PARÂMETROS DE EFICÁCIA NA APLICAÇÃO DE FERRAMENTAS LEAN A PARTIR DA ANÁLISE DO MAPEAMENTO DO FLUXO DE VALOR

PARÂMETROS DE EFICÁCIA NA APLICAÇÃO DE FERRAMENTAS LEAN A PARTIR DA ANÁLISE DO MAPEAMENTO DO FLUXO DE VALOR André Luiz Vivan (1); Felipe Huertas Ortiz (2); José Carlos Paliari (3) (1) Mestre em Construção Civil, bolsista DTI-B do CNPq na UFSCar; andreluizvivan@gmail.com (2) Engenheiro Civil, aluno do Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil da UFSCar - (PPGECiv-UFSCar); pipealtas@hotmail.com (3) Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Civil UFSCar; jpaliari@ufscar.br Resumo Considera-se que uma das formas de se obter melhorias durante o processo de produção de edificações consiste na aplicação dos princípios da Lean Construction. Para isso, uma ferramenta denominada Mapeamento do Fluxo de Valor (MFV) é aplicada no canteiro de obras com o intuito de se identificar os processos que geram atividades de fluxo e permitir a proposição de melhorias. Porém, nem sempre a aplicação das melhorias representa um ganho real na produção e na qualidade do produto final, ainda que a redução do lead time seja obtida. Assim, o presente artigo propõe o estabelecimento de parâmetros numéricos que representam o nível de eficácia das melhorias propostas a partir do uso e análise do MFV. Para o cumprimento do objetivo deste trabalho, foram coletados dados de produção de uma obra na cidade de São Carlos-SP, a partir dos quais foi desenvolvido o MFV atual. Feito isso, foram propostas melhorias para o canteiro de obras com o uso de soluções e ferramentas Lean e, a partir disso, foram elaborados três MFVs futuros, representando três possíveis cenários de evolução, a partir dos quais foram estabelecidos parâmetros numéricos que indicam a eficácia das soluções propostas e que podem ser utilizados para qualquer tipo de obra. Consideram-se os resultados deste artigo relevantes para a indústria da construção e para o meio acadêmico, pois representam um avanço no uso do MFV na Construção Civil e permitem um melhor entendimento das ferramentas e princípios Lean no canteiro de obras. Palavras-chave: Lean construction, Fluxo, Valor, Eficácia. Abstract It is considered that one way of obtaining improvements in the production of buildings, is based on the application of the principles of Lean Construction. For this, a tool called Value Stream Mapping (VSM) is applied at the construction site in order to identify the processes that generate flow activities and allow to propose improvements. However, not always the implementation of improvements represents a real gain in production and quality of the final product, even if the lead-time reduction is achieved. Thus, this paper proposes the establishment of numerical parameters that represent the level of effectiveness of the proposed improvements from the use and analysis of VSM. To achieve the objective of this study, were collected production data of a construction site in São Carlos-SP, from which it was developed the VSM current. Done that, were been proposed improvements to the construction site with the use of Lean tools and solutions, and from this, three future VSM were developed, representing three possible scenarios of evolution, from which were established numerical parameters that indicate the effectiveness the solutions proposed and which may be used for any kind of work. Assume the results of this paper relevant to the construction industry and academia, as they represent a breakthrough in the use of VSM in the Building and allow a better understanding of Lean principles and tools at the jobsites. Keywords: Lean construction, Flow, Value, Effectiveness. 2624

1. INTRODUÇÃO Considera-se que um dos primeiros passos para se introduzir os princípios Lean seja por meio da aplicação de uma ferramenta denominada Mapeamento do Fluxo de Valor (MFV) (PICCHI, 2003). Rother e Shook (2003) afirmam que o uso do MFV é muito importante, pois retrata o estado atual do processo de produção, ajuda na identificação dos desperdícios, mostra a relação entre fluxo de material e o fluxo de informação e visualiza mais do que simplesmente os processos individuais, possibilitando o entendimento do processo produtivo como um todo. Assim, um dos objetivos da aplicação do MFV é a proposição de melhorias a partir da aplicação de ferramentas originadas e aplicadas em processos Lean. Porém, nem sempre as melhorias propostas representam uma evolução no processo de produção. Por exemplo, certas intervenções podem resultar na diminuição do tempo de agregação de valor, tal fato pode custar a qualidade do produto em questão. Além disso, não existem parâmetros que indiquem a eficácia das mudanças adotadas para a redução ou eliminação das atividades de fluxo. Desta forma, o presente artigo propõe o estabelecimento de parâmetros numéricos baseados na ponderação de cada uma das atividades de fluxo definidas pela teoria. Para isso foram adotados valores numéricos que variam de acordo com a intervenção proposta no MFV. Os parâmetros são obtidos por meio gráfico após alguns resultados parciais oriundos de algumas equações que serão explicitadas. Com tais parâmetros, a análise das intervenções propostas nos MFV futuros torna-se mais segura, sob o ponto de vista de que os profissionais visualizarão a eficácia das ferramentas Lean adotadas, possibilitando uma análise de viabilidade mais segura das intervenções propostas. 2. OBJETIVOS E MÉTODO DE PESQUISA Estabelecimento de parâmetros numéricos que indiquem a eficácia das soluções adotadas para a melhoria de um determinado processo de produção, a partir do uso do MFV. O método de pesquisa é resumido pelo desenvolvimento do MFV atual, a partir de dados coletados em uma obra na cidade de São Carlos-SP e posterior proposição de intervenções que possibilitaram o estabelecimento de parâmetros numéricos de eficácia das soluções adotadas. 3. MAPEAMENTO DO FLUXO DE VALOR Koskela (1997) considera que a essência em um sistema Lean de desenvolvimento e produção é o apreço de que há dois aspectos em qualquer sistema de produção: fluxos (não agregam valor) e conversões (agregam valor). Assim, a melhoria das atividades de fluxo (inspeção, espera e transporte), que não agregam valor, deve ser orientada para a sua redução ou mesmo sua eliminação, de modo que as atividades de conversão deverão ser mais eficientes (KOSKELA, 1997). A desconsideração das atividades de fluxo gera grande impacto na produção, visto que as maiores responsáveis pelos custos em um processo são, exatamente, as atividades de fluxo que chegam a superar as atividades de conversão, além do que as empresas que não dominam totalmente o processo de produção (neste caso, associando a um sistema construtivo), tornam os processos de conversão ainda mais complicados de serem executados (KOSKELA, 1992). Uma das formas de se visualizar atividades de transporte, espera e inspeção em um processo de produção é por meio da aplicação do MFV. Esta ferramenta facilita a percepção dos desperdícios na produção e, consequentemente, permite sua administração com o objetivo de reduzir ou eliminar as atividades de fluxo. O MFV é largamente utilizado na indústria de 2625

produtos seriados, pois retrata o comportamento dos processos que estão sendo analisados. Seu uso é muito frequente para a avaliação da produção das empresas (fábrica), visando, principalmente, tempos de ciclo e desperdícios. Na construção civil, o MFV tem sido estudado por acadêmicos e, eventualmente, aplicado nos canteiros de obras, dado que é uma ferramenta originada na indústria de manufatura e requer adaptações para uso na indústria da construção. Fontanini e Picchi (2003), Reis e Picchi (2004), Samaniego et al. (2005) destacam o MFV como o ponto de partida para encontrar, dentro da cadeia produtiva, os desperdícios e, consequentemente, permitir a proposição de soluções. Pasqualini (2005) considera o MFV uma ferramenta essencial e afirma que é a porta de entrada para a implementação dos conceitos Lean, visto que possibilita a visualização sistêmica do processo produtivo, a identificação dos reais problemas e desperdícios e a proposição de melhorias. Yu et al. (2009) afirmam que o MFV é a ferramenta mais utilizada em processos de planejamento dentro do ambiente Lean., auxiliando os profissionais a pensarem a respeito dos fluxos do sistema de produção, implementando soluções para um sistema enxuto por completo, ao invés de se aplicar as ferramentas Lean isoladamente. Porém, nem sempre as soluções propostas podem resultar em sucesso ou em eficácia, considerando todas as etapas da produção. Por exemplo, qual atividade de fluxo deve ser mais evitada? A aplicação de determinada ferramenta realmente resultou em melhores benefícios do que outras? A melhoria nos processos de conversão é necessária? O quão eficaz foi a solução proposta? Cabe destacar que soluções baseadas em melhorias dos tempos de conversão podem ser ainda mais agravantes, pois as mesmas podem resultar na depreciação da qualidade dos serviços e do produto final, o que exigiria maior tempo para a inspeção dos serviços e, eventualmente, retrabalhos e consequentes desperdícios. Tais questionamentos originam-se da dúvida que o pesquisador ou profissional pode ter ao propor as soluções a partir do MFV. Assim, a formulação de parâmetros numéricos, que indiquem a eficácia das soluções propostas, passa a ter um importante papel durante o planejamento e melhoria do processo de produção, pois acabam complementando o MFV como ferramenta para visualização das atividades, além de mostrar ao profissional o quão eficaz foi sua proposta. 4. PARÂMETROS NUMÉRICOS 4.1. Proposição A proposta baseia-se na apreciação gráfica da porcentagem de tempo, acrescida ou decrescida, que houve após as intervenções, ou seja, no MFV futuro, através da atribuição de pesos para cada atividade. Assim, sugere-se que cada melhoria proposta durante a aplicação do MFV, seja analisada por meio da razão entre as atividades de fluxo futuras e atuais, a partir da comparação entre o MFV atual e o MFV futuro. Objetivando a visualização dos desperdícios, a Equação 1 possibilita uma análise mais específica das atividades de fluxo, onde Tta, Tea e Tia são, respectivamente, os tempos das atividades de transporte, espera e inspeção e Tda representa o tempo total de desperdício atual. [Eq. 1] Estando as melhorias, em um primeiro momento, voltadas para a redução ou eliminação das atividades de fluxo, considera-se que, os parâmetros de eficácia devam ser tomados a partir da razão entre as atividades de fluxo futuras e atuais. A razão entre tais atividades resulta em três 2626

termos: xt; xe e xi. Tais variáveis representam, respectivamente, as razões entre os tempos de transporte, espera e inspeção entre o MFV futuro e o MFV atual. Os termos xt; xe e xi (xn) são obtidos a partir da Equação 2 (geral), onde Tnf é a generalização para Ttf, Tef e Tif, que representam, respectivamente, os tempos futuros de transporte, espera e inspeção e Tna representa Tta, Tea e Tia da Equação 1. Cabe destacar que as variáveis xn assumem valores onde 0 xn 1, porém, caso as equações retornem um valor para xn maior do que 1, então a intervenção proposta não é adequada, pois estará aumentando um tipo de desperdício. Porém nada impede que tal intervenção seja proposta, como será demonstrado posteriormente. [Eq.2] Uma vez encontrados os valores de xn, torna-se necessário ponderar os mesmos para que não haja depreciação da solução adotada em relação à cada situação que pode existir em um processo de produção. A ponderação dos valores de xn é feita através da divisão percentual do total do tempo de desperdício (Tda) em relação à cada atividade de fluxo. Considera-se que o tempo total de desperdício seja 100%, assim, as ponderações para as atividades de fluxo serão obtidas a partir da quantidade de cada uma (tempo no MFV atual) em termos de números absolutos, dividindo-as pelo Tda. Os números resultantes são multiplicados por 100, para que retornem em termos de porcentagem. De posse dos números anteriores, os parâmetros de eficácia são finalmente obtidos, graficamente, por meio de uma reta, como demonstrado no gráfico da Figura 1. Neste gráfico, o eixo y1 representa uma escala de valores correspondentes à ponderação citada no parágrafo anterior. O eixo y2 representa os parâmetros numéricos de eficácia que variam de acordo com os números do eixo y1. Locados no eixo x, estão os valores de xt, xe e xi. É necessário destacar que a reta irá sempre interseccionar o eixo x no ponto (1,0), pois este ponto representa intervenção nula (y1=0), o que também retorna um parâmetro nulo (y2=0). A escala do eixo y1 é fixa em termos de porcentagem, de acordo com a ponderação dos valores das atividades de fluxo descrita anteriormente. Como explicitado, para valores de x > 1, os valores de y2 serão menores do que zero. O gráfico da Figura 1 deve ser aplicado para cada uma das atividades de fluxo, gerando, assim, três parâmetros de eficácia. Sendo três as atividades de fluxo conceitualmente entendidas como atividades que não agregam valor, então, o maior valor de eficácia de intervenções em processo de produção a partir do uso do MFV será 30. Figura 1: Gráfico para obtenção dos parâmetros de eficácia das intervenções propostas em MFV 2627

4.2. Aplicação Prática Os dados coletados dizem respeito ao processo de produção de um canteiro de obras na cidade de São Carlos-SP. A obra, é composta por 15 blocos de 5 pavimentos com 4 unidades habitacionais cada, o que totaliza a quantia de 300 apartamentos. Todos os blocos da obra utilizam a alvenaria estrutural armada como sistema construtivo, sendo que a fundação é direta em concreto armado e as lajes são pré-fabricadas e protendidas com preenchimento em EPS e capa de concreto usinado. Para este estudo, a coleta de dados ficou restrita às atividades desenvolvidas para a produção de apenas um pavimento, analisando a alvenaria como processo principal. Assim, a coleta se iniciou após o término da fundação do primeiro bloco e todo o contrapiso do primeiro pavimento, de forma que as medições foram iniciadas no dia 13/02/2012, ou seja, o primeiro dia para o início da alvenaria do primeiro pavimento e foram concluídas no dia 29/02, com a concretagem da laje de cobertura do primeiro pavimento. Neste artigo não serão discutidas questões a respeito da elaboração do MFV, visto que o foco é o objetivo descrito, porém, foram cronometrados tempos de transporte, espera e inspeção, além dos tempos de processamento das atividades de conversão. De posse dos dados, foi elaborado o MFV atual do processo de construção no canteiro de obras (Figura 2) e, a partir dele, foram propostas três situações hipotéticas, originando três MFV futuros. Neste artigo não serão discutidas questões a respeito da elaboração do MFV, visto que o foco é o objetivo descrito. Assim, após a Figura 2, são explicitados os três casos utilizados para a aplicação da proposta do artigo. O caso 1 (dados na Tabela 1) representa a situação desejada após a aplicação do MFV, ou seja, redução das atividades que não agregam valor e consequente redução do lead time. Neste primeiro caso, houve redução das atividades de transporte e espera, porém manteve-se o mesmo tempo para as atividades de inspeção, pois se considerou que o tempo cronometrado para tal ação não necessitaria de melhorias significativas, dado que muitas das inspeções ocorriam em paralelo com o processo gerador de valor. Figura 2: MFV atual do processo de produção da obra visitada 2628

Tabela 1: Tempos coletados para as atividades de fluxo e tempos resultantes para as mesmas atividades após a proposição de melhorias para o caso 1 Caso 1 Transporte Espera Inspeção Lead Time MFV atual 195,20 min. 1230,40 min. 158,40 min. 10,44 dias MFV futuro 59,91 min. 480,00 min. 158,40 min. 7,46 dias De posse dos dados da Tabela 1, é possível verificar a eficácia deste primeiro caso partindo-se da substituição dos valores na Equação 1: Com o valor de Tda, é possível determinar a representatividade de cada atividade de fluxo a partir do tempo total de desperdício (ponderação). Assim, as ponderações utilizadas serão as seguintes: ; Assim, a próxima etapa é determinar os valores de xt, xe e xi, com o uso da Equação 2: ; ; Uma vez que as ponderações e os valores de xt, xe e xi são obtidos, o próximo passo é traçar no gráfico, Figura 3, as retas correspondentes à cada atividade de fluxo: Figura 3: Gráfico de parâmetros para o caso 1 2629

Analisando o gráfico da Figura 3, nota-se que cada atividade de fluxo foi representada por uma cor em suas respectivas retas e eixos. Cabe destacar que cada um dos eixos y2 possuem escalas diferentes, já que as ponderações em y1 são diferentes, assim, cada reta cruza o eixo y1 em suas respectivas porcentagens de participação no tempo total de desperdício e, consequentemente, nos eixos y2, são revelados os parâmetros de eficácia das intervenções após a identificação dos valores de xt, xe e xi. Como resultado, observa-se que, apesar das atividades de espera representarem a maior parcela de desperdícios e a maior redução, foram as intervenções em atividades de transporte que resultaram em maior eficácia (parâmetro 6,9 em relação ao 6,1 das atividades de espera). Nota-se também que as atividades de espera resultaram em parâmetro 0, visto que não houve qualquer tipo de intervenção em relação a tal atividade. Assim, somando-se os parâmetros de todas as três atividades, tem-se que o resultado final é: 6,1 + 6,9 + 0 = 13,0. Em termos comparativos, 13 fica um pouco abaixo da metade do maior valor de eficácia (30, como mencionado anteriormente), o que mostra que as intervenções foram, ao menos, medianas em termos funcionais. A seguir, nos casos 2 e 3, serão demonstrados apenas os gráficos resultantes das intervenções, visto que os cálculos das variáveis envolvidas obedecem às mesmas equações e sequencias demonstradas no caso 1. Assim, com o intuito de ilustrar o funcionamento da proposta, o caso 2 (dados da Tabela 2) ilustra uma situação em que nenhuma melhoria foi realizada, ou seja, os tempos das atividades de fluxo continuaram os mesmos. Dessa forma, o gráfico da Figura 4 retorna os seguintes resultados. Tabela 2: Tempos coletados para as atividades de fluxo e tempos resultantes para as mesmas atividades após a proposição de melhorias para o caso 2 Caso 2 Transporte Espera Inspeção Lead Time MFV atual 195,20 min. 1230,40 min. 158,40 min. 10,44 dias MFV futuro 195,20 min. 1230,40 min. 158,40 min. 10,44 dias Visualizando o gráfico da Figura 4, nota-se que os valores de ponderação das atividades no eixo y1 são todos 100%, visto que não houve mudanças. Pela mesma razão, os valores de xt, xe e xi resultaram todos em 1. Assim, de acordo com os mesmos procedimentos do caso 1, os parâmetros de eficácia nos eixo y2 retornaram valores nulos e, obviamente, a somatória de tais valores é 0. Figura 4: Gráfico de parâmetros para o caso 2 2630

No caso 3, com o mesmo intuito de se validar o funcionamento da proposta, foi suposto que o MFV futuro contemplou intervenções que aumentaram os tempos de transporte e espera, mantendo-se o tempo de inspeção dos processos. Tais informações estão dispostas na Tabela 3, onde também nota-se que o lead time, no MFV futuro aumentou, em função das intervenções realizadas. Assim, com os dados da Tabela 3, foi produzido o gráfico demonstrado na Figura 5. Com relação aos procedimentos anteriores ao gráfico, cabe destacar que os valores de xt, xe e xi, a partir das Equações 2, 3 e 4, resultaram em valores acima de 1 (1,17 para transporte e 1,03 para espera). Desta forma, no gráfico da Figura 5 nota-se uma particularidade em relação aos anteriores, no qual os valores dos parâmetros de eficácia nos eixos y2 retornaram valores negativos (-0,3 para inspeção e -1,7 para transporte) e valor nulo para a atividade de inspeção. Considerando a soma dos três parâmetros encontrados, encontra-se o valor de -2,0, ou seja, em uma escala que alcança um valor máximo de 30, as intervenções propostas no caso 3 podem ser consideradas como totalmente ineficazes podendo, até mesmo, serem consideradas erradas, uma vez que o MFV está sendo aplicado para aumentar o lead time. Tabela 3: Tempos coletados para as atividades de fluxo e tempos resultantes para as mesmas atividades após a proposição de melhorias para o caso 3 Caso 3 Transporte Espera Inspeção Lead-Time MFV atual 195,20 min. 1230,40 min. 158,40 min. 10,44 dias MFV futuro 228,18 min. 1263,21 min. 158,40 min. 13,88 dias Figura 5: Gráfico de parâmetros para o caso 3 2631

5. CONSIDERAÇÕES O uso do MFV representa a possibilidade de uma empresa ou profissional visualizar e entender o que acontece em seu sistema de produção. Em ambientes Lean de desenvolvimento e produção, o MFV permite que desperdícios sejam visualizados e identificados por atividades de fluxo (transporte, espera e inspeção). Uma vez identificados os desperdícios, o profissional, com o MFV, é capaz de promover intervenções que reduzam ou eliminem tais atividades de fluxo. Porém, o MFV não mostra ao profissional o quão eficaz foram suas intervenções, ou seja, as mudanças poderiam ser melhoradas se o MFV retornasse algum tipo de parâmetro ao profissional. Assim, visando amparar o uso do MFV com relação à eficácia das intervenções que são propostas, o presente artigo propôs o estabelecimento de parâmetros numéricos obtidos graficamente após simples manipulações algébricas. A proposta foi aplicada com dados coletados em um canteiro de obras na cidade de São Carlos. Três MFV futuros foram sugeridos para a obra em questão, com o intuito de se comprovar o funcionamento da proposta. Após a aplicação da proposta foram obtidos resultados coerentes e que, efetivamente, forneceram um parâmetro de eficácia das intervenções propostas. Com o estabelecimento da proposta deste artigo, o profissional que utiliza o MFV como ferramenta de gestão de seu processo de produção, passa a ter maiores garantias de que as mudanças que foram propostas são eficazes ou se podem ser melhoradas, permitindo que as ferramentas lean melhor aproveitadas e entendidas. REFERÊNCIAS FONTANINI, P. S.P.; PICCHI, F. A. Mentalidade Enxuta na cadeia de fornecedores da construção civil aplicação de macro-mapeamento. In: Anais do III Simpósio de Gestão e Economia da Construção (SIBRAGEC), São Carlos/SP, 2003. KOSKELA, L. Lean production in construction. In: Lean Construction. ALARCON, Luis (Ed.). Rotterdam: A.A. Balkema. 1997. KOSKELA, L. Application of the new production philosophy to construction.stanford, EUA, CIFE, Technical Report No 72.1992. PASQUALINI, F.; Mapeamento do Fluxo de Valor na Construção: Estudo de Caso em uma Construtora Brasileira. Simpósio Brasileiro de Gestão e Economia da Construção, 2005. 2632

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