APRIMORAMENTO DE LAYOUT PRODUTIVO COMO HABILITADOR DE ELIMINAÇÃO DE PERDAS: ESTUDO DE CASO EM UMA CÉLULA DE MONTAGEM COM LAYOUT EM U

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2 1. INTRODUÇÃO Um ponto crítico no gerenciamento estratégico das empresas é a gestão dos recursos internos para a obtenção de vantagem competitiva (LEWIS, 2000). Uma empresa é entendida como um conjunto de processos que podem ser modificados e melhorados, gerando melhorias na produtividade, lucratividade, no clima organizacional e na satisfação de seus clientes internos e externos. A gestão de recursos produtivos objetiva a eliminação de perdas e a melhoria contínua nos processos produtivos. Os conceitos de eliminação de perdas e melhorias contínuas estão interligados e significam que nada desnecessário deve ser feito e que melhorias nos processos produtivos é um objetivo constante. A melhoria contínua é uma atividade que deve ser desenvolvida em equipe, sempre com o envolvimento e exemplos advindos da alta administração. O processo de realizar melhorias e atingir a meta de eliminar todo o desperdício que adiciona custo sem agregar valor ensina aos indivíduos as habilidades para: trabalhar de modo eficiente em grupos; resolver os problemas; documentar e melhorar processos; e coletar e analisar dados (LIKER, 2005). Os sete tipos de perdas identificados pelo Sistema Toyota de Produção (SHINGO,1996) são: (i) por superprodução; (ii) por espera; (iii) por transporte; (iv) por processamento; (v) por estoque; (vi) por desperdício nos movimentos; e (vii) por desperdício na elaboração de produtos defeituosos. O Sistema Toyota de Produção (STP) é hoje conhecido como produção enxuta e chamado assim por usar menos recursos em comparação com a produção em massa: menos horas de trabalho; menor espaço físico; menor investimentos em equipamentos; desenvolvimento de produtos em menor tempo, usando menos horas de engenharia; inventário menor; produção de menor quantidade de produtos defeituosos; produção de maior variedade de produtos (BURCHER; DUPERNEX & RELPH, 1996). A produção enxuta é uma estrutura conceitual baseada em seis indicadores que contribuem para melhorar o desempenho da empresa: (i) times multifuncionais; (ii) eliminação de atividades que não agregam valor; (iii) melhoria contínua; (iv) produção e (v) entrega Just-intime; e (vi) integração dos fornecedores. (SÁNCHEZ & PÉREZ, 2001). O objetivo deste artigo é apresentar a reestruturação do layout de uma linha de produção para eliminação de perdas no processo produtivo. A proposta para alcançar o objetivo deste trabalho é aprimorar um layout tipo U. Este tipo de layout permite que trabalhadores e equipamentos operem de maneira mais eficiente. 2. REFERENCIAL TEÓRICO O sistema de produção Just-in-Time (JIT), um dos princípios base do STP, é composto de várias práticas gerenciais, cujo objetivo é melhorar continuamente a produtividade, qualidade e flexibilidade das organizações (SCHONBERGER apud WHITE & PRYBUTOK, 2001), além de permitir ajustes a mudanças na demanda; e visibilidade, simplicidade e padronização de processos e operações. Dentre os elementos que tornam isto possível estão: layout apropriado (tecnologia de grupo), treinamento para formação de trabalhadores multifuncionais e padronização/revisão contínua das operações (SPENCER & GUIDE, 1995). 2

3 Entre os elementos primários do JIT estão a tecnologia de grupo e a manufatura celular. A manufatura celular é uma aplicação de tecnologia de grupo, onde uma porção do sistema de manufatura é convertido em células. A célula é um conjunto de processos e máquinas localizados próximos e dedicados a manufatura de uma família de componentes (WEMMERLÖV & HYER, 1989). As questões que envolvem a implementação de células de manufatura são complexas abrangendo vários níveis gerenciais. O desafio fundamental do processo de implementação de uma célula de manufatura é o projeto da célula (OLORUNNIWO & UDO, 1996). A linha de produção tipo U é um tipo especial de manufatura celular usada nos sistemas de produção JIT (MILTENBURG, 2001). Linhas de produção tipo U são usadas para promover melhor comunicação entre trabalhadores, desenvolver operadores multifuncionais, permitindo a eles desempenharem diferentes operações, facilitar balanceamento de produção usando auxílio visual; auxiliar aproximação do time de trabalho (MILTENBURG, 1998). Em um layout tipo U as estações de trabalho são arranjadas na forma de U e os operadores trabalham na parte interna da linha. Um mesmo operador pode supervisionar a entrada e a saída da linha; também pode controlar várias máquinas e processos. Há um estoque constante de work-in-process entre estações de trabalho e máquinas, o que permite a visualização de desbalanceamentos de produção (MILTENBURG,2001). Neste tipo de layout os operadores podem trabalhar de três modos (MILTENBURG, 2001): (i) Chase; (ii) Estações Fixas; e (iv) Estações Sobrepostas. No modo Chase o operador trabalha ao longo de toda a linha; no modo de Estações Fixas os operadores são agrupados em estações e cada operador tem uma tarefa específica; no modo de Estações Sobrepostas os operadores co-operam células subjacentes. A implementação de um layout em U permite maior agrupamento de tarefas e, conseqüentemente, menores estoques, simplificação de manuseio de material, facilidade de planejamento e controle de produção, oportunidades para trabalhos em grupo e resolução de problemas, melhor controle de qualidade, entre outros benefícios (MILTENBURG & WIJNGAARD, 1994). Enquanto o layout em U apresenta sua forma mais completa em uma ambiente de produção JIT, ele também é usado de formas mais simples: quando linhas de fluxo rígidas e repetitivas são reorganizadas para oferecer maior flexibilidade para produzir maior variedade de produtos, mudar volumes de produção para respostas rápidas a demanda de clientes e facilitar a introdução de novos produtos. (MILTENBURG, 2001) Objetivo do planejamento do layout de um processo produtivo é permitir que trabalhadores e equipamentos operem de maneira mais eficiente. Um bom layout de produção tem como características: um fluxo padrão de produtos, tempo de produção pré-determinado; estoques mínimos; visibilidade do fluxo; gargalos sobre controle; movimentações desnecessárias minimizadas ou eliminadas; e facilidade de ajuste quando mudanças são necessárias. A implementação de manufatura celular não é somente o rearranjo do layout da fábrica, mas sim uma complexo reorganização que envolve aspectos organizacionais e humanos. Os maiores problemas na implementação estão relacionados as pessoas e não a tecnologias utilizadas (WEMMERLÖV & JOHNSON, 1997; YAUCH & STEUDEL, 2002). 3

4 O treinamento de pessoas e a construção dos grupos de trabalho precisam ser a base da abordagem celular, integrando sistemas sociais com sistemas técnicos. Um processo otimizado estimula comportamento positivo, incentiva a solução de problemas e motiva as pessoas a melhorar. Entretanto, é necessária uma cultura de melhoria contínua para sustentar este comportamento (LIKER, 2005). 3. ESTUDO DE CASO 3.1 Apresentação do estudo de caso O estudo de caso foi desenvolvido em uma empresa, da cadeia automotiva, localizada no Rio Grande do Sulque. O processo produtivo analisado é o de produção de chave de velocidades, componente integrante do controle de ar de automóveis (Figura 1). Figura 1 Chave de velocidades e controle de ar A empresa analisada havia implementado um conjunto de melhorias na linha principal de montagem, a qual é cliente da célula de montagem do controle de ar. A linha principal de montagem puxa a produção da célula de montagem do controle de ar, que por sua vez deverá puxar a produção da célula de montagem da chave de velocidades suprindo desta forma a demanda da linha de montagem principal. Com a implantação de uma cultura enxuta e de melhoria contínua, a empresa estava focando na estruturação de um sistema produtivo puxado pela demanda do cliente e com o produto fluindo através de processos ininterruptos de agregação de valor (fluxo unitário de peças). A montagem de chave de velocidades era realizada por um fornecedor da Empresa Y (cliente), a qual produz o controle de ar. A Empresa Y integrou verticalmente a operação de montagem de chave de velocidades, antes realizada pela Empresa X (fornecedor). O problema enfrentado pela empresa era a adaptação do processo, antes realizado pelo fornecedor, dentro de sua área fabril e da integração com os sistemas de gestão da empresa. Desta forma foram realizadas análises e otimizações do processo de montagem de chave de velocidades na implementação deste processo na Empresa Y. O aprimoramento da célula de montagem do controle de ar seguiu as seguintes etapas: (i) entendimento do processo produtivo de montagem de chave de velocidades na Empresa X; (ii) implementação da célula na Empresa Y; (iii) aprimoramento da célula de montagem de chave de velocidades; e (iv) comparação de resultados obtidos com diferentes organizações da célula analisada. 3.2 Processo produtivo de montagem da chave de velocidade na Empresa X O sistema de produção da Empresa X para a chave de velocidades é Just in Case, produzindo lotes da chave de velocidades e enviando para a Empresa Y de acordo com a programação de produção do cliente. 4

5 O layout da célula de montagem em U é composto por 3 bancadas, 4 prensas para montagem dos componentes, 1 teste elétrico e 3 operadores. O layout da célula é apresentado na Figura 2. 2 m 2 m 1,2 m 0,6 m Figura 2 Layout de montagem na Empresa X O processo de montagem inicia com a operação de prensagem dos terminais elétricos na base da chave de velocidad. Esta operação é dividida em duas etapas (prensa 1 e prensa 2), e realizadas por 1 operador. A etapa seguinte é responsável pela montagem do corpo da chave de velocidades e do botão de acionamento, tais operações são realizadas em prensas distintas por 1 operador (prensa 3 e prensa 4). A etapa final do processo de montagem é composta pelo teste elétrico (contato e corrente), o qual verifica o funcionamento da peça e é realizado pelo terceiro operador. O tempo total de montagem da chave de velocidades, era de 1 minuto e 58 segundos. A produtividade da célula era de 30,3 peças por hora, trabalhando com 3 operadores. A operação gargalo é o teste elétrico da chave de velocidades, que em média demandava 42 segundos por peça. 3.3 Implementação da célula de montagem na Empresa Y O sistema de produção da Empresa Y é Just in Sequence, neste caso, a produção da chave de velocidades deverá obrigatoriamente seguir este processo. Em um sistema Just in Sequence, além das entregas de produtos/componentes na quantidade e no momento corretos, trabalha-se com entregas nas seqüência exata demandada pelo processo cliente. Ao ser introduzida na Empresa Y a configuração da célula de montagem foi alterada para se adaptar ao sistema produtivo e a ao espaço físico junto à célula de montagem de controles de ar, dado que deverão trabalhar sincronizadas (balanceadas). A mão-de-obra disponível para operacionalizar a célula era de 1 operador por turno, deste modo a proposta de implementação se baseou em um layout em L, composto por 3 bancadas, 3 prensas, 1 teste elétrico e 1 operador, conforme apresentado na Figura 3. 5

6 0,6 m 2 m 2 m 1,2 m Figura 3 Layout 1 de montagem na Empresa Y O processo de montagem no Layout 1 inicia com a operação de prensagem dos terminais elétricos na base, sendo que a operação continua sendo realizada em duas etapas (prensa 1 e prensa 2). Percebe-se oportunidade de melhoria nesta operação, ou seja, prensagem dos terminais elétricos em uma única operação (uma única prensa). A etapa seguinte é a de montagem do corpo da chave de velocidades e do botão de acionamento. Na Empresa X o botão de acionamento era montado em uma prensa, verificouse que a montagem poderia ser feita manualmente sem acarretar danos ao componente, garantindo a qualidade e, principalmente, não caracterizando nenhum tipo de risco ao operador. A etapa final do processo de montagem é composta pelo teste elétrico (contato e corrente), o qual verifica o funcionamento da peça. O tempo total de montagem da chave de velocidades obtido (modelo A) foi de 2 minutos e 7 segundos, 7,07% maior do que o tempo de montagem na Empresa X. A produtividade obtida pela célula foi de 28,3 peças por hora, 6,60% menor do que a produtividade da célula na Empresa X. A redução da produtividade e o aumento do tempo de montagem estão relacionados à redução da mão-de-obra (de 3 operadores para 1 operador) na nova configuração da célula. No Layout 1 o gargalo produtivo era a montagem manual do corpo e botão de acionamento, a qual demandava 47,4 segundos por peça. Este gargalo já era esperado devido à unificação das operações de montagem com auxílio das prensas (prensa 3 e prensa 4). 3.4 Aprimoramento da célula de montagem da Empresa Y Devido a obtenção de menor produtividade com o Layout 1 do que com o layout em U da Empresa X, estudou-se configurações alternativas para o layout da célula, de forma a obter uma produtividade no mínimo igual à realizada pela Empresa X. Avaliou-se a implementação de dois layouts diferentes, denominados Layout 2 e Layout Célula otimizada em L A proposta do Layout 2 é uma célula de montagem em L, composta por 3 bancadas, 2 prensas, 1 teste elétrico e 1 operador, conforme apresentado na Figura 4. O processo de montagem inicia com a operação de prensagem dos terminais elétricos na base em uma única operação, oportunidade de melhoria identificada na implementação do Layout 1. A etapa seguinte é responsável pela montagem manual do corpo da chave de velocidades e do botão de acionamento, da mesma forma que no Layout 1. A etapa final do processo de montagem é composta pelo teste elétrico (contato e corrente), o qual verifica o funcionamento da peça. 6

7 1,6 m 0,8 m Figura 4 Layout 2 de montagem na Empresa Y Outras melhorias implementadas na célula foram os auxílios visuais e poka-yokes. A finalidade dos mesmos é auxiliar o operador na montagem da chave de velocidades e evitar a montagem de componentes incorretos. A introdução dos auxílios visuais resultou numa significante redução do tempo de montagem. O tempo total obtido para a montagem da chave de velocidades, modelo A, foi de 1 minuto e 20 segundos, 36,79% menor do que o tempo de montagem anterior (Layout 1). A produtividade obtida pela célula foi de 44,8 peças por hora, 58,3% maior do que a produtividade da célula no Layout 1. O aumento da produtividade e a redução do tempo de montagem estão relacionados à unificação das operações de prensagem dos terminais, introdução dos auxílios visuais para a montagem e redução do deslocamento do operador com a otimização do layout. O novo gargalo do processo de montagem é a operação de prensagem dos terminais elétricos, demandando 32,4 segundos por peça Célula otimizada em U Visando reduzir o tempo de deslocamento do operador (uma das sete perdas do Sistema Toyota de Produção), o layout da célula de montagem foi alterado de L para U. Sua configuração permaneceu inalterada, sendo composta por 3 bancadas, 2 prensas, 1 teste elétrico e 1 operador, conforme apresentado na Figura 5. O processo de montagem igual ao descrito no item ,8 m 0,8 m 0,8 m 0,6 m Figura 5 Layout 3 de montagem na Empresa Y O tempo total de montagem da chave de velocidades no Layout 3, modelo A, foi em média de 1 minuto e 13 segundos, 8,2% menor do que o tempo de montagem anterior (Layout 2). A produtividade obtida na célula foi de 48,7 peças por hora, 8,70% maior do que a produtividade da célula no Layout 2. O aumento da produtividade e a redução do tempo de montagem estão relacionados à mudança do layout L para U, neste caso não há perda de tempo por deslocamento do operador entre as operações de montagem. O gargalo manteve-se na operação de prensagem dos terminais elétricos. 7

8 3.5 Comparação dos resultados obtidos com os aprimoramentos implementados A Tabela 1 apresenta de forma resumida os resultados obtidos em cada um dos cenários de produção descritos anteriormente. Empresa X Empresa Y Layout 1 Empresa Y Layout 2 Empresa Y Layout 3 Tipo de layout U L L U Número de Operadores Tempo de montagem Produtividade 30,3 peças / hora 28,3 peças / hora 44,8 peças/ hora 48,7 peças/ hora Tabela 2 Análise comparativa dos cenários de produção A melhoria implementada na Empresa Y, com o Layout 1, em relação a Empresa X foi a eliminação do dispositivo de prensagem do botão de acionamento da chave de velocidades. Do Layout 1 para o Layout 2 a melhoria foi na unificação das operações de prensagem dos terminais elétricos, na introdução de auxílios visuais e poka-yokes para montagem e na redução do espaço físico ocupado pela célula. A alteração do layout L (Layout 2) para layout U (Layout 3) reduziu o espaço físico ocupado pela célula e deslocamento do operador. Comparando-se a situação inicial, célula de montagem na Empresa X, com a situação final, célula de montagem com Layout 3 na Empresa Y, pode-se verificar os seguintes ganhos advindos dos aprimoramentos implementados ao longo do processo de integração: (i) redução de mão-de-obra em 66.66%; (ii) aumento de produtividade em 60,7%; e (iii) redução do tempo de montagem em 37,8%. 4. CONCLUSÃO O layout é uma das principais decisões que determinam à eficiência de longo prazo das operações, possui numerosas implicações estratégicas por estabelecer as prioridades competitivas da organização em relação à capacidade, aos processos, à flexibilidade e ao custo, assim como à qualidade do local de trabalho. Um layout eficaz pode ajudar uma organização a conseguir uma vantagem estratégica que proporcione diferenciação no mercado. De acordo com Shingo (1996), os layouts otimizados devem estar direcionados tanto para o fluxo de pessoas quanto para o fluxo de produtos. Tanto quanto possível, os equipamentos devem ser disponibilizados à volta do operador e os trabalhadores posicionados do lado interno do layout, para reduzir o isolamento e também facilitar a assistência mútua. Esse trabalho teve como objetivo principal a apresentação de um processo de implementação e aprimoramento de uma célula de montagem. Diferentes cenários de produção da célula foram comparados (tipo de layout, número de operadores, produtividade, tempo e processo de montagem), com melhores resultados obtidos com a implementação de um layout em U para o processo analisado. Para o time de processo da Empresa Y problemas são encarados como oportunidades de melhoria e desenvolvimento profissional, a eficiência e eficácia de sua resolução são o diferencial para a equipe. A necessidade de integrar a célula de montagem da chave de velocidades na Empresa Y, até então produzida na Empresa X, gerou dois grandes desafios para o time de processos: o primeiro relacionado ao fato de ser um componente novo (know- 8

9 how de montagem desconhecido); e o segundo a racionalização de mão-de-obra interna para operacionalizar a nova célula, ou seja, sem contratação de mão-de-obra para operacionalização da nova célula. REFERÊNCIAS BURCHER, P.; DUPERNEX, S. & RELPH, G. The road to lean repetitive batch manufacturing. International Journal of Operations & Production Management. v. 16, n. 2, p , LEWIS, M. A. Lean production and sustainable competitive advantage. International Journal of Operations & Production Management. v. 20, n. 8, p , LIKER, J. O Modelo Toyota. Porto Alegre. Bookman, MILTENBURG, J. & WIJNGAARD, J. The U-line balancing problem. Management Science. v. 40, p , MILTENBURG, J. Balancing U-lines in a multiple U-line facility. European Journal of Operational Research. v.109, p. 1-23, MILTENBURG, J. U-shaped production lines: A review of theory and practice. International Journal of Production Economics. v. 70, p , OLORUNNIWO, F.O. & UDO, G. J. Cell design practices in US manufacturing firms. Production and Inventory Management Journal. v. 37, p , SÁNCHEZ, A. M. & PÉREZ, M. P. Lean indicators and manufacturing strategies. International Journal of Operations & Production Management. v. 21, n. 11, p , SHINGO, S. O Sistema Toyota de Produção do ponto de vista da Engenharia de Produção. 2ª ed., Porto Alegre, Bookmark, SPENCER, M.; GUIDE, D. An exploration of the components of JIT. International Journal of Operations & Production Management. v. 15, n. 5, p , WEMMERLÖV, U.; HYER, N. L. Cellular manufacturing in the U.S. industry: a survey of users. International Journal of Production Research. v. 27, n. 9, p , WEMMERLÖV, U.; JOHNSON, D. J. Cellular manufacturing at 46 user plants: implementation experiences and performance improvements. International Journal of Production Research. v. 35, n. 1, p , WHITE, R. E.; PRYBUTOK, V. The relationship between JIT practices and type of production system. Omega-The International Journal of Management Science. v. 29, p , YAUCH, C. A.; STEUDEL, H. J. Cellular manufacturing for small businesses: key cultural factors that impact the conversion process. Journal of Operations Management. v. 20, p ,