BALANCEAMENTO DE OPERAÇÕES Aplicação da ferramenta de balanceamento de operações em uma linha de produção de bombas de combustíveis

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1 UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI ANDERSON CALDEIRA BLATI LUIZ GUSTAVO KELENCY RAMON WILLIAN LESSA CORDEIRO BALANCEAMENTO DE OPERAÇÕES Aplicação da ferramenta de balanceamento de operações em uma linha de produção de bombas de combustíveis SÃO PAULO 2010

2 II ANDERSON CALDEIRA BLATI LUIZ GUSTAVO KELENCY RAMON WILLIAN LESSA CORDEIRO BALANCEAMENTO DE OPERAÇÕES Aplicação da ferramenta de balanceamento de operações em uma linha de produção de bombas de combustíveis Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Graduação do Curso de Engenharia de Produção com ênfase em Planejamento de Operações Logísticas da Universidade Anhembi Morumbi. Orientador: Prof. Msc. Lincoln Camarini. SÃO PAULO 2010

3 III ANDERSON CALDEIRA BLATI LUIZ GUSTAVO KELENCY RAMON WILLIAN LESSA CORDEIRO BALANCEAMENTO DE OPERAÇÕES Aplicação da ferramenta de balanceamento de operações em uma linha de produção de bombas de combustíveis Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Graduação do Curso de Engenharia de Produção com ênfase em Planejamento de Operações Logísticas da Universidade Anhembi Morumbi. Orientador: Prof. Msc. Lincoln Camarini. Trabalho em: 06 de Dezembro de Prof. Msc. Lincoln Camarini Prof. Msc José Carlos Jacintho Comentários:

4 IV LUIZ G. KELENCY RAMON W. L. CORDEIRO ANDERSON C. BLATI Agradeço à minha família, Agradeço aos meus Primeiramente, gostaria de que sempre me apoiou, familiares pelo apoio e incentivo agradecer ao Grande Arquiteto incentivou e acreditou no meu sempre oferecidos à mim, aos do Universo, razão e força pela potencial. Aos amigos, que me professores que sempre qual sempre dediquei minha acompanharam durante essa estiveram dispostos a vida. importante fase da minha vida e compartilhar seu conhecimento Aos meus pais, Foad e Ilda com certeza continuarão para que eu chegasse até aqui Blati, que sempre abrilhantaram fazendo parte dela. E aos professores, pelo conhecimento e também aos meus grandes amigos que foram parceiros com paciência e amor todos os momentos da minha vida e que transmitido. inseparáveis e grandes me transmitiu valores e responsáveis por eu ter principalmente me ensinaram a conseguido chegar ao final do curso atingindo todos os meus objetivos. A todos, meu muito valorizar o ser humano. A minha amada Bianca Rossi Pedro por todo amor, carinho, obrigado. ajuda e compreensão nos momentos difíceis e por estar sempre ao meu lado. Obrigado aos três por sempre acreditarem em mim e serem os pilares da minha vida. Aos meus amigos pelos grandes e valiosos momentos de nossas vidas juntos tanto nos estudos como nos momentos de divertimento, no qual sem eles, esta realização teria sido muito mais árdua e penosa.

5 V AGRADECIMENTOS Agradecemos à empresa Gilbarco Veeder Root do Brasil Com. e Ind. Ltda pela oportunidade de utilizarmos uma de suas linhas de montagem para os devidos experimentos e aplicação das ferramentas para conclusão do nosso estudo de caso. Aos professores do curso de Engenharia de Produção da Universidade Anhembi Morumbi por sempre perseverar no ensinamento e compartilhamento de experiências valiosas aos decentes. Obrigado por acolher e ter paciência em todos os momentos que estivemos na Universidade. Em especial ao professor Lincoln Camarini por dedicar um tempo precioso para orientar-nos neste trabalho, e ao professor Francisco Carlos Damante por ter oferecido todo suporte estrutural para elaboração do trabalho.

6 VI Para conhecermos os amigos é necessário passar pelo sucesso e pela desgraça. No sucesso, verificamos a quantidade e, na desgraça, a qualidade. Confúcio

7 VII RESUMO O Balanceamento de Operações é uma ferramenta utilizada em linhas de produção que possui o objetivo de distribuir de forma uniforme as sequências de operações que compõem uma linha de montagem. Tratada como um grande solucionador de problemas sem investimento de dinheiro, esta ferramenta tem como base de dados basicamente os períodos que envolvem a montagem de um produto, como o tempo de ciclo do produto (tempo utilizado para que o produto seja montado por completo), o tempo necessário para que o produto atenda a demanda do mercado e o tempo entre fabricação dos produtos. Alguns tempos também são considerados para a utilização da ferramenta, como as pausas dos funcionários, os horários de almoço e café. Após a consideração dos tempos, faz-se a análise de carga por posto de trabalho e efetua-se a cronometragem por posto. Neste momento, é possível identificar a etapa na qual o tempo é maior e em quais postos de trabalho existe a formação de filas antes dos mesmos, gerando os chamados gargalos de produção. Identificados os gargalos, é preciso redistribuir as operações de forma que todos os postos estejam com os tempos de processo aproximados. Além disso, faz-se necessária a garantia de que esses tempos redistribuídos não excedam o tempo necessário de produção, utilizando como base a demanda e trazendo um bom resultado para o balanceamento de operações. Palavras-chave: Balanceamento, tempos, redistribuição, gargalos.

8 VIII ABSTRACT Balancing Operations is a tool used in production lines in order to evenly distribute the sequences of operations that form an assembly line. Treated as a great problem solver without investing money, this tool is basically the database times involving the assembly of a product such as product cycle time (time required for the product is fully assembled) the time required for the product is done to meet the market demand and the time between manufacture products. Some of these times also are considered for using the tool, for instance, times of breaks of employees, such as lunch hours and hours of coffee. After consideration of the times, it is the analysis of cargo per job and the timing is affected by post, where you can identify the stage where time is higher and the queues before the jobs, generating so-called production bottlenecks. "Once identified bottlenecks, due to redistribute the operations so that all jobs are with the times of the process closer to each other, and should also make sure that those days are redistributed shall not exceed the time required for production based on demand, so there is a good result for balancing operations. Keywords: Balancing, times, reallocate, bottlenecks.

9 IX LISTA DE FIGURAS FIGURA 1: Esquema de fatores influentes na produção...10 FIGURA 2: Esquema de gargalo em linha de produção...14 FIGURA 3: Símbolos para elaboração de Mapa de Fluxo de Valor...18 FIGURA 4: Exemplo de Mapa de Fluxo de Valor (MFV)...18 FIGURA 5: Modelos de cronômetros...20 FIGURA 6: Linha de produção e tempo de ciclo...23 FIGURA 7: Exemplo de Andon...29 FIGURA 8: Fluxograma de gestão de produção com base no Takt time...30 FIGURA 9: Exemplo de gráfico de tempos de produção antes do balanceamento...31 FIGURA 10: Exemplo de gráficos de tempos de produção após balanceamento...33 FIGURA 11: Gráfico de Máximo Operador...34 FIGURA 12: Encoder (esquerda) e contadores eletromecânicos (direita)...37 FIGURA 13: Bomba Titan II...38 FIGURA 14: Gráfico de distribuição dos tempos (estudo de caso)...45 FIGURA 15: Gráfico de Máximo Operador (estudo de caso)...46 FIGURA 16: Novo gráfico de distribuição de tempos (estudo de caso)...51

10 X LISTA DE TABELAS TABELA 1: Plano de ação...39 TABELA 2: Tempo-padrão por posto de montagem (em minutos)...43 TABELA 3: Tempos divididos em sub-atividades...48 TABELA 4: Remanejamento dos tempos (balanceamento)...49 TABELA 5: Nova distribuição dos tempos por posto de montagem...50 TABELA 6: Comparativo da situação real...53

11 XI LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS Vs H Min MFV MDO TN TP TF TE Tp ET TR Peças/H Min/Bomba PEPS FIFO Versus Horas Minutos Mapa de fluxo de valor Mão-de-obra direta Tempo normal Tempo-padrão Tolerância por fadiga Tolerância por espera Tolerância pessoal E Tempo real Peças por hora Minutos por bomba Primeiro que Entra, Primeiro que Sai First In, First Out

12 XII LISTA DE SÍMBOLOS % Porcentagem de um valor total Φ Letra do alfabeto grego phi, representando variação

13 XIII SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivos Específicos METODOLOGIA APLICADA JUSTIFICATIVA BALANCEMANETO DE OPERAÇÕES FATORES INFLUENTES NA PRODUÇÃO Influência da fadiga humana na produção Gargalos na linha de produção ETAPAS PARA O BALANCEAMENTO Mapa de Fluxo de Valor (MFV) Estudo de tempos Equipamentos utilizados para estudo dos tempos Procedimento para determinação do tempo cronometrado Determinação do número de ciclos a serem cronometrados Tempos de Produção Tempo de ciclo Tempo normal Tempo-padrão Recomendações para caçulo do tempo padrão Lead Time Tempo Takt (Takt time) Análise dos tempos Gráfico de Máximo Operador... 33

14 XIV Concluindo o balanceamento de operações ESTUDO DE CASO Introdução Apresentação da empresa Apresentação do produto Plano de Ação Mapa de Fluxo de Valor Sistema de Produção Cronometragem dos tempos Cálculo do Takt time Gráfico de distribuição dos tempos Gráfico de Máximo Operador Balanceamento das operações Novo gráfico de distribuição de tempos Resultados obtidos após o balanceamento CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXO A... 1 ANEXO B... 2

15 1 1. INTRODUÇÃO Em ambientes de fábrica, é comum a demanda aumentar repentinamente e, como rejeitar pedidos não é agradável para nenhuma empresa, logo surge a dúvida de quais ações devem ser tomadas para que todos os pedidos sejam atendidos na data estipulada pelo cliente. Geralmente, a primeira solução que aparece é a contratação de mão-de-obra, aquisição de maquinário e duplicação de linha de produção. Essas são as soluções mais rápidas e que permitem à empresa permanecer em uma zona de conforto. Mas será que é sempre necessário investir dinheiro? E se a empresa investir dinheiro e for apenas um aumento de demanda passageiro? E se esse aumento prosseguir, mas o retorno pelo investimento for longo demais? É exatamente neste momento que entra em cena o engenheiro de produção, aplicando os estudos e ferramentas de produção enxuta antes de qualquer investimento. É muito comum, geralmente nas empresas de pequeno porte, que pouco conhecem sobre produção enxuta, que as operações de montagem de um produto sejam divididas em postos de trabalho e que essa divisão seja feita pelos processos mais cômodos. Por exemplo, em uma linha de montagem de kits presenteáveis para banho, há três operadores. O primeiro monta a caixa do kit, o segundo coloca o sabonete, o xampu e o creme para cabelos, já o terceiro fecha a caixa e faz o acabamento da embalagem. Enquanto a demanda está normal, a linha consegue trabalhar. Mas se ocorrer um aumento repentino, o segundo operador ficará com excesso de carga, enquanto o primeiro irá montar diversas caixas e deixar na fila, esperando o segundo operador, porém o terceiro operador ficará parado, aguardando a chegada de kits. É possível observar que nessa linha de produção há o surgimento de grandes variações de tempo entre os postos. Por isso, torna-se extremamente necessário uma análise de operações e balanceamento dos tempos em cada posto.

16 2 São situações como esta que influenciam os gestores da empresa a cometerem erros, ou seja, no momento do desespero, é muito provável que o responsável por essa linha de produção coloque mais operadores montando os kits, deixando os outros com o mesmo ritmo de trabalho. Esta pesquisa irá apresentar uma solução para problemas como este. Ao aplicar a ferramenta de balanceamento de operações, analisa-se a divisão do tempo dos postos, utilizando como base o tempo necessário para produzir um produto para que este atenda a demanda. É também definido um padrão de trabalho de forma que os postos estejam com seus tempos distribuídos por igual. Ao fazer este estudo, é comum ocorrerem surpresas. Por exemplo, após calcular o tempo de demanda, é possível chegar à conclusão de que apenas um operador em toda a sequência de montagem do produto é suficiente para atender a demanda ou ainda que realmente são necessários três operadores, mas que sua capacidade irá aumentar de forma significativa ao dividir corretamente as operações. Nesta pesquisa, são apresentados os conceitos da ferramenta de balanceamento de operações e um estudo de caso no qual essas ferramentas foram implantadas. São apresentados, também, termos técnicos utilizados na área de engenharia de produção e quais as suas funções para o balanceamento de operações.

17 3 2. OBJETIVOS Esta pesquisa tem como objetivo aplicar as ferramentas de balanceamento de operações que foram apresentadas durante o curso de engenharia de produção para que sejam atingidos os resultados, conforme objetivos gerais e específicos a seguir Objetivo Geral produção. Aplicar a ferramenta de balanceamento de operações em uma linha de 2.2. Objetivos Específicos Obter melhorias em uma célula de produção, utilizando as técnicas de balanceamento de operações conforme aprendizado durante o curso de engenharia de produção. Comprovar, também, que é possível obter ganhos significativos sem necessidade de investimento financeiro, aplicando as ferramentas de produção enxuta.

18 4 3. METODOLOGIA APLICADA Esta pesquisa foi desenvolvida com base nos conteúdos intelectuais adquiridos durante o curso de engenharia de produção e, para a conclusão, esses conteúdos foram aplicados em um estudo de caso. O referencial teórico foi pesquisado em livros voltados à área de produção enxuta, administração de sistemas produtivos e gerenciamento de pessoas. Além disso, para apoiar a teoria, foi utilizado o conhecimento adquirido pelos graduandos do curso. A forma de comprovação dos conhecimentos adquiridos escolhida pela equipe foi um estudo de caso em uma linha de produção ativa, uma vez que foi possível o acesso a uma fábrica de bombas de combustíveis no período de cinco dias. Com este acesso, a equipe aplicou passo a passo as etapas da ferramenta de balanceamento de operações e concluiu os estudos dentro do prazo máximo de autorização da empresa. Durante o processo, a equipe deparou-se com alguns fatores que poderiam comprometer a conclusão do trabalho no período autorizado. O primeiro fator preocupante foi o momento de percepção do tempo de montagem de uma bomba completa, que leva de seis horas. De acordo com os cálculos da equipe, para se cronometrar dez bombas a fim de se obter um tempo médio aceitável para aplicação da ferramenta, seriam necessários em torno de 60 horas, que resultariam em aproximadamente oito dias corridos de cronometragem interrupta. Para este problema, a equipe dividiu-se em três, o que permitiu que cada membro efetuasse a cronometragem de uma bomba por dia. Sendo assim, nos dois primeiros dias de cronometragem das bombas, obteve-se o tempo de seis bombas completas. Com esses tempos, efetuou-se uma análise crítica dos resultados obtidos, declarou aceitável para iniciar o próximo passo.

19 5 Outro problema enfrentado foi a necessidade de aplicação de fatores de correção nos tempos. Isso ocorre porque, ao serem informados sobre a observação do grupo, os operadores daquela linha de montagem apresentaram reações previstas em casos de estudo de tempo: alguns aceleraram o ritmo de trabalho, a fim de apresentar uma melhor produtividade, enquanto outros diminuem o ritmo de trabalho, com objetivo de mostrar que o processo é mais vagaroso do que o real. Para tanto, a solução adotada são ajustes de tempo, conforme apresentado no referencial teórico da pesquisa. Com os tempos cronometrados em mãos e os ajustes efetuados, seguindo-se os padrões, deu-se continuidade ao processo de balanceamento de operação. Como não ocorreram mudanças bruscas de planta da fábrica, os passos seguintes foram aplicados, obtendo sucesso no término do estudo.

20 6 4. JUSTIFICATIVA O tema balanceamento de operações, escolhido para elaboração desta pesquisa, é de suma importância para o ramo de engenharia de produção. Este assunto deve estar entre os requisitos básicos para a formação de um engenheiro de produção devido ao grande histórico de sucessos que essa ferramenta vem obtendo ao ser aplicado nas empresas, além do motivo de que, para sua utilização, deve-se conhecer outras diversas ferramentas de produção enxuta. A pesquisa a seguir explora em detalhes esta ferramenta e foi elaborada para ser didática para futuras consultas de calouros, formandos, recém-formados e todos que se interessem em aumentar o conhecimento na ferramenta de balanceamento de operações.

21 7 5. BALANCEAMENTO DE OPERAÇÕES No balanceamento de operações, o tempo total para a montagem de determinado produto é distribuído de forma semelhante entre as estações de trabalho, permitindo que a linha fique com os tempos nivelados entre si. Entre os objetivos principais do balanceamento de operações, pode-se citar: redução de desperdícios de tempo na produção, eliminação de gargalos, melhoria da planta, redução da ociosidade de mão-de-obra e equipamentos, bem como aumento da produção. O balanceamento de uma linha de produção consiste na atribuição de tarefas de forma que todas as estações demandem aproximadamente o mesmo tempo para execução das tarefas a elas designadas (PEINADO & GRAEMI, 2007 p. 198). A tarefa do balanceamento de linha é a de atribuir as tarefas aos postos de trabalho de forma a atingir uma dada taxa de produção, e de forma que o trabalho seja dividido igualmente entre os postos (MOREIRA, 2000 p. 412). A principal dificuldade que é encontrada ao realizar o trabalho de balanceamento é a formação de tarefas ou conjunto de tarefas que demandem o mesmo tempo para sua realização. Em muitos casos, não é possível dividir tarefas com maior duração. Da mesma forma, também não é possível agrupar tarefas com duração reduzida. Nesta pesquisa é abordado o passo a passo para o balanceamento de operações e seus atenuantes, como tempos de produção, fatores externos e internos que interferem na produção, forma correta de tomada de tempo, ajuste da planta e distribuição de funções.

22 8 6. FATORES INFLUENTES NA PRODUÇÃO Antes de aprofundar-se no assunto, o responsável pelo balanceamento de operações deve levar em consideração que uma linha de produção está sujeita a influências externas que podem prejudicar sua produtividade. Esses fatores também podem interferir no momento da redistribuição dos tempos durante o balanceamento, gerando limites para execução das tarefas. Para um sistema produtivo alcançar sucesso com eficácia e eficiência não basta apenas ter bom planejamento e uma estratégia bem definida. É muito importante saber que um sistema, seja ele produtivo ou outro qualquer, depende de diversos fatores. É nesse exato momento que o gestor deve gerir um equilíbrio no sistema para alcançar um bom rendimento, pois há fatores externos que alteram o cotidiano da empresa e isso traz impacto à produtividade. A seguir, é apresentada uma sucinta explicação sobre os principais fatores externos influentes na produtividade: Relação Capital vs. Trabalho: este fator indica investimentos que a empresa anda empregando em máquinas, equipamentos e instalações em relação à mão-de-obra empregada. Sempre existem depreciações e obsolescência, portanto, a empresa, para continuar tendo prospecções futuras, deve considerar as modernizações e tecnologias, com investimentos em maquinário e pessoal. Tecnologia: a inovação por tecnologia no mundo de hoje é indispensável em qualquer área de atuação, assim, um sistema produtivo deve estar voltado às novas tendências tecnológicas. São esses avanços tecnológicos os responsáveis pelo aumento da produtividade nos últimos anos, diminuindo árduas e repetitivas tarefas da mão-de-obra. Para tanto, os avanços necessitam de um aprimoramento cada vez maior, de acordo com a necessidade do sistema produtivo.

23 9 Escassez de Recursos: alguns recursos podem trazer grande prejuízo na produtividade. Como exemplos desses recursos, verificam-se: ausência ou problemas de energia, componentes, peças e até mesmo nos recursos financeiros da empresa, pois além de prejudicar o planejamento, há também um encarecimento do custo no orçamento final. Restrições Legais: a legislação deve ser respeitada e compreendida por ambos os lados (empreendedor e empregado) de acordo com sua vigência. É relevante se atentar para adaptações locais e onerosas, pois uma legislação antiquada, inadequada e protecionista produz impacto direto na produtividade. Fatores Gerenciais: um bom gestor deve saber compreender tudo o que está acontecendo ao redor e dentro do sistema produtivo. A capacidade intelectual focada na adaptação e preparação para mudanças, bem como a criação de oportunidades para melhorias contínuas na produtividade, é de extrema importância. O empenho do gestor reflete nos demais empregados e em suas respectivas atribuições. Qualidade de Vida: a qualidade de vida ganha grande destaque nos dias de hoje, uma vez comprovado o fato de um profissional se desenvolver melhor estando bem consigo mesmo. É de suma importância destacar que uma empresa preocupada com seus funcionários, fornecendo-lhes uma boa ergonomia, desenvolvimento profissional, pessoal, treinamentos e benefícios (tanto para si quanto para a família), se torna mais competitiva, pois agrega força interior da equipe, ganhando respeito e comprometimento dos colaboradores. Sendo assim, é certo que o retorno, em termos de aumento de produtividade, é imediato. Porém, não se devem considerar apenas os funcionários. Uma boa estratégia competitiva engloba também uma relação de sustentabilidade com clientes, com o meio ambiente e com a sociedade na qual se encontra instalada na empresa.

24 10 Recurso Humano: um profissional qualificado tende a agregar mais ao sistema produtivo do que diversos profissionais sem a mesma graduação. Não adianta ter mão-de-obra barata se esta não é produtiva. Outra consideração crescentemente importante é que, num ambiente em que cada vez mais o capital humano é visto como um fator crucial na obtenção de vantagens competitivas, a empresa deve se atentar à imagem que pretende mostrar para se tornar mais atrativa aos olhos dos funcionários. Quase sempre, aumentos de produtividade requerem mudanças tecnológicas, de qualidade e/ou na forma da organização do trabalho como um todo sistêmico. produtivo. Na figura 1, é demonstrado um esquema desses fatores em um sistema FIGURA 1 Esquema de fatores Influentes na Produção A figura 1 ilustra a transformação de recursos dentro de uma empresa. No lado esquerdo, temos o ambiente que proporciona as entradas de vários tipos de recursos, que dentro da empresa são transformados em produtos (área circulada). No lado direito, há a saída dos produtos e serviços, que retornam ao ambiente.

25 Influência da Fadiga Humana na Produção Um sistema produtivo é uma forma em série de se produzir um produto ou serviço no qual diversos profissionais trabalham sendo auxiliados por máquinas e ferramentas. Existem sistemas produtivos que são mais automatizados e que facilitam as tarefas dos profissionais, mas nunca as dispensam. Há também linhas em que a mão-de-obra é mais aplicada do que maquinários. Uma associação em comum é o aparecimento de fadiga, que geralmente surge por conta de repetições de atividades. De um modo geral, entende-se a fadiga humana como um conjunto de alterações que ocorre no organismo, resultantes de atividades físicas ou mentais e que levam a uma sensação generalizada de cansaço. É consequência direta da fadiga a perda de eficiência, ou seja, a diminuição da capacidade de trabalho (NAHAS, 2001). Esses são os sintomas que podem vir a aparecer num sistema produtivo, uma vez que as rotinas ou carregamento intenso de tarefas ocasionam uma fadiga nos profissionais, impactando na produtividade. Segundo LIDA (1993), as causas da fadiga são variadas e possuem efeito cumulativo. As exigências físicas ou mentais exageradas provocam estresse, mas este pode incidir fortemente naqueles trabalhadores já afetados, como conflitos com a chefia ou até um problema doméstico. Os estudos citam alguns fatores nos quais há influência direta da fadiga: Conteúdo do trabalho: pressão para manter ritmo de produção, responsabilidade, conflitos e outras fontes de insatisfação no trabalho; Sentimentos de incapacidade: O estresse decorre de uma percepção pessoal da incapacidade em atender a demanda do trabalho ou terminá-lo dentro de um prazo estabelecido;

26 12 Condições de trabalho: condições desfavoráveis, projetos inadequados de posto de trabalho, obrigando o colaborador a manter uma postura inadequada; Fatores organizacionais: comportamento dos superiores que podem ser demasiadamente exigentes e críticos, além das questões salariais, plano de carreira, expediente de trabalho, horas extras e turnos de plantão; Pressão econômico-social: questões de dinheiro e a forte pressão exercida pela sociedade de consumo são elementos de frequentes preocupações. Os principais sintomas da fadiga são: sonolência, lassidão, indisposição para o trabalho, falta de concentração, lentidão perceptiva, ausência da força de vontade e iniciativa, baixo rendimento e irritabilidade, assim como ocasionar problemas cardiovasculares, no sistema nervoso e digestivo. Nas literaturas, a fadiga é principalmente subdivida em duas classes: fadiga muscular e crônica. Entretanto, é possível encontrar outros tipos de fadigas ocasionadas por diferentes atividades, tais como: fadiga visual, corporal geral, mental, nervosa e circadiana. Definições para os tipos de fadiga: Fadiga Muscular: estado no qual a capacidade dos músculos em reagir a estímulos e produzir trabalho é sensivelmente diminuída. Tende a ser considerada uma resposta normal ao cansaço decorrente de atividades físicas intensas, executadas por um longo período de tempo. Fadiga Crônica: processo mais generalizado, progressivo e cumulativo, consequente de longos períodos de atividade, repouso insuficiente, nutrição inadequada, excessiva preocupação, ansiedade ou outros problemas de saúde. Os sintomas mais comuns desse tipo de fadiga são: dificuldade para dormir, irritabilidade, brusca perda de peso e um estado geral de exaustão.

27 13 Visando obter boa produtividade, a fadiga deve ser evitada e controlada por meio de um planejamento de intensidade, carga e volume, com a correta adequação a cada indivíduo de acordo com sua capacidade. É importante que a empresa busque práticas de motivação e estímulo aos trabalhadores, uma vez que essas associações das ações gerem melhorias no sistema produtivo Gargalos na Linha de Produção Um fator importante que interfere diretamente na produção é representado pelos gargalos produtivos. Os gargalos produtivos são todas as etapas em uma linha de produção que limitam sua capacidade final. Por exemplo, uma empresa possui uma linha de produção sequencial composta de quatro máquinas e dependentes entre si, cujas capacidades de fabricação são, respectivamente: 50 peças/h, 30 peças/h, 40 peças/h e 80 peças/h. Baseado nesses dados, quantas peças são produzidas por hora nessa linha produtiva? A resposta para esta questão é: 30 peças por hora, pois a primeira máquina produz 50 peças/ h e passa para a etapa seguinte, mas esta etapa seguinte apenas consegue produzir 30 peças/h, ou seja, independente da capacidade das máquinas posteriores, apenas serão passadas 30 peças/h para as etapas seguintes, e na segunda etapa, estoque e/ou fila no processo de 20 peças/h em decorrência do gargalo. Desta forma, verifica-se um gargalo nesta etapa e fica possível achar soluções para reduzir o impacto deste gargalo na produção, identificando em qual etapa encontra-se para, consequentemente, tomarem-se as medidas para que sua capacidade produtiva seja elevada. A figura 2 mostra o impacto de um gargalo na linha de produção.

28 14 FIGURA 2 Esquema de gargalo em linha de produção Quando um gargalo é solucionado em uma etapa, ele vai possivelmente aparecer em outra etapa. Utilizando o mesmo exemplo, caso a capacidade da segunda máquina for aumentada para 50 peças/h (igual a da primeira máquina), o gargalo será na terceira máquina (capacidade 40 peças/h). Tornando-se um processo contínuo de melhoria da produtividade. Sendo assim, é possível definir os gargalos produtivos como uma geração de ociosidade de uma ou mais partes de um sistema, no qual se adiciona uma parcela de custo fixo maior (principalmente custos de estocagem e financeiro). Outro gargalo não tão claro é identificado no atendimento ao cliente, localizado na saída do sistema (vendas). Alguns autores não classificam o setor de vendas como gargalo, entretanto, se houver alguma restrição nas saídas (vendas), consequentemente haverá ociosidade nas entradas (sistema de produção), pois não haverá a necessidade da produção e, portanto, a saída seria, sim, um gargalo. Gargalos produtivos são dificilmente detectados e eliminá-los é uma tarefa árdua, principalmente quando ocorrem diversos gargalos no mesmo sistema produtivo. Por fim, o gargalo produtivo pode ser considerado uma falha de planejamento produtivo que acarreta em redução da capacidade produtiva e na consequente perda de eficiência e recursos, sejam eles financeiros ou humanos. Geralmente os gargalos surgem quando, em alguma etapa do processo, há obstrução do fluxo normal de produção.

29 15 No entanto, a necessidade de corrigi-los é importante para manter a empresa competitiva e atingir o foco das estratégias traçadas no início do projeto, pois tendo como resultado a redução ou eliminação dos gargalos produtivos, a organização obtém melhoria na produtividade e reduz os desperdícios de recursos, aumentando o resultado e obtendo, assim, uma maior lucratividade.

30 16 7. ETAPAS PARA O BALANCEAMENTO Para iniciar o balanceamento em uma linha de produção, devem-se seguir fatores pré-definidos, que indicam o caminho correto para que seja feito um bom trabalho. No trecho a seguir desta pesquisa são demonstradas as etapas para que o trabalho seja feito. Etapa 1: para se tomar alguma ação sobre um processo, é necessário conhecê-lo a fundo, assim como seus fatores influentes e todo entorno das operações seguintes. Para isso, a primeira ação a ser tomada é a elaboração do Mapa de Fluxo de Valor do processo (MFV)¹, identificando os problemas e dificuldades. Etapa 2: ao se conhecer o processo, o próximo passo é a aquisição dos tempos da produção em estudo. Esses estudos são um espelho de como o tempo de montagem de um produto está distribuído por todo seu ciclo de produção. Etapa 3: nesta etapa, aplica-se a ferramenta de Máximo Operador ², no qual é identificada a quantidade de operadores ou postos de trabalhos necessários para atender a demanda de acordo com o tempo necessário. Etapa 4: os tempos de produção extraídos devem ser segregados por postos de trabalhos, de forma a identificar os gargalos do processo. Localizando os gargalos, é necessário redistribuir os tempos de forma que todos fiquem o mais próximo possível da linearidade. 1. MFV Mapa de Fluxo de Valor é o desenho real do processo de montagem de um produto como um todo, desde a compra de matéria-prima até o recebimento do produto acabado no cliente 2. Máximo Operador é o gráfico que distribui o tempo de montagem do produto com referência no Takt time, resultando na quantidade ideal de operadores.

31 17 Etapa 5: com os tempos redistribuídos, deve-se verificar se todas as mudanças são viáveis ao processo, para então, implementar as mudanças cabíveis. Sendo viáveis, deve-se oficializar as mudanças propostas. Etapa 6: elabora-se um relatório para indicar as soluções encontradas para os problemas, oficializando o balanceamento de operações Mapa de Fluxo de Valor (MFV) JONES & WOMACK (2004), definem o mapeamento do fluxo de valor como uma representação visual dos fluxos, tanto de informação quanto de materiais, de determinado processo. O Mapa de Fluxo de Valor é o desenho real do processo e de todas as partes que atuam nele. Deve ser desenhado em uma folha de papel, utilizando os símbolos padronizados, criando uma visão geral do processo e oferecendo ao analista a possibilidade de enxergar melhorias e prováveis fragilidades no processo. Para elaborá-lo, é preciso seguir toda a transformação de um produto, desde a chegada da matéria-prima à fábrica até sua transformação em produto final e entrega ao cliente. Todas as etapas devem ser expressas graficamente, utilizando símbolos padronizados. Nesta pesquisa, os símbolos utilizados serão os símbolos expressos na figura 3.

32 18 FIGURA 3 Símbolos para elaboração de Mapa de Fluxo de Valor A figura 3 ilustra os símbolos padronizados utilizados no mapeamento de fluxo de um processo com os respectivos significados. Existem diversos símbolos além dos ilustrados nesta figura, porém apenas estes são utilizados no estudo de caso. Além das expressões gráficas, devem ser conferidos no Mapa de Fluxo os tempos de processo. Depois de conferidos os dados de produção e desenhado o processo, o Mapa de Fluxo resulta como no exemplo da figura 4: FIGURA 4 Exemplo de Mapa de Fluxo de Valor (MFV)

33 19 A figura 4 demonstra um Mapa de Fluxo de Valor, no qual está anotado todos os dados do processo e tempos de montagem, bem como os fatores que influenciam na produção, além do circuito logístico da matéria-prima e do produto acabado Estudo de Tempos Segundo SLACK (2008, p. 287), estudo do tempo é uma técnica de medida do trabalho para registrar os tempos e o ritmo de trabalho para os elementos de uma tarefa especializada, realizada sob condições especificadas, e para analisar os dados de forma a obter o tempo necessário para a realização do trabalho com um nível definido de desempenho. O estudo de tempos, movimentos e métodos aborda técnicas que submetem a uma detalhada análise cada operação de uma dada tarefa, com o objetivo de eliminar qualquer elemento desnecessário à operação e determinar o melhor e mais eficiente método para executá-la (PEINADO & GRAEMI, 2007 p. 88). Define-se que estudo de tempo é a determinação, com o uso de um cronômetro, do tempo necessário para se realizar uma tarefa. Além de procurar estabelecer a melhor forma de se desempenhar um determinado trabalho, o estudo dos tempos possui outras finalidades: Estabelecer padrões que serão utilizados na elaboração de programas de produção; Determinar a capacidade produtiva da empresa; Determinar o tempo necessário de produção para atender à demanda Determinar o valor da mão-de-obra direta (MDO) para cálculo do custo do produto; Fornecer dados para o estudo de balanceamento de operações;

34 20 O estudo do tempo é a premissa básica para a determinação de um balanceamento de linha Equipamentos Utilizados para Estudo dos Tempos Para que seja realizado o estudo dos tempos, necessita-se, de um cronômetro, para realizar a contagem do tempo da atividade em estudo e uma folha de observação, na qual serão registrados os tempos e demais observações relativas à atividade cronometrada, conforme anexo B tempo. A figura 5 apresenta exemplos de cronômetros utilizados para tomada de FIGURA 5 Modelos de cronômetros

35 Procedimento para Determinação do Tempo Cronometrado Para a determinação do tempo cronometrado, primeiramente, deve-se dividir o objeto de estudo em partes para que se obtenha uma medida precisa. É preciso cuidado para não dividir a operação em muitos ou poucos elementos. PEINADO & GRAEMI (2007) indicam cinco segundos como o tempo mínimo a ser medido. Abaixo deste tempo, os erros provenientes do cronoanalista ocorrem com maior frequência, como exemplo, a hora exata de parar o cronômetro. Em seguida, devem-se medir as ações do operador em momento separado das ações das máquinas para que se tenha exatamente o atraso do operador e o causado pelo equipamento. Outros aspectos que devem ser considerados no momento da cronometragem dos tempos são: Erro do cronoanalista: embora raramente, erros podem ocorrer e eles não podem interferir no resultado final da medição; Elementos estranhos: são elementos desnecessários à operação, como por exemplo, o operador enxugar o suor da testa; Elementos anormais: são aqueles que modificam a sequência natural da operação como uma rebarba, dificultando o encaixe de uma peça. Apesar de ignorados no momento da cronometragem, os elementos estranhos ou anormais devem ser identificados, pois podem representar uma oportunidade de melhoria na operação. Dependendo da frequência com que ocorrem, convém identificar as causas e eliminá-las.

36 Determinação do Número de Ciclos a Serem Cronometrados Para obter uma medida aceitável de tempo, as durações das atividades devem ser mensuradas por diversas vezes, proporcionando uma média aritmética. Segundo ROCHA, para tarefas de grande utilização, em que a variação do tempo pode gerar uma elevada variação na produção, devem ser realizadas, no máximo, 50 observações, porém, o normal é que se realizam de 20 a 30 tomadas de tempo. Para esse estudo de caso, adotou-se o padrão utilizado na empresa, onde o ideal é que seja tirada uma média aritmética de no mínimo dez de um ciclo total de produção, porém, nos casos em que o tempo de ciclo de um produto é muito elevado e ocorram limites para que o trabalho seja feito, é aceitável uma redução do número de tomadas de tempo, desde que os tempos por etapa estejam próximos, sem elevadas variações, e que haja um consenso entre o solicitante do balanceamento e o responsável pela aplicação da ferramenta Tempos de Produção Quando se trata de produção, há diversos tempos a serem tomados. Os tempos sofrem influência da demanda e do ritmo de produção, que varia de operador a operador, da fadiga que ocorre diante das situações de trabalho, dentre outros fatores influentes já apresentados. A seguir, serão apresentados os tempos de produção e as formas de ajuste de tempo Tempo de Ciclo Tempo de ciclo é o tempo em que a linha irá fornecer um produto acabado, ou seja, a cada x tempo terá um produto acabado no final da linha de montagem. É o tempo máximo permitido para cada estação de trabalho antes que a tarefa seja passada para a estação seguinte (PEINADO & GRAEMI, 2007 p. 206).

37 23 Para LAUGENI & MARTINS (2002), o tempo de ciclo é o intervalo entre a liberação de duas pessoas em uma linha de montagem. Para uma máquina ou equipamento, o tempo de ciclo é o tempo-padrão, ou seja, é o tempo necessário para a execução de determinada tarefa em uma peça. Porém, quando se trata de uma linha de produção, devem ser consideradas as relações entre os equipamentos e as operações para que seja definido o tempo de ciclo. A figura 6 apresenta um esquema de linha de produção e os tempos distribuídos por postos: TEMPO DE CICLO FIGURA 6 Linha de produção e tempo de ciclo Na figura, o produto passa por quatro operações (postos ou máquinas diferentes) até ser finalizado. Cada um desses postos possui um tempo-padrão de processamento. Se adotássemos o mesmo conceito de uma máquina, o tempo de ciclo seria a soma dos tempos das operações executadas em cada posto A, B, C e D. Porém, ao fazer uma análise aprofundada na figura, identifica-se que o ciclo da linha é de três minutos (operação C), pois somente após esse período de tempo é possível ter um novo ciclo completo. Com isso, chega-se a uma nova definição: o tempo de ciclo em uma linha de produção equivale ao tempo de operação na máquina ou posto mais lento o gargalo.

38 24 No exemplo, se um único operador fosse responsável por todas as atividades acima descritas, o tempo de ciclo nesse caso seria igual à soma do tempo de todas as operações, ou seja, nove minutos Tempo Normal Para BARNES (1999), o tempo normal é o tempo necessário para que um operador qualificado execute a operação, trabalhando em um ritmo normal, sem levar em consideração tolerância alguma. Porém, deve-se considerar que ao longo do dia, o trabalho do operador sofre algumas interrupções, tanto por necessidades pessoais como por motivos alheios à sua vontade. SLACK et AL. (2002, p. 288) adota a seguinte definição para a avaliação de ritmo dos tempos observados: Processo de avaliar a velocidade de trabalho do trabalhador relativamente ao conceito do observador a respeito da velocidade correspondente ao desempenho padrão. O observador pode levar em consideração, separadamente ou em combinação, um ou mais fatores necessários para realizar o trabalho, como a velocidade de movimento, esforço, destreza, consistência etc. Além disso, durante o processo de tomada de tempo, o operador que está sendo avaliado pode trabalhar acima ou abaixo do ritmo normal. Ritmo normal é o ritmo que um operador pode manter diariamente, sem fadiga e com um esforço razoável. A avaliação do ritmo é subjetiva, ficando a critério do cronoanalista. Para um ritmo normal de operação é atribuída uma taxa de 100%, podendo variar, para mais ou para menos. Com isso, conclui-se que o Tempo Normal é o Tempo Real corrigido pelo ritmo do operador. Onde: TR = Tempo real TN = Tempo normal % Ritmo Φ TN = TR 100 Exemplo: Para um tempo real de 0,06 min e um ritmo avaliado em 90%, o tempo normal é 0,054 min.

39 Tempo-padrão O tempo-padrão é o tempo considerado adequado para produzir um item, considerando a preparação do equipamento, o tempo efetivo de produção e levando-se em conta, também, algumas tolerâncias como fadiga do operador e paradas eventuais (necessidades fisiológicas e limpeza da máquina, são exemplos). BARNES (1999) define o tempo-padrão como sendo igual ao tempo normal mais as tolerâncias. O tempo-padrão de cada atividade constitui a meta da fábrica, que será a base para cobrança da produção dentro dos tempos estabelecidos. Conhecendo-se a quantidade de equipamentos e funcionários disponíveis e os tempos-padrão, é possível estabelecer as metas de produção para o período (dia, semana, mês). As metas de produção são fundamentais para que a fábrica realize sua função de produzir com alto desempenho, ou seja, produzir de forma que a ociosidade seja mínima e a taxa de utilização do tempo disponível seja próximo a 100%. Com as metas estabelecidas, é possível acompanhar se cada lote foi realizado dentro do seu tempo ideal. Assim, é possível identificar se está saindo de acordo com a meta e, em caso negativo, é possível atuar corretivamente. Quando uma empresa desconhece os tempos-padrão, não consegue estabelecer as metas de produção ou então as estabelece com alto grau de erro. Quando a produção é executada, certamente não haverá uma meta real, causando descrédito.

40 Recomendações para Cálculo do Tempo-Padrão Os tempos-padrão de produção para os diversos componentes e produtos, deverão ser estabelecidos. O ideal na definição dos tempos-padrão é que seja realizada a cronometragem dos tempos de execução. Embora esse seja o processo ideal, sabe-se que a cronometragem demora um grande tempo para ser realizada e possui custo que pode ser inviável para uma pequena empresa. Uma alternativa à cronometragem é o estabelecimento dos tempos por meio da implantação de controles de produção que permitam captar os tempos médios utilizados. Com os controles de produção preenchidos, deve-se calcular o tempo normal (TN) médio para produzir um item. É importante avaliar, também, se o tempo obtido é significativo (ou seja, se a amostra utilizada corresponde ao que ocorre na fábrica). Após estabelecer o tempo normal médio, deve-se adicionar algumas tolerâncias, ou seja, tempos de não-produção que na prática ocorrem. Estas tolerâncias são: a) Tolerância pessoal (Tp): tempo reservado às necessidades pessoais do funcionário. PEINADO & GRAEMI adotam o valor de 2 a 5% do tempo para estas paradas (0,02 a 0,05) b) Tolerância para espera (Te): quebras de máquinas, de ferramentas, variação de qualidade do material, interrupções pelos supervisores e falta de energia. Estes tipos de esperas podem ser determinados por meio de estudos contínuos ou de amostragem do trabalho, feitas ao longo de um período de tempo suficientemente grande para validar os valores encontrados (PEINADO & GRAEMI, 2007 p. 103).

41 27 Com base no tempo normal (TN) médio e tolerâncias, pode-se estabelecer a fórmula para o tempo-padrão (TP) para o componente, que seria: [ TN ( Tp Te) ] TP = + Onde: TP: tempo padrão TN: tempo normal Tp: tolerância pessoal Te: tolerância para espera Ao conhecer o tempo total para produzir as devidas peças, é possível estabelecer metas de produção confiáveis Lead Time O lead time, em sua tradução para o português tempo de conduzir, é o tempo total entre o início de um processo e o final. Por exemplo, entende-se como lead time de um produto o tempo total desde o momento exato da colocação do pedido até a emissão da nota fiscal. Indica o tempo que o fornecedor demora a entregar um pedido de compra, quando se trata de item comprado, ou o tempo de produção, quando o item é fabricado internamente (PEINADO & GRAEMI, 2007 p. 206) O lead time de um produto é padronizado pela empresa que o produz. Para que essa definição seja feita, deve-se considerar a demanda do produto, sua capacidade de produção, o lead time dos fornecedores de matéria-prima e o lead time administrativo para que o produto esteja pronto com nota fiscal emitida. Dentro do lead time total de um produto, pode-se observar diversos lead times, como exemplo:

42 28 Lead Time de colocação do pedido: após recebimento da ordem de compra do cliente, a área comercial possui lead time de um dia para colocação do pedido no sistema. Lead Time de liberação do pedido no financeiro: dependendo do valor total do pedido e a forma de pagamento, se torna necessário que o pedido seja liberado pelo setor financeiro da empresa em um prazo máximo de um dia. Lead Time de produção: após receber um pedido, a produção possui um lead time de três dias para que o pedido seja entregue à expedição. Lead Time de expedição: ao receber o pedido completo, a expedição necessita de um dia para embalagem e emissão de nota fiscal. Sendo assim, o lead time total do produto exemplo seria de seis dias. Em resumo, pode-se definir o lead time como o tempo que o cliente enxerga para que possa receber o produto Tempo Takt (Takt time) Takt time: o termo tem origem alemã, no qual Takt significa ritmo, é a relação entre o tempo disponível para fabricação de um determinado item e a sua demanda. Pode-se demonstrar o seu cálculo da seguinte forma: tempo de trabalho disponívelno perído Takt time = demanda do mercado no período Por exemplo, se uma fábrica trabalha oito horas/dia, ou 480 minutos, e a demanda do mercado é de 120 unidades/dia, o Takt time será de quatro minutos (480/120).

43 29 Conclui-se, então, que o Takt time é o ritmo que a produção deve seguir para atender à demanda (o Takt time definido se torna referência única para todo o sistema de produção). Por isso, é necessário um compromisso mútuo entre todas as áreas envolvidas: Vendas, Marketing, Produção, Manutenção e Suprimentos. Um ritmo de produção mais rápido gera estoques, ao ponto que um ritmo de produção mais lento pode gerar diversos desequilíbrios na produção, tais como refugos, retrabalhos, horas extras, etc. O objetivo do Takt time é, portanto, adequar a produção à demanda e não o oposto. Em uma linha programada com base no Takt time, é comum encontrar dispositivos sonoros e visuais que indicam o progresso do trabalho. Na figura 7, temos um exemplo de um desses dispositivos: o Andon ³. FIGURA 7 Exemplo de Andon Quando uma célula excede o limite previsto para determinada operação, alarmes visuais e sonoros são acionados. Com esse tipo de abordagem, objetiva-se a máxima eficácia no processo por meio de um controle maior nas informações e na redução do tempo de resposta para determinadas ações. 3. O Andon é uma ferramenta de gestão à vista. Tem como finalidade, além de informar problemas em processo como paradas de máquina, indicar quando o processo está atrasado em relação ao Takt time. Ele pode ser apresentado nas formas de quadros, sinalizadores sonoros ou visuais.

44 30 Ao se tratar de Takt time, é importante considerar a capacidade de produção e suas restrições. Muitas vezes, ao se definir o Takt time, identifica-se que o ritmo necessário não é suportado pelo sistema de produção atual. É a partir daí que as empresas podem adotar medidas para adequar a sua produção à demanda solicitada. Uma dessas medidas é o balanceamento de operações, objeto deste estudo. Sabe-se que, ao adotar o Takt time como referência em uma linha de produção, a flexibilidade para responder a possíveis alterações na demanda, ou por volume ou pela diversidade de produtos, torna-se significantemente reduzida. Cabe à área de planejamento desenvolver estratégias de produção capazes de absorver essas variações, evitando impactos no sistema produtivo. A adoção do Takt time no sistema de gestão da produção pode representar a oportunidade para um ciclo de melhorias, como demonstra o fluxograma da figura 8: FIGURA 8 Fluxograma de gestão da produção com base no Takt time Após calcular o Takt time, ele deve ser comparado com o tempo de ciclo. Se o Takt time calculado for igual ou superior ao tempo de ciclo, o processo atende a demanda. Caso contrário, devem ser feitas melhorias visando reduzir o tempo de ciclo, de forma que ele seja, no mínimo, igual ao Takt time calculado.

45 Análise dos Tempos Tendo em mãos os tempos de produção, é possível partir para a próxima etapa: a análise dos tempos e sua distribuição. Nesta etapa, devem-se colocar os tempos distribuídos em um gráfico de colunas, o qual deve conter o Takt time para comparação. Inicialmente, busca-se a eliminação dos gargalos de produção, fazendo com que cada posto tenha ocupação máxima de tempo, considerando o Takt time. A figura 9 demonstra um gráfico com os tempos atuais distribuídos por postos em uma linha ainda não balanceada. FIGURA 9 Exemplo de gráfico de tempos de produção antes do balanceamento Nota-se na figura que não há tendência de linearidade na distribuição dos tempos. É certo que este processo possui etapas de ociosidade e outras etapas sobrecarregadas, gerando filas de produto pré-montado e limitando a capacidade do processo ao posto de maior tempo. Analisando os tempos distribuídos no gráfico, observa-se que os seguintes fatores ocorrem nesta linha de produção: