ANÁLISE COMPARATIVA DO USO DAS FERRAMENTAS DE GESTÃO LEAN MANUFACTURING E SEIS SIGMA: ESTUDO DE CASO

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1 XXX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Maturidade e desafios da Engenharia de Produção: competitividade das empresas, condições de trabalho, meio ambiente. São Carlos, SP, Brasil, 12 a15 de outubro de ANÁLISE COMPARATIVA DO USO DAS FERRAMENTAS DE GESTÃO LEAN MANUFACTURING E SEIS SIGMA: ESTUDO DE CASO Marcio Gonçalves Cabeça (UNIMEP) Iris Bento da Silva (UNIMEP) GUSTAVO BENEVIDES (UNISO) A escolha da melhor ferramenta de gestão para suportar o processo de melhoria continua é fundamental em um ambiente competitivo e dinâmico. Neste ambiente surge as ferramentas de gestão Seis Sigma e Lean Manufacturing como opçõe para serem utilizadas.o objetivo deste artigo é fazer uma analise crítica das ferramentas Seis Sigma e Lean Manufacturing através do resultado de um estudo de caso onde estas ferramentas foram aplicadas na resolução de um problema de qualidade em um produto manufaturado Palavras-chaves: Seis Sigma; Lean Manufacturing; Estudo de Caso.

2 1. Introdução Atualmente as empresas do setor automotivo se vêem em uma busca constante por redução de custos e melhorias de qualidade em seus processos produtivos e administrativos. E neste processo de melhoria continua as empresas se vêem perdidas não sabendo definir qual a melhor ferramenta a ser adotada, ora por falta de conhecimento ora por falta de literatura especifica que trate do tema. Um exemplo recente deste dilema é a junção das ferramentas Lean Manufacturing e Seis Sigma, originando, o Lean Sigma, e aumentando com isto a confusão sobre qual a melhor metodologia a ser utilizada e qual o contexto mais apropriado. Conforme Mortimer (2006) interessantemente o Seis Sigma vem sendo utilizado conscientemente devido a um grande quantidade de vantagens. Isto se justifica uma vez que a ferramenta Seis Sigma tem como base fundamental reduzir a variação nos processos e com assim eliminar os defeitos ou falhas nos produtos e processos. (LINDERMAN et. al. 2003; ANDRIETTA;MIGUEL; 2003). Por um outro lado, conforme Bhasin e Burcher (2004), uma grande porção da literatura sugere que a metodologia Lean Manufacturing ajuda na competitividade das empresas. Enfatizando a eliminação do desperdício em todas as atividades ao longo do fluxo de valor (Arnheiter e Maleyeff., 2005). Neste contexto NAVE (2002) salienta que a seleção da metodologia mais adequada para o processo de melhoria depende da cultura da organização em questão e de acordo com este mesmo autor, os lideres de cada metodologia (Lean Manufacturing e Seis Sigma) proclamam que as suas ferramentas e métodos podem superar todas as dificuldades quanto à cultura e valores das organizações uma vez que a implementação de sua metodologia, o foco em suas ferramentas, métodos e teorias irão permitir melhorar a teoria de gerenciamento e a estratégia do negócio. Por isto conforme o autor é de suma importância para as empresas que os projetos e atividades de melhoria estejam alinhadas com sua cultura e valores, independente de quanto atrativa determinada metodologia possa parecer Objetivos do Artigo: De acordo com Bendell (2006) tem havido inumeras tentativas de se combinar as metodologias Lean Manufacturing e Seis Sigma sobre títulos como por exemplo: Lean Seis Sigma ou Lean Sigma. E conforme Bendell (2006), na realidade estes são exemplos práticos de incompatibilidade e mesmo conflitos entre as abordagens que tem levado a subutilização de processos e programas de melhoria. E neste mesmo autor questiona até qual extensão as duas abordagens são compatíveis e como eles podem ser eficientemente combinados em um único sistema? Neste contexto e com o objetivo de responder este questionamento esse artigo será avaliado a aplicação das ferramentas Lean Manufacturing e Seis Sigma na resolução de um problema de qualidade em um produto manufaturado. 2

3 Com isto, pode-se afirmar que o objetivo deste artigo é o de realizar uma análise comparativa do resultado da aplicação das ferramentas Lean Manufacturing e Seis Sigma e assim indicar a melhor situação para aplicação de cada uma. 2. Seis Sigma Atualmente cada vez mais o Seis Sigma vem sendo aplicado como uma metodologia de melhoria dos negócios ao invés de uma medição estatística baseada em tecnologia ( BEHARA et al., 1995 ; HARRY e SCHROEDER, 2000; McADAM ; LAFFERTY; 2004). A abordagem Seis Sigma tem se provado altamente eficiente em termos de realizar economias de custos e aumento na satisfação dos clientes. Tipicamente, os Seis Sigma é uma estratégia, uma abordagem abrangente para empresa onde os projetos têm o potencial de simultaneamente reduzir custos e aumentar a satisfação dos clientes ( Bendell, 2006). Conforme LINDERMAN et al., (2003); ANDRIETTA;MIGUEL; (2003) o principio fundamental do programa Seis Sigma é reduzir continuamente a variação nos processos e com isto eliminar os defeitos ou falhas nos produtos e processos. O que é denominado Seis Sigma surgiu no início de 1987, quando profissionais da empresa Motorola iniciaram uma série de estudos sobre os conceitos estabelecidos por Deming sobre a variabilidade dos processos de produção, tendo como objetivo melhorar o desempenho por meio da análise de tais variações. Essas iniciativas foram reconhecidas pela direção da Motorola, que apoiou e estimulou a disseminação da nova abordagem proposta, pois visava à implantação em todas as atividades da empresa e enfatizava o conceito de melhoria contínua (HENDERSON e EVANS, 2000; ANDRIETTA; MIGUEL, 2007) Processo DMAIC A metodologia DMAIC (Define, Measure, Analyse, Improve e Control) é particularmente efetiva para manufatura e processos simples de serviços (Bendell, 2006) As etapas da metodologia DMAIC pode ser definida conforme abaixo: Etapa Definir: Identificar o processo ou produto que necessita de melhoria; Etapa Medir: Selecionar as características do produto, mapear os processos, realizar as medições necessárias, gravar os resultados e estimar a capacidade do processo no curto e longo prazo; Etapa Analisar: Analisar e fazer benchmark dos produtos e processos chaves e suas métricas; Etapa Melhoria: Tomar as ações necessárias para melhorar os produtos e processos identificados como críticos; Etapa Controlar: Garantir que as condições do novo processo são documentadas e monitoradas via controle estatístico de processo Estrutura do Seis Sigma Um dos pontos fortes do programa Seis Sigma é a sua estrutura onde os papéis de cada membro do programa esta claramente definido, conforme exemplo abaixo. 3

4 Especialistas Patrocinador Patrocinador / Especialista Sponsor Nível de Atuação Principal Executivo da Empresa Principais Atribuições Promover e definir as diretrizes para a implementação do Seis Sigma. Sponsor Facilitador Diretoria Assessorar o Sponsor do Seis Sigma na implementação do programa. Champion Gerência Apoiar os projetos e remover possíveis barreiras para o seu desenvolvimento. Master Black Belt Balck Belt Staff Staff Assessorar os Sponsors e Champios e atuar como mentores dos Black Belts e Green Belts. Liderar equipes na condução de projetos multifuncionais (preferencialmente) ou funcionais. Green Belt Yellow Belt White Belt Staff Supervisão Operacional Liderar equipes na condução de projetos funcionais ou participar de equipes lideradas por Black Belts. Supervisionar a utilização das ferramentas Seis Sigma na rotina da empresa e executar projetos mais focados e de desenvolvimento mais rápido que os executados pelos Green Belts. Executar ações na operação e rotina da empresa que irão garantir a manutenção, a longo prazo, dos resultados obtidos por meio dos projetos. FIGURA 2 Papéis dos membros do programa Seis Sigma Na figura 2 pode-se observar as atribuições dos principais participantes do programa Seis Sigma, onde observa-se as responsabilidades, níveis de atuação e título da posição. 3. Lean Manufacturing O sistema Toyota de produção teve inicio na década de 1950, no Japão, mas especificamente na Toyota (FILHO; FERNANDES, 2004). Foram Eiiji Toyoda e Taiichi Ohno, da Toyota, que perceberam que a manufatura em massa não funcionaria no Japão e adotaram uma nova abordagem a qual tinha a finalidade de eliminar os desperdícios (Womack et. al. 1992). LIKER (2204) propôs um modelo para o sistema Toyota de produção onde ele descreve 14 princípios os quais, em sua opinião, constituem a fundação do sistema Toyota de produção, conforme figura 3.1. De acordo com este mesmo autor, o segredo do sucesso da Toyota é a sua incrível consistência de performance resultado da excelência operacional. Conforme LIKER (2004), os sete desperdícios que o Lean Manufacturing procura eliminar ou diminuir continuamente são: super produção, espera, transporte desnecessário, processamento desnecessário, estoque, movimento desnecessário e defeitos. De acordo com Andersson et.al. (2006), os princípios do Lean Manufacturing, são: Especificar o Valor - É aquilo que o cliente valoriza, o ponto de partida para Lean, é o cliente e não a empresa que define o que é valor. Identificar o Fluxo de Valor - Significa dissecar a cadeia produtiva e separar os processos em três tipos: Os que geram valor; os que não geram valor, mas são importantes para a manutenção dos processos e da qualidade e os que não agregam valor e devem ser eliminados. 4

5 Criação de Fluxos Contínuos - Exige uma mudança de mentalidade, pois, deve-se pensar em dar fluidez para os processos ao invés de pensar na produção em termos de departamento. Um dos efeitos imediatos é a redução dos estoque e lead time de fabricação. Produção Puxada - Consumidor passa a puxar a produção, eliminando estoques e dando valor ao produto. Busca da perfeição - Aperfeiçoamento continuo em busca de um estado ideal. Solução de Problema Melhoria Contínua e Aprendizado - Aprendizado contínuo através de Kaizen. - Vá e veja por si mesmo (Genchi Genbutsu). - Tome decisões devagar por consenso e implemente rápido. Pessoas e Parceiros Respeitar, Desafiar e Desenvolvê-los - Desenvolva líderes que acreditem na filosofia. - Respeite, desenvolva e desafie as pessoas e times. - Respeite, desafie e ajude os seus fornecedores. Processo Eliminar Desperdício - Criar fluxo. - Usar sistema puxado para evitar superprodução. - Balancear a carga de trabalho (Heijunka). - Parar quando houver um problema de qualidade. - Padronizar as tarefas para melhoria continua. - Usar controle visual para que nenhum problema seja escondido. - Use somente tecnologia confiável. Philosophy Pensamento de Longo Prazo - Tomar decisões gerenciais baseado a filosofia de longo prazo. FIGURA 3.1 Modelo do sistema Toyota de Produção 4. Estudo de Caso Conforme descrito previamente neste artigo será analisada a eficácia da aplicação das ferramentas Lean manufacturing e Seis Sigma na resolução de um problema de qualidade em um componente produzido pela empresa estudada. Neste estudo de caso primeiramente foi utilizado a metodologia Lean Manufacturing para resolução do problema em questão e num segundo momento em função da não resolução do problema de qualidade utilizou-se a ferramenta Seis Sigma. O problema pode ser descrito da seguinte maneira: 5

6 Índice de rejeição de 20,7% da produção do componente fabricado pela empresa estudada devido a deformação da hélice e evolvente. 4.1 Metodologia - Lean Manucturing Utilizando a metodologia de kaizen a empresa estudada formou um time que por um período de duas semanas utilizaram ferramentas Lean para a resolução do problema. De modo a se ter uma visão mais clara do problema e objetivos do trabalho este foi resumido nas seguintes etapas: a) Objetivo do Trabalho: Nesta fase foram definidos os vários objetivos do kaizen. b) Situação Atual: Neste momento é definido mais claramente o produto, demanda mensal e o processo envolvido. As métricas do projeto bem como as possíveis causas raízes a serem atacadas. c) Situação Proposta: Foi definido as ações para eliminação das causas raízes. d) Cronograma do Trabalho e Padronização: Foi realizado a padronização do método de trabalho, inclusive do material de treinamento para os operadores de máquina. e) Resultados Esperados. F) Metas. O resumo destas etapas pode-se ser observado na figura 1.2, onde esta é chamada comumente na metodologia Lean Manufacturing com A3. Comentários sobre os resultados: Pode-se observar que muitos dos objetivos propostos no inicio do Kaizen foram atingidos, como o tempo de set-up: 50% de redução, refugo com uma redução de 30% antes do tratamento térmico e retrabalho. No observa-se o índice de rejeição ficou em 18%, muito acima da meta estabelecida, assim não atingindo os objetivos estabelecidos pela empresa estudada. 4.2 Metodologia - Seis Sigma Devido ao não atendimento dos objetivos de redução do índice de rejeição para o componente analisado a empresa estudada resolveu adotar a metodologia Seis Sigma como alternativa para resolver o problema do índice de rejeição. Para tanto foi elaborado um projeto Seis Sigma onde um grupo multifuncional contendo Black e yellow-belts foram designados para esta atividade. Fase Definir: Nesta etapa do projeto foram definidos: Contrato do projeto: em que se definiu mais detalhadamente a descrição do Problema; consequências do Problema (incômodo); metas do projeto; principal processo envolvido no projeto; fronteiras do projeto e ganhos esperados (financeiros); previsão de investimentos; métrica do projeto; desempenho atual do processo, metas; patrocinador, líder do projeto e equipe de trabalho; cronograma preliminar e suas devidas aprovações. Fase Medir: Nesta etapa as várias características do produto foram medidas e os resultados documentados e introduzidos em programas estatísticos de modo a possibilitar a sua análise. Isto foi realizado em todos os processos desde a forjaria até a usinagem final. Pode-se verificar algumas destas medições que são representadas na figura 1 e 2 respectivamente. 6

7 Exemplo de um formulário A3 utilizado no Kaizen. 7

8 FIGURA 3 Exemplo de A3. Fonte: Estudo de Caso 8

9 FIGURA 4 e 5 Diagramas do denteado Na figura 6 observa-se dados da estrutura química do material, tamanho do grão e o Jominy do material informações ao se analisar deformações inerentes de transformações químicas nos materiais. Outro aspecto importante quando se analisa deformações resultantes de cementação e tempera de engrenagens é a forma e a posição que as mesmas são posicionadas nas cargas. E devido a isto na fase de medir foram coletados dados sobre a deformação no denteamento para cada posição de carregamento das engrenagens (superior e inferior), conforme figuras 7 e 6. Fase Analisar: Nesta etapa foram estabelecidas as causas principais em função das coletas de dados na fase medir, para tanto foi utilizado o modelo teórico de análise, onde: As causas foram organizadas focando o problema. Análise das causas via ferramentas estatísticas. Estabelecimento das causas principais. Conforme figura 8 vemos as causas principais correlacionadas com os principais problemas de qualidade da engrenagem, e com isto delineando para quais processos e situações deveriam ser tomadas ações corretivas. Fase Melhoria: É nesta fase onde são implementadas as ações para a correção das principais causas identificadas na fase analisar. De modo a garantir que a causa raiz identificada e as ações planejadas sejam eficazes na solução do problema, nesta fase são realizados testes pilotos que possam comprovar através de resultados práticos o sucesso das contramedidas implementadas no processo em questão. No caso estudado foram tomadas as seguintes ações para cada problemas: Variação no Ângulo de Hélice: a) Alivio do processo de usinagem anterior do processo de acabamento. b) Inclusão de manutenção preventiva no rolamento dos contra mancais. c) Mudança no fluxo de atmosfera do forno. 9

10 d) Diminuição da temperatura de têmpera. FIGURA 6 Dados estatísticos da análise dos elementos químicos. Fonte: Estudo de Caso empresa X. FIGURA 6 e 7 Fotos de carregamento de engrenagens. Fonte: Estudo de Caso empresa X. 10

11 Variação do Ângulo de Hélice Rugosidade Material Forjamento Material Positivo Usinagem - Excêntricidade no processo de shaving - Falta de abaulado no processo de fresagem. - Falta de abaulado no processo de fresagem. Controle Dimensiona T.T - Temperatura de têmpera - Profundidade da camada de H.T.T.P. - Temperatura de têmpera - Temperatura de têmpera Figura 8 Correlação entre as principais causas. Fonte: Estudo de Caso empresa X. Rugosidade Excessiva: - Alteração da cadência do forno. Material Positivo: - Alteração da cadência do forno. - Alivio do processo de usinagem anterior do processo de acabamento. Os resultados da implementação das ações descritas acima podem ser observados na redução da variação da hélice do denteamento quando comparamos a primeira, segunda e terceira experiência, após implementação das ações figura 9. FIGURA 9 Comparação entre varias experiências. Fonte: Estudo de Caso empresa X. 11

12 Fase Controlar: Nesta fase são tomadas as ações que garantam que as condições do novo processo sejam documentadas e monitoradas via controle estatístico de processo de modo que os padrões estabelecidos sejam mantidos mesmo após a conclusão do projeto. Para este projeto foram inseridos os limites de controle no processo de shaving, os pontos relevantes de manutenção foram incluídos na preventiva da máquina e os operadores e líderes de produção foram treinados nos novos procedimentos. Resultados Com a abordagem Seis Sigma os resultados das ações tomadas foram: - Redução de 18,64% no índice de redução de rejeição. De 20,7% para 2,6%. - Aumento da produtividade no tratamento térmico de 20%. - Fim do efeito tampering no processo de usinagem. 5. Comparação e Conclusão entre o resultado da aplicação das Metodologias Lean Manufacturing e Seis Sigma 5.1. Conclusão: Com base no estudo de caso descrito acima pode-se concluir que os resultados atingidos por meio da utilização da ferramentas Lean Manufatcturing foi ineficaz na resolução do problema de índice de rejeição do componente fabricado pela empresa estudada, pois não foi capaz de identificar as causas raízes do problema, comprovado pelo não atendimento da meta de rejeição máxima estipulada em 5%. Porém pode-se observar uma melhora significativa em outros indicadores como o índice de refugo onde houve uma redução de 30% e no tempo de set-up uma redução de 65%. Em relação aos resultados atingidos pela metodologia Seis Sigma pode-se afirmar que os resultados estipulados foram atingidos, pois índice de rejeição caiu de 20,7% para 2,6% bem abaixo da meta estipulada de 5%. Também é possível observar melhorias em outros indicadores como o índice de refugo onde houve melhora de 30% e um aumento de produtividade de 30% na operação de tratamento térmico. Outro aspecto importante observado nesta pesquisa, para a empresa estudada, é o fato de se demonstrar que para as situações onde há necessidade de redução do índice de refugo e tempo de set-up a metodologia Lean Manufacturing seria mais apropriada. E em relação a metodologia Seis Sigma as situações mais apropriadas para a sua aplicação seriam a necessidade de melhoria da qualidade específica e aumento da produtividade. No entanto é da opnião dos autores que existe a necessidade de um estudo mais aprofundado sobre este tema de modo que sejam coletados dados e identificados situações suficientes de aplicação das ferramentas Lean Manufacturing e Seis Sigma para que se possa ter visão mais aprofundada do assunto. Referência Bibliográfica AHLSTROM, P. Sequences in the implementation of lean production. European management journal, v.16, n.3, p ANDREW LEE-MORTINER. Six Sigma: a vital improvement approach when applied to the right problems, 12

13 in the right environment. Assembly Automation, 26-1, pp ANDRIETTA, J. M.; MIGUEL, P.A.C. Aplicação do programa Seis Sigma no Brasil: resultados de um levantamento tipo survey exploratório-descritivo e perspectivas para pesquisas futuras. Gestão e Produção, v.14, n.2, maio-ago p CAMPOS, A. C. Transição da certificação ISSO 9000 para a QS 9000 estudo de caso em uma empresa do segmento eletro-eletrônico p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) Universidade Metodista de Piracicaba, Piracicaba. CARNEVALLI, J. A. Estudo Exploratório sobre o uso do QFD nas 500 maiores empresas no Brasil p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) Universidade Metodista de Piracicaba, Piracicaba. EDWARD D. ARNHEITER; JOHN MALEYEFF. The integration of lean management and Six Sigma. The TQM Magazine, v.17, n.1, pp FILHO, M. G.; FERNANDES, F. C. F. Manufatura enxuta: uma revisão que classifica e analisa os trabalhos apontando perspectivas de pesquisas futuras. Gestão e Produção, v.11, n.1, jan.-abr p FORMÁGGIO, I. A. Múltiplos estudos de caso sobre a inserção do QFD no processo de desenvolvimento de produtos p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) Universidade Metodista de Piracicaba, Piracicaba. LIKER, J. K. The Toyota way. USA: McGraw-Hill, p. McADAM, R.; LAFFERTY, B. A multilevel case study critique of six sigma: statistical control or strategic change?. International Journal of operations & production management, v.24, n.5, p NAVE, D. How to compare six sigma, lean and the theory of constraints. Quality Progress, Março p PARK, S. H. Six Sigma for quality and productivity promotion. Japan: Asian Productivity Organization, p. SANCHEZ, M. A.; PEREZ, M. P. Lean indicators and manufacturing strategies. International journal of operations & production management, v.21, n.11, p TONY BENDELL. A review and comparison of six sigma and the lean organizations?. The TQM Magazine, v.18, n.3, pp

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