dita a cadência da mesma, mas quer trabalhadoras, quer chefias, não pensam desta forma. As paragens frequentes do gargalo são a principal razão para o ineficiente funcionamento da linha em termos de velocidade. 4.5.3 Talento inutilizado Existe ainda outro motivo para a paragem do posto Zamak. As máquinas Zamak são tipicamente dos postos mais complexos na fábrica, e a linha Multi2 não é exceção. Por ser um posto complexo, é normalmente desempenhado pela trabalhadora mais experiente, que normalmente é a chefe de linha. Uma outra tarefa que a chefe de linha desempenha é o preenchimento do “OK à primeira peça” (registo e verificação dos parâmetros do primeiro cabo produzido), e realização de todas as medições e testes necessários para tal. Assim, no arranque da linha - após setup ou em início de turno - durante o tempo de preenchimento deste documento, o gargalo da linha está parado. A chefe de linha não dá indicações às colegas, que estão paradas, ou no posto Sopros, durante o arranque, para a substituírem no Zamak durante este período. Através de uma matriz de competências (Figura 30), foram identificadas as competências das trabalhadoras da Multi2 (T1 a T6), com o objetivo de fomentar a polivalência entre colegas. Cada trabalhadora autoavaliou-se de 0 a 4 em cada posto, de acordo com a legenda, e foi pedido à chefe de linha e à CAP que avaliassem as competências de toda a equipa. A chefe de linha (T5) é a trabalhadora 57 com mais experiência, pelo que conhece bem o funcionamento da equipa. A CAP está a substituir a CAP original da linha, que está de baixa médica, pelo que ainda não teve muito tempo para se familiarizar com a equipa. Figura 30 - Matriz de competências da Multi2 Analisando a matriz, percebe-se que a T1 é capaz de substituir a T5 no posto Zamak, caso seja necessário. Assim, fará sentido alocar a T1 a um posto adjacente, como corte de cabo ou prensa. O posto Sopros é um posto acessível, pelo que pode ser atribuído a trabalhadoras menos experientes. A T6 trabalha habitualmente nos primeiros postos da linha, pelo que faz sentido colocá-la num destes postos. Os últimos postos da linha podem ser atribuídos às restantes trabalhadoras, tendo em conta as suas capacidades. 4.5.4 Transportes e movimentações Devido à versatilidade da linha, o fluxo de peças varia significativamente entre referências, pelo que não é possível uniformizar e automatizar os transportes, por exemplo através de tapetes rolantes. Exemplificando, conforme ilustrado na Figura 31, nas referências 47 e 48 (linhas vermelhas), o material passa diretamente dos sopros, para a primeira prensa e seguidamente para o posto de montagem e corte de cabo. Por outro lado, nas referências 173 e 174 (linhas verdes), os sopros abastecem ambas as prensas, a primeira prensa abastece a segunda prensa, e da segunda prensa os cabos são levados para a bancada do posto Clipar, onde é feita a montagem de cabo, e só depois são transportados para o posto de corte. Também as características dos cabos (serem cabos de grandes dimensões e de trame duplo) são impeditivas ao transporte por tapetes, devido aos cabos ficarem presos ou danificados. 58 Por trás das prensas na Multi2, situa-se um tapete rolante. O seu propósito era transportar peças desde estes postos até ao posto de clipar, nas referências 50, 51 e 53. O tapete é igual ao tapete presente na Multi1, que funciona corretamente nesta linha devido ao tipo de cabo produzido na Multi1, isto é, cabos simples. No entanto, quando o conceito foi transversalizado à Multi2, onde são produzidos cabos duplos, não se verificou um eficaz transporte das peças, visto que os cabos ficavam presos e danificados no tapete. Para além dos danos causados nas peças, o tempo poupado pelo tapete em transportes, nesta situação particular, é negligenciável, devido a dificuldades de acesso ao local onde termina o percurso do tapete. O tapete é mantido na linha devido a um standard interno da empresa, mas nunca é utilizado na prática. Figura 31 - Exemplo de diferenças entre fluxos de diferentes referências A versatilidade da linha também implica um maior desperdício em micro-movimentações do trabalhador. Isto é, devido à necessidade de produzir cabos bastante diferentes, as máquinas não são otimizadas para uma determinada referência. Assim, acontecem por exemplo situações como a utilização de uma máquina de grandes dimensões para processar um cabo pequeno, o que origina movimentos do operador desnecessários e sem valor acrescentado. Os transportes de peças entre postos são efetuados em lotes de aproximadamente 10 unidades, visto este número de peças ser o equilíbrio encontrado pelas trabalhadoras entre facilidade de transporte manual das peças, e minimização das viagens. Sendo a taxa de produção de 132 peças por hora, realizam-se aproximadamente 13 deslocações por hora para recolher material, por cada trabalhadora. Assumindo uma velocidade média de 1,2 metros por segundo, que tem em conta a idade e género das trabalhadoras (mulheres entre os 50 e os 60 anos) (Bosina & Weidmann, 2017), um custo por minutoHomem de 0,12€ (informação fornecida pela empresa), 250 dias úteis anuais e funcionamento a dois 65 Clipar 1 contém uma prensa e dois botões, que deveriam estar afastados, garantindo que a trabalhadora não se aproxima da prensa enquanto esta está em funcionamento. No entanto, devido ao problema descrito, as trabalhadoras aproximam os botões, acionam ambos os botões com uma única mão, e utilizam a outra mão para segurar a peça no encaixe da prensa (Figura 37). Figura 37 - Posto Clipar 1 na Multi1 Para além do risco evidente de segurança que esta manobra apresenta, é também um problema ergonómico, visto que as trabalhadoras se queixam de dores na mão, devido a pressionar ambos os botões ao mesmo tempo durante todo o turno. Foi-lhes solicitado que acionassem cada botão com uma mão diferente, conforme seria suposto. Neste cenário, o posto torna-se completamente disfuncional visto que quase todas as peças saltam do encaixe, exigindo reposicionamento. 4.7 Resumo de problemas Após analisadas em detalhe as linhas, apresenta-se a seguinte síntese de problemas ou oportunidades de melhoria identificadas. Ausência de fiabilidade do indicador OEE: ● Indicadores de disponibilidade e velocidade estão registados em sistema de forma inflacionada. Valores observados em chão de fábrica mostram outra realidade, com indicadores mais baixos. ● Indicador de qualidade da linha deveria ser superior aos valores em sistema, devido a serem registadas na linha não conformidades oriundas de postos a montante. ● Indicador de qualidade é calculado comparando diretamente unidades de produtos em diferentes estágios de produção. 66 Problemas na Multi2: ● Velocidade média nas referências 47 e 48 de 74%. ● Setups frequentes e demorados (tempo mínimo de 30 minutos e médio de cerca de 1h). ● Excesso de inventário nos Sopros (100 a 200 unidades). ● Frequentes paragens do gargalo Zamak. ● Ineficiente distribuição das trabalhadoras entre postos. ● Layout demasiado espaçoso. ● Contador de peças do MES situado no penúltimo posto. ● Existência de um defeito sistemático. Uma das trabalhadoras não adiciona qualquer valor ao produto. Problemas na Multi1: ● Velocidade média nas referências 848 e 849 de 60%. ● Ineficiente distribuição das trabalhadoras entre postos. ● Existência de tarefas com tempo de ciclo superior ao takt time . ● Extração manual na máquina Zamak, tarefa sem valor acrescentado. ● Problema de segurança no posto Clipar 1 67 5 PROPOSTAS DE MELHORIA E IMPLEMENTAÇÃO 5.1 Plano de ações 5W2H Utilizando a ferramenta 5W2H foi traçado um plano de ações no sentido de eliminar ou mitigar os problemas identificados no capítulo anterior (Tabela 12). Tabela 12 - Plano de ações 5W2H What? (O quê?) Why? (Porquê?) Where? (Onde?) When? (Quando?) Who? (Quem?) How? (Como?) How much? (Quanto custa?) Implementar acessório de aparar cabo, de forma a evitar rebarbas Zamak da Multi2 produz rebarbas, que obrigam ao retrabalho das peças. Multi2 (Zamak) janeiro de 2021 André Martins, Responsável do UAP3, Departamento de Processos Implementar acessório de aparar junto ao acessório de flor. Desta forma não se formam rebarbas no terminal zamak. 800€ (acessório) + 285€ anuais (matéria prima desperdiçada) Definir e implementar novo balanceamento na Multi2. Linha desbalanceada, tempo de ciclo do gargalo superior ao takt time . Multi2 fevereiro de 2021 André Martins Definir novo balanceamento e implementar junto da equipa. Acompanhar a implementação para orientar a equipa e tirar qualquer dúvida. - € Colocar um quadro de linha no posto gargalo (simular que a linha termina no Zamak requerer às trabalhadoras o preenchimento de um painel horário com as taxa de produção da linha no Zamak). Zamak (gargalo) sofre paragens frequentes e indevidas, devido às trabalhadoras não perceberem a importância do gargalo Multi2 (Zamak) fevereiro de 2021 André Martins Fomentar a ideia de que o gargalo nunca deve parar, através de diálogo com as trabalhadoras e do registo de taxa de produção no quadro de linha. - € Garantir stock de 10 peças em cada posto de um turno para o seguinte. Arranque após turno muito lento, com tempo de atravessamento da primeira peça de 40 minutos. Trabalhadoras não vão para os seus postos porque não têm material. Multi2 fevereiro de 2021 André Martins, Responsável do UAP3, GAPs, CAPs No final de turno, deixar cerca de 10 peças em cada posto para o turno seguinte. - € 68 Atualizar instruções de trabalho. Instruções de trabalho atuais estão desatualizadas e levam a um mau balanceamento. Multi2 março de 2021 André Martins, Departamento de Processos Atualizar instruções de trabalho de forma a garantir o bom funcionamento da linha, com o novo balanceamento, a longo prazo. - € Alterar o layout da Multi2. Demasiado espaço desnecessário entre postos (4 metros). Multi2 - Responsável do UAP3, Departamentos de Logística e de Manutenção De acordo com a proposta de layout - € Formar trabalhadoras em setups . Setups com duração média de 1 hora e mínima de 30 minutos. Os mais demorados duram por vezes 3 horas. Multi2 - Responsável do UAP3, Técnicos de Afinação, Departamento de Processos Inicialmente formar pequenas equipas constituídas por 3 trabalhadoras. Após formadas, podem auxiliar em setups . Eventualmente, podem dar formação às colegas. - € Deslocar o contador de peças do MES para o último posto da linha. Contador situa-se no antigo último posto. Foi adicionado em novembro o posto das etiquetas, o contador devia ser movido para esse posto. Multi2 (Etiquetas) - Responsável do UAP3, Departamentos de Informática e Processos Deslocar o contador de peças do MES para o último posto da linha. - € Retirar tapete por detrás das prensas na Multi2 Tapete nunca foi utilizado por danificar as peças, mas é mantido na linha. Custa 800€. Multi2 - Departamento de Processos Retirar o tapete desta linha, utilizálo numa linha nova, ou como substituição de outro avariado na fábrica. - € Implementar extrator automático no Zamak Eliminar tempo de extração manual sem valor acrescentado Multi1 (Zamak) maio de 2021 Departamento de Processos Colocar um extrator pneumático que eleva o compensador, e permite que a pinça efetua a extração de forma automática. 120,00 € 69 Definir e implementar novo balanceamento na Multi1 Mau balanceamento atual leva por um lado a gargalos, e por outro a trabalhadoras folgadas Multi1 maio de 2021 André Martins Definir novo balanceamento e implementar junto da equipa. Acompanhar a implementação para orientar a equipa e tirar qualquer dúvida. - € Atualizar instruções de trabalho. Instruções de trabalho atuais estão desatualizadas e levam a um mau balanceamento. Multi1 junho de 2021 André Martins, Departamento de Processos Atualizar instruções de trabalho de forma a garantir o bom funcionamento da linha, com o novo balanceamento, a longo prazo. - € Colocar íman no posto clipar 1 Conjunto compensador salta do encaixe se não for segurado aquando da prensagem Multi1 (Clipar 1) maio de 2021 Departamento de Processos Colocar um íman que segura o conjunto compensador no encaixe 30,00 € Alteração da forma de medição de disponibilidade das linhas de montagem. Indicador Disponibilidade não conta paragens não planeadas quando as trabalhadoras são alocadas a outra linha de montagem. Todos os UAPs - Departamento de Informática, Responsáveis de UAP, Chefe de Fábrica Efetuar o planeamento antecipado de linhas inativas, de forma a contabilizar qualquer paragem como não planeada. - € Definir novas instruções sobre registo de defeitos em sistema, nomeadamente, registar os defeitos na sua máquina ou linha de origem. Indicador Qualidade das linhas reporta sucada que originou noutros postos a montante. Todos os UAPs - Responsáveis de UAPs, Chefe de Fábrica Dar formação às CAPs e GAPs sobre como efetuar o registo de sucata nas linhas ou equipamentos. - € Alterar o sistema informático para calcular indicador de qualidade com base em custos monetários. Unidades de produto em diferentes estágios de produção são comparadas diretamente. Todos os UAPs - Departamentos de Informática e Processos, Responsáveis de UAP, Chefe de Fábrica Utilizar uma fórmula diferente para cálculo do indicador. - € 70 5.2 Ações de melhoria na Multi2 5.2.1 Eliminação do defeito sistemático de rebarbas O defeito de rebarbas no terminal zamak é primariamente causado pelo tempo decorrido desde o momento do corte do cabo, até à injeção de zamak. Assim, foi pensada uma solução em que seria colocado um acessório de corte de cabo no posto Zamak, que passaria a funcionar da seguinte forma: 1. Primeiramente seria montado o terminal solto de cabo; 2. Esta ferramenta de corte apararia a ponta do cabo em cerca de 1cm; 3. A operadora introduziria o cabo no acessório de fazer “flor” (“flor” é uma expansão da terminação do cabo, em forma de cogumelo, para que o terminal zamak adira melhor aquando da injeção); 4. Por fim o cabo, aparado e com flor, seria posicionado no molde para proceder à injeção. Desta forma, o período de tempo para deformação do cabo seria minimizado. A ferramenta foi implementada conforme mostra a Figura 38. Figura 38 - Posto Zamak na Multi2 A tarefa extra de aparar o cabo demora 2 segundos a executar. No entanto, devido ao tempo-máquina de injeção de zamak, a trabalhadora tem margem para fazer as três tarefas necessárias (inserir terminal solto, aparar, fazer flor) antes de ser necessário reabastecer a máquina para a próxima injeção. Assim, o tempo de ciclo do posto gargalo não foi aumentado. O custo da ferramenta de corte foi de 800€, e o custo extra em matéria prima é de 0,0011€ por unidade de produto acabado (2cm de cabo aparado e descartado por unidade de produto acabado, sendo as referências da Multi2 de cabo duplo), o que se traduz em 285€ por ano, assumindo uma procura total de vinte mil unidades de produto, relativa a todas as referências de cabo produzidas na Multi2. 71 A implementação desta ferramenta eliminou o defeito, o que permitiu: 1) diretamente retirar uma trabalhadora da linha; 2) reduzir impactos a jusante com terminais zamak incorretamente limpos, como por exemplo reclamações de cliente ou necessidade de remover rebarbas novamente dos terminais (retrabalho da tarefa que, em si, já era um retrabalho). 5.2.2 Implementação de um novo balanceamento Conforme ilustrado no gráfico da Figura 28, existia uma deficiente distribuição de tarefas pelas operadoras na linha. Desta forma, foi definida uma nova distribuição conforme mostra a Tabela 13 e o gráfico da Figura 39. Os tempos de ciclo considerados têm em conta tempos de movimentações entre postos, bem como tempos de tarefas esporádicas como embalamento. Tabela 13 - Tempos de ciclo Multi2 após melhoria Operações Tempo de Ciclo (s) Trabalhadoras T6 Prensa 25 T1 Montar e Cortar Cabo 26 T5 Zamak 27 T3 Ensaio à tração e Sopros (trame pequeno) 26 T2 Abraçadeiras e Embalamento 26 T4 Etiqueta e Sopros (trame grande) 23 Figura 39 - Tempos de ciclo Multi2 após melhoria Foi traçado um diagrama de fluxos para facilitar a compreensão do novo método de trabalho (Figura 40). As linhas coloridas representam deslocações das trabalhadoras para efetuar transportes de WIP, e as 0 5 10 15 20 25 30 T6 T1 T5 T3 T2 T4 Tempos de ciclo Multi2 - Proposta de balanceamento Tempo de Ciclo (s) Takt Time 72 setas pretas representam deslocações das trabalhadoras até outro posto de trabalho, a fim de desempenhar outra tarefa que lhes foi alocada. Figura 40 - Diagrama de fluxos após melhoria A alocação de pessoas a postos foi realizada com base na matriz de competências, contando com a participação das chefias, bem como das próprias trabalhadoras, de forma a garantir a sua adesão ao projeto de melhoria. ● A T5 é a chefe de linha e a trabalhadora mais experiente, pelo que manteve o seu posto no gargalo (identificado a vermelho na Tabela 13), a máquina Zamak. Devido à sua experiência com máquinas Zamak, a T5 consegue operar esta máquina a um ritmo mais veloz que as colegas, conseguindo tipicamente manter um tempo de ciclo de 25 segundos, o que lhe permite ganhar alguma margem de tempo para preencher documentação de linha, bem como desempenhar as suas funções esporádicas de gestão de equipa. ● A T1 foi alocada ao posto de montar e cortar cabo, de forma a ser possível tomar partido da sua polivalência na Zamak, em caso de ausência temporária da T5. ● A T6, enquanto trabalhadora experiente nas máquinas de prensagem, foi alocada ao posto da prensa. Também é polivalente nos postos adjacentes, em caso de necessidade de substituir alguma colega. ● A T3 é das trabalhadoras mais competentes e dinâmicas, pelo que foi alocada aos postos Ensaio à tração e Sopros. Esta função requer uma trabalhadora dinâmica, visto ser necessário ter em atenção que os postos a jusante (Abraçadeiras e Prensa) não sofram uma quebra de material. 73 Isto é, a T3 tem a capacidade de estar sempre atenta ao trabalho das colegas, no sentido de julgar o momento certo para alternar entre os seus dois postos de trabalho, de forma a evitar falhas de material nos postos de ambas as colegas. ● A T2 é a trabalhadora mais experiente no posto de abraçadeiras, pelo que se manteve nesse lugar. Para além de efetuar esta tarefa, a T2 ficou também encarregue de armar as caixas, e embalar o produto acabado. ● Por fim, a T4 ficou alocada aos postos Etiqueta e Sopros. Estes são os postos mais fáceis, pelo que fez sentido alocar a trabalhadora menos experiente aos mesmos. Com o novo balanceamento, existe uma menor discrepância entre trabalhadoras folgadas e trabalhadoras com excesso de tarefas, e é teoricamente possível atingir o takt time de 27,3 segundos. 5.2.3 Colocação de quadro de linha no gargalo De forma a criar, nas trabalhadoras, a mentalidade de que a produção no gargalo nunca deve ser interrompida, foi colocado um quadro de linha no posto Zamak (Figura 41). Um quadro de linha é um painel físico de grandes dimensões onde é registado a taxa de produção manualmente. As chefias foram instruídas no sentido de ignorar o painel informático que controla a produção da linha, e em vez disso irem periodicamente à linha observar o estado deste quadro. Ao serem controladas pela taxa de produção do gargalo, e não pela taxa de produção do posto Abraçadeiras, como acontecia antigamente, o modo de pensar das trabalhadoras foi gradualmente alterado no sentido de evitar a todo o custo que o posto gargalo sofra quebras de material, ou fique desocupado. Figura 41 - Quadro de linha colocado na Multi2 no posto Zamak 5.2.4 Stock para arranque entre turnos Foi ainda implementada uma medida no sentido de melhorar o tempo de arranque da linha, nomeadamente após mudança de turno, que acaba também por reduzir o tempo de paragem do gargalo. 74 Com o auxílio das chefias, as equipas de trabalho foram instruídas no sentido de deixar, para o turno seguinte, aproximadamente 10 unidades de produto intermédio em cada posto da linha. Esta ação de melhoria, aliada à colocação do quadro de linha que tenta evitar a paragem do gargalo, fez com que as trabalhadoras assumissem imediatamente o seu posto aquando do arranque, em vez de se juntarem no primeiro posto a acumular WIP. Isto permitiu que o fluxo de valor dentro da linha, e consequentemente o output de produto acabado, fosse muito mais contínuo, sendo que a equipa finalizou as primeiras peças do turno 15 minutos após arranque, comparativamente aos 40 minutos que demorava previamente. 5.2.5 Atualização dos standards de trabalho Foram atualizadas as instruções de trabalho na linha (Figura 42, Apêndice 4), nomeadamente a alocação de trabalhadoras aos postos, e foi colocada uma indicação no posto Zamak, relativamente ao facto de este ser o gargalo da linha, e, portanto, deve ser feito um esforço redobrado para que este não pare. Esta ação de melhoria permite que, em caso de alterações da equipa, e entre turnos, se mantenha um padrão de trabalho uniforme, visto que novas trabalhadoras recebem formação de acordo com as instruções de trabalho vigentes. O cumprimento das instruções é garantido através de auditorias internas sem aviso prévio, pelos departamentos de qualidade e de processos. Nestas auditorias, é verificado que as trabalhadoras alocadas a determinado posto têm formação no mesmo, que conhecem o processo, é verificado o balanceamento de trabalhadoras entre postos, entre outras verificações. Figura 42 - Exemplar de instrução de trabalho atualizada 5.2.6 Proposta de layout Devido ao layout da linha apresentar uma área desnecessariamente grande, foi definido um novo layout que, apesar de não eliminar todo o desperdício em movimentações, seria um passo na direção correta. 81 5.4.2 Indicador Qualidade Os problemas observados relativos à qualidade passam pelo registo de defeitos em linhas de montagem, quando esses defeitos tiveram origem em postos a montante, e ainda pela aplicação de uma fórmula de cálculo que compara diretamente unidades de matéria prima, com unidades de produto intermédio nos vários estágios de produção, com unidades de produto acabado. Quanto ao primeiro ponto, a solução passa apenas pela gestão de topo tomar medidas, no sentido de instruir o departamento de produção a efetuar o registo dos materiais não conformes no posto onde o defeito teve origem, e não no posto onde o defeito foi detetado. A alteração pode ser acompanhada pelo departamento de qualidade. Quanto ao segundo ponto, sugere-se a utilização de uma fórmula de cálculo que tenha em consideração o custo monetário do produto nos seus diferentes estágios de produção. Desta forma, seria possível perceber qual o impacto para a empresa em termos de custos, em sucatar, por exemplo, 50 espirais danificados face a sucatar 20 unidades de produto acabado. Sugere-se a seguinte fórmula: 𝑄𝑢𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = 𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑚 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑒 𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑚 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑒 + 𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑚 𝑠𝑢𝑐𝑎𝑡𝑎 Esta proposta de melhoria envolveria a criação de uma base de dados com o custo unitário de cada componente ou produto intermédio. Desta forma, o indicador Qualidade seria um indicador para a empresa da percentagem de custos que efetivamente foi direcionada para criação de valor (produtos conforme), face aos custos totais. 82 6 DISCUSSÃO DE RESULTADOS 6.1 Resultados relativos à Multi2 6.1.1 Eliminação de retrabalho No final de janeiro foi implementada a ferramenta para aparar o cabo, no posto de injeção de zamak na Multi2. A implementação foi um sucesso na eliminação do defeito sistemático de rebarbas, pelo que deixou de existir a necessidade de uma trabalhadora retrabalhar as peças. A ferramenta teve um custo direto de 800€, e foi necessário aumentar o comprimento do cabo de aço de todas as referências da Multi2, para que pudesse ser aparado, o que se traduz num custo anual de 285€. A poupança em mão de obra direta com a eliminação do posto de trabalho foi de 16 800€ anuais, pelo que o ganho com a ação no primeiro ano foi de cerca de 15 700€. 6.1.2 Aumento de velocidade Em fevereiro, a Multi2 começou a trabalhar com o novo balanceamento nas referências 47 e 48, foi implementado o quadro de linha no Zamak, e foi deixado stock de 10 unidades de produto intermédio em cada posto entre turnos. Desta forma, foi possível atingir um arranque de apenas 15 minutos (período de tempo desde o momento de início de turno até que a linha estava completamente operacional, incluindo validações de qualidade às primeiras peças produzidas) e uma velocidade de 97% ao longo de 8 horas de funcionamento. Após verificada a eficácia do novo balanceamento, as instruções de trabalho foram atualizadas definitivamente pela equipa de processos. Algumas semanas após os primeiros testes terem sido efetuados na linha, a chefe de linha deixou o seu posto devido a baixa médica. O posto de chefe de linha foi assumido por outra trabalhadora, que também era experiente em Zamak, mas que desconhecia o trabalho que havia sido feito com a equipa da Multi2 ao longo dos últimos meses. Durante umas semanas, o rendimento da linha baixou consideravelmente conforme expectável, devido à nova chefia e à necessidade de adaptação. No entanto, eventualmente a equipa voltou ao ritmo que tinha sido atingido após as ações de melhorias, o que foi possível apenas graças a terem sido atualizadas as instruções de trabalho e instruções de balanceamento, que foram seguidas corretamente pela nova equipa. Nos dias 15 e 23 de abril, a equipa atingiu velocidades de 90% 83 e 92% respetivamente, contando apenas com o número esperado de trabalhadoras na linha durante o turno. Considerando, conservativamente (face ao valor observado de 97% durante um turno), uma velocidade média a longo prazo de 90% após as ações de melhoria, e que a Multi2 funciona com 6 pessoas na produção das referências 47 e 48, estima-se um ganho anual de cerca de 11 000€ em mão de obra direta e de 268 horas de disponibilidade da linha, graças ao aumento da velocidade da mesma (Tabela 15). Tabela 15 - Ganhos com aumento de velocidade Multi2 Ref. Procura anual (unidades) Velocidade (OEE), antes e depois Tempo de ciclo médio, antes e depois Tempo necessário para produzir a procura anual, antes e depois Custo horaHomem Custo total de mão de obra por ano, antes e depois Disponibilidade ganha por ano Redução de custos de mão de obra anuais 47/48 147360 74% 36,9 s 1509 horas 7,11€/h 64 370 € 268 horas 11 444 € 90% 30,3 s 1240 horas 52 927 € 6.1.3 Alteração do layout Quanto à proposta de layout , o ganho estimado não seria substancial (Tabela 16), no entanto o custo é nulo. Assim, é uma proposta que não foi implementada e que deve ser considerada pela empresa, quer pelo ganho direto em movimentações de trabalhadoras, como pelo ganho em área fabril que fica desocupada, cerca de 7 metros quadrados. Esta proposta poderia solucionar um pequeno problema atual do UAP3. Devido à implementação de novas linhas de produção e reduzida área fabril, o UAP3 não possui um local permanente para colocação de resíduos, sendo que este local está constantemente em alterações. Ao reduzir a área da Multi2, seria possível ganhar cerca de 7 metros quadrados, o que seria suficiente para colocação da zona de resíduos. A proposta foi validada pelos departamentos relevantes (segurança, processos e produção), no entanto não foi implementada devido à baixa prioridade, bem como à falta de recursos humanos na equipa de manutenção (causados por layoffs e outras situações, maioritariamente relativas ao covid19). 84 Tabela 16 - Ganhos com a alteração de layout Multi2 Layout Atual Distância por deslocação (m) Distância por hora (idas e voltas) (m) Distância por turno (m) Tempo por turno em deslocações (min) Tempo por ano em deslocações (min) Custo anual (€) Operador 1 (Prensa1) 0 0 0 0 0 - € Operador 2 (Montar e Cortar Cabo) 4,6 120 917 13 6370 755 € Operador 3 (Zamak) 0 0 0 0 0 - € Operador 4 (Ensaio à tração e Sopros) 11,1 289 2214 31 15372 1 822 € Operador 5 (Abraçadeiras) 1,8 47 359 5 2493 295 € Operador 6 (Etiqueta e Sopros) 5,4 140 1077 15 7478 886 € Total 3 759 € Proposta de Melhoria de Layout Distância por deslocação (m) Distância por hora (idas e voltas) (m) Distância por turno (m) Tempo por turno em deslocações (min) Tempo por ano em deslocações (min) Custo anual (€) Operador 1 (Prensa1) 0 0 0 0 0 - € Operador 2 (Montar e Cortar Cabo) 4,6 120 917 13 6370 755 € Operador 3 (Zamak) 0 0 0 0 0 - € Operador 4 (Ensaio à tração e Sopros) 9,1 237 1815 25 12602 1 494 € Operador 5 (Abraçadeiras) 1,8 47 359 5 2493 295 € Operador 6 (Etiqueta e Sopros) 4,7 122 937 13 6509 771 € Total 3 316 € 6.1.4 Formação sobre setups A proposta sobre formação de trabalhadoras em processos de setup não foi implementada. Caso estivessem presentes na linha quatro pessoas capazes de fazer setup (três trabalhadoras e um afinador) seria possível efetuar o setup dos diferentes postos de forma paralela na maior parte dos casos. Desta forma, o tempo total de setup seria ditado pelo tempo de troca de ferramenta do posto mais lento, que pelos dados obtidos é a Prensa 1 com cerca de 12 minutos. Assumindo uma margem para qualquer atraso que possa acontecer, devido a erro nas validações, lapso na troca de ferramenta, ou outro, é razoável esperar conservativamente que fosse possível efetuar qualquer setup em cerca de 20 minutos. Segundo os técnicos afinadores, normalmente é efetuada uma troca de referência por dia na linha. Sendo o tempo médio de setup de 1 hora, com a redução para 20 minutos seria possível poupar 40 minutos por dia. Desta forma, assumindo 250 dias úteis por ano, seria possível ganhar 166 horas de disponibilidade anual. 85 De forma a compreender o potencial ganho, sendo o tempo de ciclo das referências 47 e 48 de 30 segundos (assumindo uma velocidade de 90%), nestas 166 horas extra seria possível produzir cerca de 20 mil cabos, o que equivale a cerca de um mês e meio de produção destas referências, ou a uma faturação de 26 mil euros (sendo o preço de venda de cada cabo das referências 47/48 de 1,3€). Notese que a Multi2 não está ainda na sua capacidade máxima, pelo que o ganho de disponibilidade não seria diretamente traduzido em faturação adicional. Caso fosse um sucesso, esta ação de melhoria poderia ser transversalizada às restantes linhas da fábrica. Afinal, já está previsto nos contratos de trabalho a realização de setup pelas trabalhadoras, só que tal nunca foi exigido pelas chefias. Para além do ganho em output nas 166 horas anuais extra de disponibilidade da linha, também existe o ganho de 166 horas anuais de mão de obra dos afinadores, que deixam de estar ocupados em setups de linhas, e podem dedicar-se a corrigir avarias ou efetuar afinações, trabalho que na verdade deveria ser a sua função principal, desta forma melhorando a disponibilidade do UAP em geral. 6.2 Resultados relativos à Multi1 6.2.1 Implementação de fixação magnética do posto Clipar 1 Relativamente à melhoria da implementação de uma fixação magnética no posto de Clipar 1, verificouse que o problema ficou resolvido com a proposta implementada. Desta forma, a situação que decorria habitualmente (o facto de as trabalhadoras segurarem a peça numa prensa com os dedos) deixou de se verificar, e um possível acidente foi evitado, bem como todos os custos diretos e indiretos associados a tal (paragem da linha, paragem das linhas vizinhas por curiosidade, baixa médica, preenchimento da burocracia do seguro, custos diretos à seguradora, formação de novas pessoas, entre outros). O custo da ação foi de 30€. 6.2.2 Aumento de velocidade da Multi1 Conforme explicado na secção 5.3.3, após implementação do extrator na máquina Zamak da Multi1, houve apenas uma oportunidade para testar o novo balanceamento. Esse teste foi ainda interrompido devido a uma falha no envio de material pelo fornecedor (terminais de espiral). No entanto, foi possível observar um ganho imediato de aproximadamente 20 a 30 peças por hora. Onde no passado a taxa de produção máxima da linha era de 160 peças numa hora, e a taxa de produção nas restantes horas flutuava entre 100 e 130 peças, durante o teste foi possível atingir 188 peças e nas horas menos produtivas foram ainda produzidas 140 a 160 peças. 86 Verificou-se ainda uma melhor gestão da equipa devido à atribuição clara de responsabilidades a cada uma das três subequipas. Como as trabalhadoras sabiam exatamente que tarefas faziam, ou não, parte da sua responsabilidade, conseguiam-se gerir entre pares de modo a evitar quebras de material a jusante do seu posto. O balanceamento a ser seguido ficou muito mais claro entre toda a equipa. Ainda assim, acredita-se que com mais horas de trabalho segundo este método, a equipa consiga melhorar o desempenho, devido à curva de adaptação. Somando os tempos de ciclo das tarefas e postos alocados a cada equipa, bem como o tempo estimado gasto em deslocamentos por cada equipa, chegou-se aos valores de tempo por equipa presentes na Tabela 17. Tabela 17 - Ganhos estimado na Multi1 Soma de tempos por equipa (s) Tempo de ciclo médio por trabalhadora (s) Tempo de ciclo médio por trabalhadora +10% de margem (s) Taxa de produção máxima (peças/hora) Velocidade OEE Equipas T7 e T8 33,7 16,8 18,5 194 90% T9 e T10 29,3 14,7 16,1 T11 e T12 27,4 13,7 15,1 Dividindo os tempos totais de cada equipa por duas pessoas, é possível obter o tempo de ciclo médio esperado para cada trabalhadora. A este valor, foi acrescentada uma margem de 10% de forma a considerar pausas não planeadas (micro paragens por formações, auditorias na linha, idas à casa de banho, entre outras). O valor de 10% foi utilizado devido a ter sido, aproximadamente, a diferença ou desvio observado entre o funcionamento ideal da Multi2 (durante o teste efetuado, quando a linha estava a ser acompanhada, e a funcionar com uma velocidade de 97%), e o funcionamento médio da linha no dia-a-dia, com as adversidades usuais que seriam de esperar em qualquer linha de produção. Desta forma, espera-se que no futuro seja possível atingir uma taxa de produção constante e estável de cerca de 194 peças por hora, o que corresponde a uma velocidade de OEE de 90%. Este valor é inferior ao objetivo de 216 peças por hora, no entanto é uma melhoria de 50% face à velocidade média de 60% que se verificava previamente. Desta forma, conforme a Tabela 18, é esperado uma poupança de cerca 14 000€ anuais em custos de mão de obra direta, e um ganho de 328 horas de disponibilidade. 87 Tabela 18 - Ganhos esperados com aumento de velocidade Multi1 (propostas já implementadas, mas por validar a longo prazo) Ref. Procura anual (unidades) Velocidade (OEE), antes e depois Tempo de ciclo médio, antes e depois Tempo necessário para produzir a procura anual, antes e depois Custo horaHomem Custo total de mão de obra por ano, antes e depois Disponibilidade ganha por ano Redução de custos de mão de obra anuais 848/ 849 127680 60% 27,8 s 985 horas 7,11€/h 42 037,06 € 328 horas 14 012 € 90% 18,5 s 657 horas 28 024,71 € Ao contrário da Multi2, que não está ainda em rotura de capacidade em termos de procura do cliente, sendo até que trabalha apenas a dois turnos, a Multi1 apresenta uma disponibilidade muito mais apertada, pelo que é considerada uma linha crítica pela empresa (nunca para, e trabalha a três turnos). Desta forma, o ganho de 328 horas anuais permite à empresa produzir, por exemplo, cerca de 150 mil peças adicionais por ano das referências de maior volume na linha, 974 e 026, o que corresponde à procura de um mês e meio destas referências. A estes ganhos deve ser subtraído o custo da implementação do extrator no Zamak, de 120€. 6.3 Resultados relativos às propostas sobre fiabilidade de dados As propostas sugeridas relativamente aos indicadores de qualidade e disponibilidade não foram até ao momento implementadas. Os potenciais ganhos destas medidas são difíceis de calcular, no entanto é seguro afirmar, segundo o professor Stephen Hawking, que “o custo associado a dados errados é a ilusão do conhecimento”. Esta citação é de toda a relevância, visto que nas condições atuais, a empresa vê todas as suas tomadas de decisão comprometidas devido aos enganadores indicadores de desempenho que utiliza. Foca demasiados esforços na qualidade das linhas de montagem, quando grande parte do problema está nos postos a montante. Não presta atenção suficiente ao fator disponibilidade, quando este contribui mais do que julga para o impacto no seu sistema produtivo. Até o indicador de velocidade, conforme analisado, estava inflacionado em 15% durante o período e contexto em estudo. Desta forma, a empresa nunca consegue saber ao certo se está a tomar decisões corretas, ou sequer quais são os problemas que, verdadeiramente, mais estão a afetar a sua competitividade no mercado. 88 7 CONCLUSÕES Neste capítulo são discutidas as principais conclusões do projeto, adversidades encontradas e sugestões de trabalho futuro. 7.1 Considerações Finais O projeto descrito nesta dissertação surgiu principalmente devido à necessidade da empresa em melhorar o desempenho do seu sistema produtivo. Em particular, melhorar o desempenho das linhas Multi-Referências 1 e 2, através da melhoria do OEE e da redução de custos associados a desperdícios. Estas linhas foram concebidas com um papel versátil em mente, semelhante a um sistema produtivo em oficina, onde seriam produzidos cabos de assento para automóveis. O processo produtivo contava com um total de sete trabalhadoras e com uma grande componente de montagem manual, complexa, demorada e ineficiente. O volume de peças produzido nestas linhas era reduzido, comparativamente às restantes linhas da empresa, mais automatizadas. Aquando do início do projeto, rapidamente se verificou que existia uma significativa incongruência entre os indicadores de desempenho obtidos pelo sistema da empresa, e a realidade do chão de fábrica. Desta forma, foi considerado como um objetivo o estudo desta situação a fim de compreender e tentar corrigir o problema. Todo o projeto de melhoria foi desenvolvido à luz de Lean Production. O projeto teve início com o estudo da linha Multi-Referências 2. Foram analisadas as referências 47 e 48, que representam 61% do volume produzido na linha. A velocidade da linha na produção destas referências situava-se em 74%, em média. A linha funcionava inicialmente com sete trabalhadoras, sendo que uma trabalhadora apenas realizava a tarefa de retrabalho de peças defeituosas. Era realizado um setup na linha aproximadamente uma vez por dia, com duração média de uma hora. Caso o setup fosse entre referências gémeas, o tempo poderia ser mais reduzido, cerca de meia hora. O tempo de arranque da linha também era demorado, passando 40 minutos desde o início de turno até começar a sair produto acabado do último posto da linha. Através das ações de melhoria implementadas, foi possível atingir uma velocidade de 97% durante um turno completo. A velocidade da linha acabou por diminuir após o período inicial de testes e acompanhamento da linha, conforme esperado, estabilizando nos 90% ao longo do turno, o que é superior ao objetivo estabelecido entre a empresa e o cliente, de 85%. O tempo de arranque foi reduzido para cerca de 15 minutos. Ainda, foi feita uma alteração no posto Zamak que permitiu eliminar 89 permanentemente o defeito sistemático que até ali ocorria, pelo que foi possível retirar uma das trabalhadoras da linha. Desta forma, pelo aumento de velocidade, é estimado que a linha poupe 268 horas anuais, o que equivale a uma poupança em mão de obra direta de cerca de 11 000€ por ano. Pela dispensa da trabalhadora que efetuava retrabalhos, foi obtida uma poupança de 15 700 € anuais. Foi proposto à empresa a formação das trabalhadoras em setups . Esta proposta não foi implementada em tempo útil, no entanto o ganho estimado em disponibilidade da linha ao envolver as trabalhadoras no processo de setup, em vez deste ser feito apenas pelo afinador, seria de aproximadamente 166 horas anuais, para além dos ganhos incalculáveis provenientes da maior disponibilidade de técnicos afinadores. Após melhorado o desempenho da Multi2, passou-se à análise da Multi-Referências 1. Nesta linha foram analisadas apenas as referências 848 e 849, que têm um volume de vendas mensais de dimensão semelhante às referências estudadas na Multi2. A velocidade de funcionamento da linha na produção destas referências era de apenas 60%, e contava com seis trabalhadoras. Verificou-se que o tempo de ciclo do posto gargalo era superior ao takt time , tornando impossível atingir o objetivo. De uma forma geral, o balanceamento entre postos era confuso, e ocorriam constantes quebras de material nos postos a jusante. Verificou-se ainda um problema grave de segurança no posto Clipar, em que a trabalhadora pressionava dois botões com uma única mão, utilizando a outra mão para segurar a peça numa prensa. Inicialmente foram feitas alterações nas máquinas. No posto Clipar foi possível eliminar o risco de acidente. No posto Zamak foi eliminada a tarefa de extração manual da peça, que foi considerada sem valor acrescentado, através da implementação de um extrator automático. De seguida foi elaborado e implementado um novo balanceamento de trabalho, que levou a uma melhor organização da equipa, definindo claramente quem estava responsável por determinado posto. Apesar de o novo balanceamento ter sido de facto implementado, o atraso na implementação do extrator no Zamak, bem como a queda nas vendas de componentes do ramo automóvel, significaram que houve apenas uma oportunidade para testar o novo funcionamento da linha. Neste teste, foi possível aumentar a taxa de produção máxima de 160 para 188 peças por hora, o que é promissor. No entanto, deve haver um acompanhamento da linha a médio/longo prazo para realmente concluir sobre a validade do método implementado. Estima-se, considerando já uma margem de perda de velocidade, no longo prazo, de 10%, que seja possível atingir uma taxa de produção constante de 194 peças por hora com o novo método de trabalho, o que se traduz numa velocidade de 90% e, consequentemente, num ganho de 328 horas anuais de disponibilidade. 90 A poupança direta em redução de custos de mão de obra, pelo aumento de velocidade, é de 14 000€. Como, ao contrário da Multi2, a Multi1 já se encontra em rutura de capacidade, estas 328 horas extra podem ser utilizadas para produzir cabos, contribuindo diretamente para a faturação da empresa, através de vendas adicionais. Nestas 328 horas seria possível produzir, por exemplo, 150 mil cabos das referências de maior volume na linha (974 e 026). Aquando do início do projeto, o autor apercebeu-se da existência de uma incongruência entre os indicadores de desempenho (nomeadamente OEE) recolhidos pelo sistema da empresa e a realidade do chão de fábrica, pelo que se tornou um objetivo secundário a análise desta situação. Relativamente ao problema da falta de fiabilidade de dados, foram propostas ações no sentido de melhorar o indicador de disponibilidade e o indicador de qualidade. Relativamente ao indicador disponibilidade, foi proposta a implementação de um parâmetro no sistema informático que permita declarar as paragens de linha planeadas de forma antecipada. Quanto ao indicador qualidade, foi sugerido ser dada instrução ao departamento de produção no sentido de efetuar o registo dos materiais não conformes no posto onde o defeito teve origem, e não no posto onde o defeito foi detetado, bem como a utilização de uma fórmula de cálculo que tenha em consideração o custo monetário do material não conforme nos seus diferentes estágios de produção. Estas propostas não foram implementadas em tempo útil. O ganho estimado com estas propostas não seria diretamente monetário, pelo que é difícil de quantificar. No entanto, e em especial no caso da disponibilidade, apenas um indicador de desempenho que efetivamente reflita a realidade do chão de fábrica, pode levar a empresa a agir no sentido de melhorar a sua competitividade. No fundo, o ganho obtido com estas propostas seria a construção de alicerces (indicadores de desempenho robustos) para o processo de tomada de decisão da empresa. Por exemplo, neste momento a duração média de setup registada em sistema é seis vezes inferior à média observada no chão de fábrica. Desta forma, a empresa pode ser induzida em erro, no sentido em que pode julgar que os setups não são um problema, e que a disponibilidade das linhas é excelente, quando não é o caso. Quanto ao indicador qualidade, também um indicador mais coerente com a realidade da empresa, conforme proposto, levaria potencialmente a uma melhor priorização de ações de melhoria na fábrica. O ganho direto com a análise desenvolvida foi a chamada de atenção para este problema grave, de cuja existência a empresa não se tinha apercebido. 97 APÊNDICE 3 – INSTRUÇÕES DE TRABALHO POSTO ZAMAK MULTI2 (ANTES DA ALTERAÇÃO) Figura 47 – Instruções de trabalho do posto Zamak Multi2 (antes da alteração). 98 APÊNDICE 4 – INSTRUÇÕES DE TRABALHO POSTO ZAMAK MULTI2 (APÓS ALTERAÇÃO) Figura 48 - Instruções de trabalho do posto Zamak Multi2 (após alteração). 99 APÊNDICE 5 – INSTRUÇÕES DE TRABALHO POSTO ABRAÇADEIRAS MULTI1 Figura 49 - Instrução de trabalho do posto Abraçadeiras da Multi1 (por atualizar)