PROPOSTA DE RACIONALIZAÇÃO DE PROCESSOS EM UMA INDÚSTRIA DO SETOR METAL-MECÂNICO UTILIZANDO PRINCÍPIOS DA PRODUÇÃO ENXUTA ASSOCIADOS À SIMULAÇÃO
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- Ilda Figueiredo de Mendonça
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1 PROPOSTA DE RACIONALIZAÇÃO DE PROCESSOS EM UMA INDÚSTRIA DO SETOR METAL-MECÂNICO UTILIZANDO PRINCÍPIOS DA PRODUÇÃO ENXUTA ASSOCIADOS À SIMULAÇÃO Marcia Marcondes Altimari Samed (UEM) Ariane Gregorio Ferreira (UEM) Camila Correa da Costa e Silva (UEM) mila_mayuna@yahoo.com.br Este artigo relata a proposta de racionalização de processos de uma indústria do setor metal-mecânico. Para a realização deste estudo partiu-se dos conceitos da Produção Enxuta, em que se aplicou especificamente o Mapeamento de Fluxo de Vallor. Primeiramente, elaborou-se o Mapeamento de Fluxo de Valor Atual e utilizou-se o Gráfico de Yamazumi para determinar o processo racionalizado. Por fim, realizou-se a Simulação com o Software Arena para justificar o processo racionalizado, a qual assinalou que houve uma importante redução no lead time e uma melhoria nas taxas de ocupação. Palavras-chaves: Produção enxuta, mapeamento de fluxo de valor, racionalização de processos, simulação.
2 1. Introdução A macro-região de Maringá, apesar do seu elevado número de empresas, juntamente com os grandes benefícios trazidos por estas, ainda apresenta um nível inferior de desenvolvimento industrial, principalmente no que se diz respeito à melhoria contínua e inovação contínua das operações industriais e desenvolvimento de produtos, quando comparadas com suas concorrentes localizadas em outras regiões do país (ACIM, 2008). O pólo regional metal-mecânico de Maringá compreende 50 municípios, com 2 mil empresas que geram cerca de 15 mil empregos diretos. Essas indústrias atendem todo o Brasil e exportam também para países da América Latina, os produtos exportados são: rodas para caminhões, equipamentos rodoviários como trucks, peças para colheitadeiras, máquinas para beneficio, bombas hidráulicas para propriedades rurais, reservatórios metálicos, equipamentos industriais sob encomenda, equipamentos para lavagem e lubrificação de autos, produtos odontológicos como autoclaves, entre outros (FIEPR, 2006). No contexto que se apresenta, foi possível identificar uma real necessidade de realizar diagnósticos empresariais e desenvolver um plano de implantação de boas práticas para promover a melhoria contínua dos produtos/processos e o desempenho organizacional das empresas e, conseqüentemente, do setor industrial. Neste artigo apresenta-se o estudo realizado em uma indústria do setor metal-mecânico maringaense em que se propôs a aplicação de alguns conceitos da Produção Enxuta. 2. Revisão de Literatura A produção enxuta surgiu como um sistema de manufatura, cujo objetivo é aperfeiçoar os processos e procedimentos através da redução contínua de perdas, como, por exemplo, excesso de inventário entre as estações de trabalho, bem como tempos de espera elevados. Seus objetivos fundamentais são a qualidade e a flexibilidade do processo, ampliando sua capacidade de produzir e competir neste cenário globalizado. A partir da produção enxuta, prioriza-se o comportamento dos trabalhadores e o relacionamento com fornecedores, a participação dos trabalhadores em equipes e a rotação de tarefas que envolvem a força de trabalho, resultando em motivação. Segundo Shingo (1996) a produção enxuta é um sistema de puxar, ou seja, só produz contra pedido, o principal objetivo é a eliminação total de perdas, ou seja, eliminar qualquer operação que não agregue valor ao produto. Ohno (1988) afirma que para auxiliar nas buscas das melhorias propostas para um processo existem algumas ferramentas que podem ser aplicáveis, dentre as quais: Mapeamento do Fluxo de Valor, Limpeza e Organização (5S`s), Layout Celular, Manutenção Produtiva Total, Controle da Qualidade Total e Troca Rápida de Ferramentas. Neste trabalho, dar-se-á ênfase ao Mapeamento do Fluxo de Valor (MFV). Segundo Rentes et al. (2004), o MFV é um processo simples em que ocorre a construção de um cenário para a manufatura presente. Seus princípios baseiam-se na identificação e eliminação de desperdícios encontrados no fluxo produtivo. Portanto, explica o MFV da seguinte maneira: segue-se a trilha de produção de uma família de produtos de porta-a-porta da planta, e desenha-se o mapa do estado atual com os fluxos de material e informações. Posteriormente, elabora-se um mapa com o estado futuro de como os fluxos deveriam seguir. 2
3 Assim o objetivo do MFV, segundo Rentes et al. ( 2003 ), é atingir um fluxo contínuo, ligando todos os processos, desde o cliente à matéria-prima, gerando o melhor lead time, a mais alta qualidade e o mais baixo custo. Para que isto possa vir a ocorrer é necessário seguir algumas regras coerentes com os princípios enxutos, que consistem em produzir de acordo com o takt-time, desenvolver o fluxo contínuo, utilização de supermercados para controlar a produção onde o fluxo contínuo não é possível, nivelar o mix de produção uniformemente durante um período de tempo. Figura 1: Etapas do Mapeamento do Fluxo de Valor Fonte: Rother e Shook (1999) Conforme Rother e Shook (1999), realizar o MFV é determinar os estados atual e futuro e planejar e implantar o plano de ação visando a eliminação de perdas. Na determinação do proceso racionalizado, algumas técnicas podem ser empregadas, tais como o Gráfico de Yamazumi (Yamazumi Board), que consiste em se determinar as tarefas que cada um dos operadores deverá absorver na montagem do produto o mais próximo possível da linha do takt time. Este gráfico mostra em um eixo o tempo e no outro eixo o número de operadores ou postos de trabalho. A linha do takt time é determinada e colocada como referência para a distribuição de tarefas e balanceamento. O takt time é simplesmente o tempo disponível do dia, dividido pelo volume diário de produção, não incluindo as perdas de produção por paradas, retrabalhos e refugos, já o tempo real é o tempo disponível de produção descontado as perdas (retrabalhos, refugos) e paradas (quebra de máquinas, etc.) dividido pelo volume de produção diário. Com o takt time é possível realizar o balanceamento da linha de produção e ajustá-la às necessidades da demanda, maximizando a utilização dos seus postos ou estações, buscando unificar o tempo unitário de execução do produto. Uma linha de produção é formada por uma sequência de postos de trabalho, compondo estações, dependentes entre si, cada qual com função bem definida e voltada à fabricação ou montagem de um produto. Um balanceamento de produção consiste em distribuir e nivelar o tempo total das operações em relação ao tempo homem-máquina, para as pessoas em seus respectivos postos de trabalho (Martins e Laugeni, 2000, p. 2-3). Os mesmos autores também definem que, primeiramente deve-se determinar o tempo de ciclo (TC) das operações, para depois realizar um balanceamento de produção, em que: TC = tempo de produção / quantidade de peças no tempo de produção. De acordo com Almeida et al. (2006), são muitas as vantagens da utilização da simulação para o balanceamento de linhas. É a área que tem apresentado a maior quantidade de 3
4 aplicações, principalmente para modificações em sistemas existentes e planejamento de um novo setor de produção. Além da economia de tempo e recursos, a simulação permite que sejam feitos testes e análises dos mais variados num curto espaço de tempo. A visualização rápida através do software Arena permite também que se faça uma avaliação mais detalhada do sistema. 3. Desenvolvimento Este estudo foi desenvolovido em uma empresa do setor metal mecânico de Maringá, em que se analisou o MFV-Atual (MFV-A) da empresa e elaborou-se uma proposta de racinalização do processo. O produto escolhido para análise consiste no pedido de cinco tanques de estocagem de extrato coagulado. A principal matéria-prima do produto é aço inox AISI 304, e suas características são: diâmetro interno de 2612 mm e altura 5196 mm, capacidade de 30m³, possuem bocais e boca de visita, o tampo é cônico com ângulo de 15, fundo abaulado e existe acabamento interno e externo. Para a produção destes cinco tanques foi disponibilizada uma equipe de quatro funcionários, sendo um montador, um soldador, um ajudante de soldador e um polidor. 3.1 Fluxograma do Processo Para o melhor entendimento do processo produtivo, elaborou-se o Fluxograma da Produção, conforme Figura 2. Figura 2: Fluxograma da Produção 4
5 3.2 Determinação do MFV-A XXXI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO As etapas do processo produtivo foram classificadas conforme apresenta-se na Tabela1. Etapa 1: Etapa 2: Etapa 3: Etapa 4: Etapa 5: Etapa 6: Etapa 7: Etapa 8: Etapa 9: Etapa 10: Corte Fundo Montagem e solda fundo Corte usinagem, solda, polimento e preparação solda externa dos bocais Corte usinagem, solda, polimento e preparação solda externa da BV Preparação, corte e solda 1 teto Montagem teto Solda teto Inspeção eica Corte e solda costado, montagem, solda e polimento anel menor Polimento eica Etapa 11: Montagem, solda e polimento anel 1 e 2 Etapa 12: Solda e polimento de bocais e BV Etapa 13: Montagem, solda e polimento anel 3 e 4 Etapa 14: Solda e polimento eica Tabela 1: Etapas do processo Com essas informações, realizou-se um estudo de determinação de tempos e fluxos, elaborando-se assim, o MFV-A, conforme apresentado na Figura 3. Figura 3: Mapeamento do Fluxo de Valor Atual 3.3 Caracterização das Perdas do Processo 5
6 A partir da análise do MFV-A foi possível caracterizar as perdas no processo de produção em perdas por espera, ou seja, durante este tempo nenhuma atividade ou qualquer outra operação foi realizada, tal como representado na Tabela 2. ESPERA ENTRE PROCESSOS Espera Ocorrência Motivo da espera Tempo de espera 01 Fornecedor- Etapa 1 Matéria- Prima 07 dias 02 Etapa1 - Etapa 2 Mão - de obra 01 dia 03 Etapa 2 - Etapa 3 e 4 Estoque em processo 03 dias 04 Etapa 5 - Etapa 6 Matéria Prima 08 dias 05 Etapa 6 - Etapa 7 Mão - de obra 01 dia 06 Etapa 9 - Etapa 10 Mão -de- obra e Matéria Prima 05 dias Tabela 2: Caracterização das esperas Na Tabela 3, apresenta-se as etapas com seus respectivos TC s e, desta forma, é possível determinar o TC de todo o processo, 35 dias. Processo Tempo de Ciclo (dias) Processo Tempo de Ciclo (dias) Etapa 1 1 Etapa 9 3 Etapa 2 1 Etapa 10 5 Etapa 3 e 4 7 Etapa 11 4 Etapa 5 3 Etapa 12 2 Etapa 6 1 Etapa 13 4 Etapa 7 1 Etapa 14 2 Etapa 8 1 Tabela 3: Tempo de Ciclo Atual (14 etapas) A partir dos TC s apresentados acima se elaborou o gráfico de Yamazumi do processo atual para facilitar a visualização da utilização dos recursos de acordo com o takt time do processo. Takt time x Processo atual Figura 4: Gráfico de Yamazumi do Processo Atual Analisando-se a Figura 4, percebe-se que os TC s de cada etapa estão abaixo do takt time do processo, 7 dias, que é obtido dividindo-se o TC do processo (35 dias) pela quantidade a ser produzida (5 tanques), logo necessita-se uma racionalização no processo. 3.4 Racionalização do Processo 6
7 A racionalização no processo foi elaborada agrupando-se as etapas, de acordo com o processo realizado, de forma a utilizar com maior eficiência os recursos designados para a fabricação desses tanques, chegando a valores mais próximos do takt time. As etapas relacionadas ao fundo foram agrupadas todas na etapa 1 de forma a diminuir a espera para se começar outras etapa, as etapas 2 e 3 são realizadas paralelamente, pois se referem aos bocais e da boca de visita e necessitam ficar prontos ao mesmo tempo. Logo, não foram modificadas. Todas as etapas relacionadas ao teto também foram agrupadas na etapa 4 de forma a maximizar a utilização dos trabalhadores neste processo. A etapa 5 ocorre a partir do momento em que a eica retorna para a empresa. Logo, se agrupou a ela a inspeção e seu polimento, para depois se iniciar as etapas relacionadas ao costado. Na etapa 6 inicia-se o corte do costado, a montagem do anel menor e a soldagem e polimentos dos bocais e boca de visita. As etapas 7 e 8 não foram modificadas, pois possuem TC s elevados não possibilitando agrupamento. A última etapa, etapa 9, não foi modificada, pois se trata do acabamento final dos tanques. A Tabela 4 apresenta o processo racionaliado, constituído por 9 etapas. Etapa 1: Etapa 2: Etapa 3: Etapa 4: Etapa 5: Etapa 6: Corte Fundo, montagem e solda fundo Corte, usinagem, solda, polimento e preparação solda externa dos bocais Corte, usinagem, solda, polimento e preparação solda externa da BV Preparação, corte e solda 1, montagem e solda teto Inspeção e polimento eica Corte e solda costado, montagem, solda e polimento anel menor solda e polimento de bocais e BV Etapa 7: Montagem, solda e polimento anel 1 e 2 Etapa 8: Montagem, solda e polimento anel 3 e 4 Etapa 9 Solda e polimento final Tabela 4: Etapas do processo racionalizadas (9 etapas) Ao agrupar as etapas (conforme Tabela 5), pode-se verificar os TC s racionalizados de cada etapa do processo. Processo Tempo do processo (dias) Etapa 1 2 Etapa 2 e 3 7 Etapa 4 5 Etapa 5 6 Etapa 6 5 Etapa 7 4 Etapa 8 4 Etapa 9 2 Tabela 5: Tempo de Ciclo das racionalizadas Na Figura 5, tem-se uma representação do gráfico de Yamazumi do processo racionalizado. 7
8 Figura 5: Gráfico de Yamazumi do Processo Racionalizado. De acordo com a Figura 5, é possível visualizar que com a racionalização do processo a maioria das etapas ficaram mais próximas do valor do takt time estipulado. 3.5 Análise da Simulação Para melhor visualização e comparação entre o processo atual e o processo racionalizado realizou-se uma simulação com o auxílio de um software ARENA. Nas Figuras 6 e 7, respectivamente, tem-se a lógica e a simulação do processo atual. Da mesma forma, nas Figuras 8 e 9 apresenta-se a lógica e a simulação do processo racionalizado. Figura 6: Processo atual- lógica ARENA 8
9 Figura 7: Processo atual - simulação ARENA Com base nas Figuras 6 e 7 verifica-se o lead time do processo atual que é de 60 dias e a taxa de ocupação dos funcionários em cada etapa do processo. A seguir, nas Figuras 8 e 9, é possível visualizar que o lead time do processo depois da racionalização passa a ser de 38 dias, pois a taxa de utilização dos equipamentos aumentou com o agrupamento de algumas etapas. Figura 8: Processo racionalizado - lógica ARENA 9
10 Figura 9: Processo racionalizado - simulação ARENA É possível concluir a partir das figuras acima apresentadas que a racionalização do processo é viável e proporciona a melhor utilização da capacidade produtiva. 4. Conclusões Esta simples aplicação dos conceitos da produção enxuta a uma indústria do setor metalmecânico gerou resultados muito significativos, pois por meio da determinação do estado atual de produção de um produto específico foi possível enxergar as deficiências do processo. O fluxograma do processo e a obtenção dos tempos de produção foram fundamentais para a elaboração do MFV-A. Este, por sua vez, permitiu a identificação de perdas associadas principalmente a esperas, tais como espera por matéria-prima, por mão-de-obra e por estoque em processo, sendo as duas primeiras predominantes. O processo racionalizado permitiu reduzir as perdas com esperas, produzir de acordo com takt time, reduzir significativamente o lead time, maior flexibilidade para a produção e, caso implementado, resultará uma redução nos custos de produção. Na sequência, pretende-se elaborar um plano de ação para implementação e monitoramento do processo racionalizado. Referências ACIM. A revista de negócios do Paraná. Revista ACIM, n.478, Ano 45, Jul ALMEIDA, M. S., COSTA, Y. di P. J. S. da, FRANCISCO, C. A. C., GOMES, J. C. Utilização da simulação em ARENA 7.0 no auxílio ao balanceamento da célula de montagem de uma fábrica de calçados. In XXVI ENEGEP - Fortaleza, CE, Brasil. Outubro, FIEPR. Na abertura, mais de mil pessoas visitam Metalmecânica. Disponível em: < >. Acesso em: 16 abril de 2011, FIEPR, MARTINS, P.G.;LAUGENI,F.P. Administração da Produção. São Paulo: Editora Saraiva, OHNO, T. O Sistema Toyota de Produção: além da produção em larga escala. Porto Alegre: Bookman, 1997 (edição norte-americana de 1988 e primeira edição japonesa de 1978). RENTES, A. F.; NAZARENO, R. R.; SILVA, A. L. Mapeamento do Fluxo de Valor para Produtos com Ampla Gama de Peças. In: XXIII Encontro Nacional de Engenharia de Produção. Ouro Preto-MG,
11 RENTES, A.F.; QUEIROZ, J.A.; ARAUJO, C.A.C. Transformação Enxuta: Aplicação do Mapeamento do Fluxo de Valor em uma Situação Real. In: XXIV Encontro Nacional de Engenharia de Produção. Florianópolis- SC, ROTHER, M.; SHOOK, J. Aprendendo a enxergar, 1 ed. São Paulo, SHINGO, S. O sistema Toyota de produção do ponto de vista da engenharia de produção. Porto Alegre: Artes Médicas,1996, 2º edição. 11
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