Uma proposta de integração do VSM no método SMED
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COSM – Mapeamento do Fluxo de Troca de ferramenta: Uma proposta de integração do VSM no método SMED Tomás Lopes Pereira Nero Dissertação para obtenção de Grau de Mestre em Engenharia Mecânica Orientador: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peças Júri Presidente: Prof. Rui Manuel dos Santos Oliveira Baptista Orientador: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peças Vogal: Prof. Elsa Maria Pires Henriques Junho 2017
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COSM – Mapeamento do Fluxo de Troca de ferramenta: Uma proposta de integração do VSM no método SMED
Tomás Lopes Pereira Nero
Dissertação para obtenção de Grau de Mestre em
Engenharia Mecânica
Orientador: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peças
Júri
Presidente: Prof. Rui Manuel dos Santos Oliveira Baptista
Orientador: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peças
Vogal: Prof. Elsa Maria Pires Henriques
Junho 2017
i
Agradecimentos
Com a finalização do presente documento terminou uma das etapas mais marcantes da minha vida
pessoal. O percurso até à conclusão do Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica foi um caminho
longo, cheio de obstáculos a que a comunidade universitária chama de ‘’cadeiras’’. Estes obstáculos
foram ultrapassados com a ajuda dos meus colegas de curso, e é por esse mesmo motivo que o meu
primeiro agradecimento vai para todos eles. Para que isto tudo fosse possível, foi obviamente
necessária a ajuda dos meus pais, da minha irmã e da minha família que, tanto monetariamente
como mentalmente me deram o suporte que eu precisava para seguir em frente em todas etapas,
estou eternamente grato por isso! Obrigado!
No decorrer desta última etapa, que culminou com a elaboração desta dissertação, tive várias
pessoas que me auxiliaram e a quem gostaria de agradecer, especialmente:
Ao meu orientador, professor Paulo Peças, pela paciência que teve em ler e reler o documento.
Obrigado por ter aceite as minhas ideias de bom grado e por me ter auxiliado a expô-las da melhor
forma.
Ao Production Supervisor, Bruno Machado, por ter sido a pessoa que aprovou as minhas teorias num
conceito prático e que me auxiliou nas análises realizadas à prensa do caso de estudo.
Ao meu colega de curso e de profissão Daniel Sousa, obrigado por teres tido a paciência de comentar
em primeira mão todas as ideias que eu tive durante a elaboração da minha dissertação.
Ao Planning Manager, Nuno Carvalho, por me ter dado a oportunidade de realizar o estágio que
possibilitou o desenvolvimento deste trabalho num contexto prático, e ao mesmo tempo me fez
crescer a nível pessoal e profissional.
À minha Mãe, obrigado por me teres ajudado na maior dificuldade que tive durante a elaboração do
documento.
Ao meu Pai, por ter feito algumas críticas construtivas que me ajudaram a melhorar a dissertação.
À minha namorada, obrigado pelo apoio incondicional que me deste, não só nos dias em que
chegava a casa saturado mas também nos dias em que vinha com vontade de contar as ideias que
tive ao longo do dia. Entendendo ou não tudo o que dizia, foi sempre bom poder ter alguém para
expor as minhas ideias.
Ao Bruno Carvalho, por ter tido paciência de ler a dissertação, identificando alguns problemas que me
ajudaram a melhorar a qualidade do documento.
Ao meu amigo Luís Pinto, que me deu a oportunidade de realizar um estágio de verão que me
despertou o interesse nesta área.
ii
Resumo
Os tempos atuais têm sido marcados por uma evolução exponencial da tecnologia utilizada em todo o
mundo. De modo a acompanhar esta mesma evolução, surgiu a necessidade das empresas
formularem certas ferramentas que mantivessem os seus colaboradores focados na melhoria de
todos os processos de fabrico. Estas ferramentas tiveram como base a melhoria contínua e a filosofia
Lean (Lean Thinking), isto é, todo o pensamento dos trabalhadores terá de confluir no melhoramento
contínuo do seu trabalho bem como na redução de todos os desperdícios inerentes aos processos
que são efetuados ao longo do dia. Um destes desperdícios advém do tempo despendido com o
processo de troca de ferramenta que poderá ser reduzido com a aplicação da metodologia SMED
(Single Minute Exchange of Die).
Este trabalho reflete não só a aplicação de SMED, com vista à melhoria do processo de troca de
ferramenta de uma linha de estampagem, mas também propõe a associação deste método com a
capacidade que o VSM (Value Stream Mapping) tem de clarificar um processo através do
mapeamento do mesmo. Desta associação, é proposta uma nova forma de mapeamento do set-up
ou troca de ferramenta que decompõe o fluxo e as atividades deste tipo de processo. Esta nova
forma de mapeamento foi denominada de COSM (ChangeOver Stream Map).
Com a análise deste mapa, são encontrados alguns desperdícios inerentes ao processo de troca de
ferramenta que posteriormente são eliminados/reduzidos através de melhorias aplicadas ao processo
de troca de ferramenta em estudo.
Palavras-chave: Melhoria Continua, Lean Thinking, SMED, VSM, COSM
iii
Abstract
Nowadays, the industry has been changing due to an evolution on the product technology used
throughout the world. In order to keep up this evolution, several manufacturers around the world had
to formulate certain tools to maintain their employees focused on the improvement of production
processes. These tools are based on Major Kaizen and on the Lean Thinking philosophy, that is,
every worker has to be focus on the continuous improvement of their workstation, reducing the wastes
associated with that process.
This study is not based only on the SMED (Single Minute Exchange of Die) application, aiming the
improvement of a press line die change process, but also proposes the association between this
method and the capacity that VSM (Value Stream Mapping) has to clarify a process by mapping it.
From this association, has been proposed a new way to map the changeover process, which divides
that process in the different type of activities. This map was named by COSM (ChangeOver Stream
Map).
From the analysis of this map, was found some wastes in the changeover process that will be reduced
or eliminated through some improvements applied in the process.
Keywords: Major Kaizen, Lean Thinking, SMED, VSM, COSM
iv
Índice
Agradecimentos ....................................................................................................................................... i
Resumo ................................................................................................................................................... ii
Abstract .................................................................................................................................................. iii
Índice ...................................................................................................................................................... iv
Lista de Figuras ...................................................................................................................................... vi
Lista de Tabelas .................................................................................................................................... vii
Lista de Abreviaturas ............................................................................................................................ viii
1. Introdução ........................................................................................................................................ 1
2. Estado de Arte ................................................................................................................................. 3
TPS – Toyota Production System ........................................................................................... 3
Lean Manufacturing ................................................................................................................. 5
2.2.1. Princípios fundamentais do Lean .................................................................................... 5
2.2.2. Sete Desperdícios ........................................................................................................... 7
SMED ...................................................................................................................................... 8
2.3.1. Fases de execução das operações de troca num processo tradicional .......................... 9
2.3.2. Descrição do método ..................................................................................................... 10
2.3.3. Benefícios da aplicação do SMED ................................................................................ 12
2.3.4. Análise crítica ao método .............................................................................................. 14
VSM ....................................................................................................................................... 15
2.4.1. Descrição do método ..................................................................................................... 16
2.4.2. Benefícios da aplicação do VSM ................................................................................... 18
2.4.3. Critica ao VSM ............................................................................................................... 19
3. Enquadramento do problema ........................................................................................................ 20
Descrição do ambiente de fábrica ......................................................................................... 20
3.1.1. Características da Máquina ........................................................................................... 22
Estudos prévios ..................................................................................................................... 25
3.2.1. Tarefas identificadas ...................................................................................................... 26
3.2.2. Lacunas encontradas nos estudos prévios ................................................................... 27
3.2.2.1. Ineficiências ........................................................................................................... 27
v
3.2.2.2. Ineficácia ................................................................................................................ 28
Metodologias de solução das lacunas dos estudos prévios .................................................. 28
Esquema da dissertação ....................................................................................................... 30
4. COSM – ChangeOver Stream Map ............................................................................................... 32
Descrição dos constituintes do mapa do COSM ................................................................... 33
Aplicação do COSM – Estado atual ...................................................................................... 37
4.2.1. Tarefas Externas I ......................................................................................................... 37
4.2.2. Tarefas de Run-Down .................................................................................................... 38
4.2.3. Tarefas de Set-up .......................................................................................................... 39
4.2.4. Tarefas de Run-Up ........................................................................................................ 41
4.2.5. Tarefas Externas II ........................................................................................................ 42
4.2.6. Fluxo de informação ...................................................................................................... 43
4.2.7. Timelines ....................................................................................................................... 44
4.2.8. Lead Time de cada OP .................................................................................................. 45
Identificação de desperdícios ................................................................................................ 47
5. Propostas de alterações e aplicabilidade ...................................................................................... 50
Propostas de alterações – ‘’COSM – estado futuro’’ ............................................................. 50
Aplicabilidade das alterações ................................................................................................ 51
5.2.1. Tempos de espera do OP7 ............................................................................................ 51
5.2.2. Tempos de duração do processo .................................................................................. 52
5.2.3. Output da máquina durante o processo ........................................................................ 53
6. Síntese do COSM e sua aplicabilidade ......................................................................................... 55
Vantagens do COSM ............................................................................................................. 57
Desvantagens do COSM ....................................................................................................... 57
7. Conclusão ...................................................................................................................................... 58
8. Trabalhos Futuros ......................................................................................................................... 60
Referências ........................................................................................................................................... 61
Anexos .................................................................................................................................................. 64
Anexo A: COSM – estado atual ............................................................................................................ 65
Anexo B: COSM – estado futuro ........................................................................................................... 66
vi
Lista de Figuras Figura 2-1 - Evolução da competitividade das principais organizações do sector automóvel [3] ........... 4Figura 2-2 – Principio do Lean Thinking [8] ............................................................................................. 6Figura 2-3 – Definição do tempo de set-up [13] ...................................................................................... 8Figura 2-4 - Preponderância de cada operação no tempo total de troca de ferramenta [1] ................. 10Figura 2-5 – Ilustração das várias etapas do SMED. [13] ..................................................................... 11Figura 2-6 – Consequências da aplicação do SMED [13] ..................................................................... 13Figura 2-7 – Output de produção durante o Set-up [19] ....................................................................... 15Figura 2-8 – Fluxo de melhoria contínua através do VSM [25] ............................................................. 16Figura 2-9 – Exemplo do layout do mapa do VSM [26] ......................................................................... 18Figura 3-1 – Fluxo do processo produtivo da Press Shop .................................................................... 21Figura 3-2 – Layout da Máquina (Documento Privado) ........................................................................ 23Figura 3-3 – Barra dos Transferes (Documento Privado) ..................................................................... 25Figura 3-4 – Layout dos Operadores na troca de ferramenta (Documento Privado) ............................ 26Figura 3-5 – Metodologias de solução .................................................................................................. 29Figura 3-6 – Esquema da Dissertação .................................................................................................. 30Figura 4-1 - Fluxo de melhoria contínua através do COSM .................................................................. 32Figura 4-2 – Timeline do processo de troca de ferramenta .................................................................. 33Figura 4-3 – Exemplo do mapa do COSM ............................................................................................ 34Figura 4-4 - Exemplo do diagrama de Gantt ......................................................................................... 36Figura 4-5 – Exemplo do gráfico do Lead-Time de cada OP ................................................................ 36Figura 4-6 - Diagrama de Gantt das tarefas externas I ......................................................................... 38Figura 4-7 - Diagrama de Gantt das tarefas de run-down ..................................................................... 38Figura 4-8 - Diagrama de Gantt das tarefas de set-up .......................................................................... 40Figura 4-9 – Avaliação do tempo de espera dos operadores ............................................................... 40Figura 4-10 - Diagrama de Gantt das tarefas de run-up ....................................................................... 41Figura 4-11 - Diagrama de Gantt das tarefas externas II ...................................................................... 42Figura 4-12 – Fluxo de informação ....................................................................................................... 43Figura 4-13 – Timelines ......................................................................................................................... 44Figura 4-14 - Lead-Time de cada OP .................................................................................................... 45Figura 4-15 - COSM - estado atual ....................................................................................................... 46Figura 4-16 – Output da máquina durante a troca de ferramenta ......................................................... 48Figura 5-1 - Output da máquina durante a troca de ferramenta após alterações ................................. 53Figura 6-1 – Etapa 0 do COSM ............................................................................................................. 55Figura 6-2 – Etapa 1 do COSM ............................................................................................................. 55
vii
Lista de Tabelas Tabela 2-1 – Exemplo de uma matriz de análise de família de produtos [26] ...................................... 17Tabela 3-1 – Movimentos dos transferes .............................................................................................. 25Tabela 4-1 – Exemplo de tabela de Inputs ............................................................................................ 35Tabela 4-2 – Tarefas Externas I (tempos em minutos) ......................................................................... 37Tabela 4-3 – Tarefas de Run-Down (tempos em minutos) ................................................................... 38Tabela 4-4 – Tarefas de Set-up (tempos em minutos) .......................................................................... 39Tabela 4-5 – Tarefas de Run-Up (tempos em minutos) ........................................................................ 41Tabela 4-6 – Tarefas Externas II (tempos em minutos) ........................................................................ 42Tabela 4-7 – Resumo da Figura 4-14 (tempos em minutos) ................................................................. 46
viii
Lista de Abreviaturas
SMED Single Minute Exchange of Die
VSM Value Stream Mapping
TPS Toyota Production System
JIT Just-in-Time
LT Lead Time
CSL Coil Shear Line
BLK Blanking line
TAP Tri-Axial Press
COSM ChangeOver Stream Map
OP Operador
LL Line Leader
TF Troca de ferramenta
OT Ordem de Trabalho
PMS Ponto Morto Superior
PMI Ponto Morto Inferior
1
1. Introdução
A competitividade entre empresas inerente à evolução tecnológica dos tempos atuais tem levado a
que as mesmas evoluam exponencialmente, pois sem esse crescimento não conseguiriam atingir as
exigências dos mercados mundiais. Esta competitividade aliada à necessidade de fabricar produtos
variados e com um grau de qualidade bastante elevado, levou as empresas a desenvolverem várias
filosofias que auxiliassem a busca pelos objetivos propostos. Duas das filosofias mais importantes, e
que serviram como base no estudo realizado neste documento são:
• A Melhoria Contínua, que consiste na análise do processo atual, visando a melhoria deste
mesmo processo através da busca de ineficiências, atrasos, bottlenecks1 e desperdícios
(entre outros problemas), com o objetivo de eliminá-los e obter um processo melhorado, mais
eficiente e que oferece maior valor ao cliente final.
• O Lean Thinking, que se baseia na eliminação das atividades que não acrescentam valor ao
produto, sem que isto altere a qualidade do produto e a satisfação do cliente final.
O facto do mercado atual possuir uma panóplia de produtos bastante variados, e exigir uma
qualidade bastante elevada dos mesmos, é um problema que terá de ser gerido pelas empresas que
suportam esse mesmo mercado. Assim, é necessário que o sistema de produção seja flexível e ágil
para produzir com grande diversidade, com recursos restritos e com preços competitivos. Uma das
resoluções para este problema está relacionada com a redução do tempo de set-up das máquinas,
pois este é o ponto-chave para se obter uma produção ideal para este tipo de mercado. Imaginemos
que numa determinada empresa, em vez de termos horas em que a máquina está parada devido à
troca de ferramenta conseguiríamos que esse tempo fosse reduzido para menos de 10 minutos! Esta
mudança iria significar um aumento exponencial na produtividade e na diversidade dos produtos. Este
aumento poderá ser alcançado com a implementação do método SMED (single-minute Exchange of
Die). [1]
É exatamente neste ponto que entra a necessidade do estudo realizado nesta dissertação, ou seja,
otimizar o tempo de set-up de uma linha de estampagem inserida numa empresa do ramo automóvel.
Através da análise aos estudos prévios, baseados em SMED, foram encontradas algumas lacunas
associadas a esta mesma metodologia que serviram como ponto de partida para criação de uma
nova metodologia que concretizará o objetivo traçado para a dissertação.
Assim, o objetivo desta tese é então implementar o SMED de modo a que a produtividade de uma
certa máquina se eleve significativamente, mas não só, propõe-se associar ao SMED a capacidade
que o VSM (Value Stream Mapping) tem de clarificar todo o processo que se quer estudar. Através da
introdução da lógica VSM no método SMED, pretende-se criar um mapa que caracterize todo o fluxo
do processo de troca de ferramenta e que irá auxiliar a busca por determinados desperdícios que
1 Bottleneck, ponto de congestão. Refere-se normalmente a um componente ou tarefa que impede que um
sistema apresente melhor desempenho.
2
possam existir no processo. A esta nova forma de mapeamento foi dado o nome de COSM
(ChangeOver Stream Map).
No capítulo 2 será realizado um enquadramento das teorias e ferramentas relevantes para o caso de
estudo.
No capítulo 3 será realizado o enquadramento do problema onde se faz uma análise aos estudos
prévios realizados ao processo de troca de ferramenta do caso de estudo.
No capítulo 4 é descrito, passo a passo, a proposta de integração do VSM no método SMED, isto é, o
COSM.
No capítulo 5 são propostas algumas alterações que deverão ser efetuadas ao processo de troca de
ferramenta com vista à melhoria do mesmo.
Por sim, no capítulo 6 é resumido o método elaborado ao longo da dissertação, indicando os passos
que terão de ser realizados para uma aplicação eficaz do mesmo.
3
2. Estado de Arte
A evolução no mercado automóvel, onde se insere o caso de estudo desta tese, tem sido marcada
pela exigência do consumidor e da concorrência. Este mercado extremamente competitivo levou à
utilização de uma nova filosofia de produção para satisfazer os requisitos de eficiência e eficácia dos
sistemas de produção. Daí a necessidade da elaboração da presente dissertação cujo objetivo
principal é a melhoria do processo de troca de ferramenta de uma linha de estampagem, indo de
encontro a essa mesma filosofia.
Neste capítulo será realizado um enquadramento teórico com base nos estudos e técnicas existentes
até à atualidade. No primeiro e segundo subcapítulos são descritas duas filosofias, o TPS e o Lean
Manufacturing, que servem de base às duas ferramentas que serão apresentadas no terceiro e
quarto subcapítulos, o SMED e o VSM respetivamente. Estas duas ferramentas serão um ponto de
partida para o estudo elaborado nos capítulos seguintes.
TPS – Toyota Production System
Em meados do século XX a filosofia da produção em massa, que possibilitou a produção em série de
automóveis, estava implementada em grande parte das organizações ligadas à indústria automóvel.
Ligado a esta filosofia de produção, está inevitavelmente o fundador da Ford Motor Company, o
senhor Henry Ford. Neste período de utilização da filosofia de Ford, o custo unitário do produto final
era bastante mais baixo quando comparado com épocas anteriores, assim a classe média
conseguiria finalmente ter a capacidade de adquirir um automóvel particular. Nos anos 50 a indústria
Americana baseada na produção em massa atingiu os seus valores máximos e a partir daí começou
a existir uma forte concorrência das empresas do mesmo ramo sediadas na Europa. [2]
Ao mesmo tempo que as organizações Europeias ganhavam cada vez mais espaço no mercado
internacional, os Japoneses da Toyota iniciaram uma nova filosofia que mais tarde originou o Lean
Manufacturing. A necessidade desta filosofia de produção surgiu de um estudo realizado por Ohno e
Shingo2 ao sistema de produção de Ford onde encontraram algumas incompatibilidades com a
realidade nipónica da altura. [3] As principais incompatibilidades encontradas foram:
• Para além de pequeno, o mercado automóvel Japonês era altamente diversificado. Os
clientes tanto procuravam carros de alta gama como automóveis compactos ou mesmo
económicos.
• O estado económico no momento do Japão era frágil devido à recente II Guerra Mundial
sendo impossível o grande investimento essencial na aplicação na produção em massa.
2 Ohno e Shingo, engenheiros da Toyota Motor Company.
4
Assim, era necessário um sistema de produção flexível e ágil para produzir pouco e bem, com grande
diversidade, com recursos restritos e com preços competitivos. [3]
A nova filosofia, criada com o intuito de colmatar estas incompatibilidades, teve início no Japão numa
empresa de mercado têxtil cujo proprietário era o engenheiro Eiji Toyoda que a partir da década de
30 se dedicou à indústria automóvel, fundando a nova Toyota Motor Company que era direcionada
para a produção de camiões e veículos militares. Estava então a crescer uma nova filosofia de
produção, designada por Toyota Production System (TPS). [2]
O TPS é composto por dois pilares, o Just in Time (JIT) e o Jidoka, assentando no nivelamento da
produção, no trabalho normalizado e na melhoria contínua. O JIT tem como premissa que a produção
de um determinado produto apenas é iniciada quando da encomenda realizada pelo cliente final. O
conceito Jidoka, que significa autónomação, tem como objetivo a implementação numa determinada
organização um sistema que permita detetar as causas dos problemas obrigando à sua resolução
imediata. [4] [5]
Como se pode verificar através da Figura 2-1, o TPS ganhou margem competitiva a partir da década
de 80 devido à crise petrolífera da década de 70 que afetou o estado económico tanto dos Estados
Unidos como da Europa.
Figura 2-1 - Evolução da competitividade das principais organizações do sector automóvel [3]
O TPS começou assim a despertar interesse nas organizações do ocidente, e que sentiram a
necessidade de adaptar os seus sistemas de forma a aumentar os índices competitivos. Estava assim
em desenvolvimento a criação de um novo paradigma produtivo baseado no sucesso ascendente do
TPS, o Lean Manufacturing. [3]
5
Lean Manufacturing
Na década de 90 o TPS deu lugar ao conceito Lean Thinking, pensamento magro em português,
termo utilizado pela primeira vez por James Womack e Daniel Jones na obra ‘’Lean Thinking’’
publicada em 1996 [6]. O princípio deste pensamento sugere a utilização do que apenas é
estritamente necessário e no momento certo, eliminando todos os desperdícios encontrados num
determinado processo. Assim, após a aplicação desta filosofia num processo produtivo pretende-se,
para o mesmo volume de produção e qualidade do produto final, obter as seguintes otimizações:
• Menos espaço;
• Menos matérias;
• Menos energia consumida;
• Menos stocks;
• Menos pessoas.
Ainda assim é desejável que, após esta eliminação de desperdício inerente à aplicação do Lean
Thinking, seja aumentada a qualidade, a flexibilidade e o serviço de apoio ao cliente. [7]
2.2.1. Princípios fundamentais do Lean
Tal como foi referido anteriormente, o principio base do Lean Thinking é acrescentar valor ao produto,
suprimindo todo o tipo de desperdício presente ao longo do processo produtivo. Para além desta
premissa, os autores do livro ‘’Lean Thinking’’ definiram 5 princípios fundamentais que deverão ser
tidos em conta quando da aplicação desta filosofia de produção numa determinada organização, são
eles [8] [9] [10]:
6
Figura 2-2 – Principio do Lean Thinking [8]
• Criar valor – consiste nas características percetíveis ao cliente que cada produto
proporciona. Quanto maior for o valor percebido pelo cliente maior será a satisfação do
mesmo.
• Cadeia de Valor – define o processo produtivo de um determinado produto com o objetivo de
analisar o valor existente no processo e também a eliminação de alguns desperdícios
existentes no mesmo.
• Otimizar o fluxo – todas a operações da cadeia de valor deverão ser organizadas num fluxo
contínuo, sem que existam pontos de estrangulamento que impliquem tempos de espera ou
stocks intermédios.
• Sistema de produção Pull – a lógica de produção tipo pull, sugere que seja o cliente a iniciar
a produção através da encomenda realizada pelo próprio. Deste modo é evitada acumulação
de stocks, possibilitando a produção da quantidade estritamente necessária para cobrir a
encomenda do cliente.
• Procura da perfeição – este princípio tem implícito a importância da qualidade e da
inexistência de desperdícios no processo produtivo. A melhor forma da procura deste
princípio será incentivar os colaboradores de modo a que eles contribuam para a busca da
melhoria continua.
7
2.2.2. Sete Desperdícios
A filosofia Lean, tal como o nome indica, pretende a eliminação de todos os desperdícios existentes
no processo produtivo, ou seja eliminar todos os elementos que não acrescentam valor ao produto
final. Esses desperdícios podem ser divididos em 7 tipos [11]:
• Excesso de Produção – quando são produzidas unidades a mais do que foi planeado.
• Desperdício de Stock – relativo a todo armazenamento para além do que é necessário para
satisfazer os pedidos dos clientes.
• Tempo de Espera – como por exemplo, quando as atividades não estão corretamente
balanceadas.
• Transporte desnecessário de produtos ou materiais
• Desperdícios de Movimento – qualquer movimento dos operadores que não acrescente
valor ao produto final.
• Defeitos de Produto – produto com características que não correspondem às especificações
do cliente, causando a insatisfação do mesmo.
• Sobre processamento – potencialmente causado por atividades de retrabalho ou falta de
conhecimento dos operadores.
Para além desta procura constante por eliminar desperdícios, a filosofia Lean tem uma grande
componente de delegação de poder e de conhecimento aos colaboradores permitindo a qualquer
membro de uma organização participar ativamente no objetivo da mesma. De modo a auxiliar esta
procura exaustiva pela melhoria, foram criadas algumas ferramentas que poderão ser aplicadas a
todo o tipo de indústria.
Dentro dessas ferramentas, inseridas na filosofia Lean, existem duas que irão dar suporte à análise
efetuada na elaboração deste documento, são elas:
• SMED – Single Minute Exchange of Die
• VSM – Value Stream Mapping
8
SMED
Tal como foi dito anteriormente, uma das grandes prioridades das empresas que estão inseridas na
indústria atual, baseada no princípio Lean, é a flexibilidade dos seus processos produtivos. De modo
a eliminar desperdícios de stock e obter uma produção mais JIT, é estritamente necessário que o
tempo de não produção devido à troca de ferramenta seja o mais reduzido possível.
É exatamente neste âmbito que surge a necessidade de se aplicar o método SMED que significa
Single Minute Exchange of Die. Apesar da expressão single minute que está inserida nas suas siglas,
o SMED têm como objetivo inicial a redução do tempo de set-up para menos de 10 minutos e não
para 1 minuto como se poderia prever, embora existam algumas indústrias onde esse mesmo tempo
possa ser reduzido para valores de apenas um dígito. [12]
Esta metodologia foi desenvolvida pelo engenheiro da Toyota Shigeo Shingo, que na década de 1960
se debateu com a dificuldade que a sua empresa tinha para dar vazão a todas as suas encomendas.
Devido ao facto de não ter capacidade para adquirir mais equipamentos ou mais espaço em
armazém, a única solução para Shingo era diminuir o tempo de set-up dos seus equipamentos. [1]
Na Figura 2-3 está representado graficamente o tempo de set-up. Este é calculado desde que a
última peça de um determinado lote até à primeira peça produzida do lote seguinte.
Figura 2-3 – Definição do tempo de set-up [13]
Através de várias observações a todas as tarefas constituintes da troca de ferramenta, Shingo
alcançou os resultados que a empresa procurava. No início notou que existiam tarefas executadas
durante o set-up e que poderiam ser realizadas enquanto a máquina se encontrava a trabalhar. Após
esta análise inicial, as tarefas de Set-up foram divididas em dois grupos [1]:
- Tarefas internas: aquelas que têm de ser realizadas com a máquina/equipamento
parada(o). Exemplo - trocar a ferramenta de uma prensa ou um molde de uma máquina de injeção.
- Tarefas externas: aquelas que podem ser realizadas antes da máquina/equipamento parar
ou depois do set-up terminar. Exemplo – preparar ferramentas ou montar periféricos.
Ultima peça ‘’sem defeito’’ 1ª peça ‘’sem defeito’’
Tempo de Set-up
Lote 1 Lote 2
9
2.3.1. Fases de execução das operações de troca num processo tradicional
Antes de proceder à descrição do método será feita uma breve explicação de como era o processo
de troca de ferramenta tradicional, isto é um processo de troca de ferramenta que ainda não tenha
sido aplicado o SMED. Este processo era dividido em 4 grandes fases [1]:
1. Preparação, ajustes, verificação de ferramentas/materiais necessárias (os)
Nesta primeira fase estavam englobadas as tarefas que asseguravam que todas as
ferramentas/materiais do próximo lote estejam no devido lugar para proceder à troca. Para além
destas tarefas efetuadas antes da troca, também nesta fase estaria o processo de limpeza e
armazenamento da ferramenta/material do lote anterior.
Nota: Na aplicação do SMED, estas tarefas são classificadas como externas.
2. Montagem e remoção de ferramentas
Nesta fase, tal como o nome indica, era retirada a ferramenta que se encontrava a produzir o
lote anterior e a montagem da ferramenta que iria realizar o lote seguinte.
Nota: Como estas tarefas têm de ser realizadas com a máquina parada, estas tarefas serão
classificadas como internas.
3. Medições, definições e calibrações
Aqui eram realizados pequenos ajustes para que tudo corra como planeado quando do início
de produção do lote seguinte.
Nota: Tal como na fase anterior, estas tarefas são classificadas como internas.
4. Trial runs3 e ajustes
Por fim, após o fabrico da primeira peça, verificava-se se tudo se encontrava em
conformidade para se prosseguir à produção em série propriamente dita. Se necessário também
poderia haver alguns ajustes de última hora.
Nota: As tarefas são classificadas como internas, e por norma são aquelas que ocupam mais
tempo no total da troca de ferramenta.
Para além de identificar estas quatro operações acima descritas, Shingo também calculou
uma média dos tempos que cada operação ocupava no tempo total no processo tradicional de troca
de ferramenta. Os valores atingidos para a preponderância de cada uma das tarefas estão
representados na Figura 2-4.
3 Trial runs, ensaios, testes.
10
Figura 2-4 - Preponderância de cada operação no tempo total de troca de ferramenta [1]
Como se pode concluir, eram as tarefas de ajustes que possuíam maior preponderância no processo
de troca de ferramenta, consumindo cerca de metade do tempo destinado para o efeito.
No entanto, é importante realçar que existem variadíssimos tipos de indústria e associados a estes
existem também variados processos de troca de ferramenta, o que torna esta informação inserida na
Figura 2-4 um pouco rígida.
2.3.2. Descrição do método
Segundo Shingo, este ‘’método pode ser aplicado a todo o tipo de unidade industrial e em qualquer
máquina’’ o que o torna bastante útil pois não tem condicionantes no que se refere à sua área de
aplicação. Este método deve ser implementado faseadamente e de acordo com as etapas
identificadas na Figura 2-5 [1], que de seguida são explanadas:
30%
5%
15%
50%
11
Figura 2-5 – Ilustração das várias etapas do SMED. [13]
Com a aplicação deste método pretende-se que o tempo de set-up reduza significativamente e que
paralelamente se atinjam outro tipo de melhorias, tais como [14]:
• Redução de stocks;
• Redução de defeitos;
• Redução dos prazos de entrega;
• Aumento do output da máquina;
• Aumento da satisfação dos clientes.
Apesar de parecer um processo bastante simples, existem alguns pontos críticos que deverão ser
analisados em pormenor. De seguida disponibilizam-se algumas técnicas que darão suporte a uma
utilização do método mais eficaz.
Na Etapa 0, é recomendado que se utilizem as seguintes técnicas [15] [16]:
• Vídeo – apesar da cronometragem ser suficiente para calcular o tempo que cada tarefa
ocupa na troca de ferramenta, a filmagem torna mais fácil a análise que será realizada nas
etapas seguintes, pois com esta será possível voltar a ver o que foi feito numa determinada
troca e realizar uma análise mais pormenorizada.
I TarefaInterna E TarefaExterna
Etapa 0 – Caracterizar as tarefas
I E I E I E I E I I E I I
Etapa 1 – Separar as Tarefas
I E I E I E I E I I E I I
Etapa 2 – Converter tarefas internas em externas
E E I E I E I E I I E E E
Etapa 3 – Reduzir e eliminar tarefas
E I I E I E I E E E
12
• Listar as tarefas – Após o vídeo deverá ser elaborada uma lista onde se descrevem todas as
tarefas que se realizam no processo de troca de ferramenta.
Na Etapa 1, as técnicas apresentadas para auxiliar a separação das tarefas internas das externas
são [15]:
• Checklists4 - Deverão incluir toda a informação acerca das tarefas que foram observadas na
etapa 0.
Na Etapa 2, existem alguns métodos que auxiliam a conversão das tarefas internas em tarefas
externas, tais como [15] [16]:
• Preparação antecipada das condições operacionais – Condições como temperatura,
pressão, posicionamento de peças e pré-aquecimento de moldes devem ser preparadas
externamente.
• Estandardização5 das tarefas de troca – O objetivo é que todas as ferramentas sejam
montadas da mesma forma e que todas as operações de troca sejam semelhantes.
Na Etapa 3, as técnicas mais comuns são [15] [16]:
• Efectuar operações em paralelo – com a colaboração de 2 ou mais operadores é possível
realizar duas tarefas em simultâneo, diminuindo assim o tempo de troca de ferramenta.
• Utilização de fixadores funcionais - A eliminação dos parafusos e a utilização de fixadores
como método de aperto é um passo bastante importante na diminuição do tempo de set-up,
além de que os fixadores também são mais ergonómicos.
• Eliminação de ajustes – este é um dado óbvio pois é nos ajustes que se perde mais tempo
na troca de ferramenta. No entanto é bastante complicado o controlo deste tipo de tarefas
devido ao facto de não serem contínuas, ou seja, acontecem esporadicamente.
• Mecanização / Automatização – Esta técnica é sempre uma opção quando o investimento,
que geralmente é elevado, for devolvido rápidamente. Antes da sua utilização deverá ser
realizada uma boa análise económica ao caso.
2.3.3. Benefícios da aplicação do SMED
Tal como foi referido anteriormente, numa indústria que se diz ser de grande competitividade entre
fabricantes, é obrigatória a constante procura de uma produção com grande eficiência sem que a sua
eficácia seja diminuída.
4 Checklists: listas de verificação.
5 Estandardização: padronização uniformização.
13
A aplicação do SMED permite às organizações atenderem às necessidades do mercado, pois através
da melhoria do processo será possível realizar trocas com mais frequência e assim produzir lotes
com dimensões reduzidas, o que irá originar um ganho económico que advém não só da redução do
custo de produto armazenado, mas também de outros fatores identificados mais adiante.
As consequências imediatas nas organizações após a aplicação do SMED [13], e consequente
diminuição do tempo de troca de ferramenta são:
• Redução do tamanho dos lotes;
• Redução de Stock;
• Redução de custos e aumento de produtividade associados ao aumento do tempo útil de
produção;
• Aumento da Flexibilidade, isto é, maior diversidade de produtos produzidos:
• Redução do Lead Time6;
• Melhor qualidade do produto final.
Figura 2-6 – Consequências da aplicação do SMED [13]
Relativamente aos colaboradores, o SMED também traz algumas vantagens, tais como [17]:
• Gera-se um ambiente de mais estabilidade laboral, uma vez que a competitividade da
organização aumenta;
• O trabalho diário da produção torna-se menos desgastante pois:
o A simplicidade das trocas torna-as mais seguras, implica menos esforço psicológico e
reduz o risco de acidentes;
o A redução do stock contribui para uma diminuição da entropia no posto de trabalho o
que torna a produção mais segura.
6 Lead Time: Tempo de ciclo.
Aumentaronúmerodetrocas
ReduzirStock Reduziro
tamanhodoslotes
Reduçãodecustos
Aumentodeprodutividade
Melhorqualidade
ReduçãodoLeadTime
Reduzirtempos
SMED
14
2.3.4. Análise crítica ao método
Neste subcapítulo será feita uma análise crítica ao SMED, isto é, uma análise ao estado atual e
posteriormente será indicada uma das suas lacunas com base em documentação científica publicada
nos últimos anos.
Quando se aplica a teoria de Shingo, existe um foco principal no tempo desde que a última peça que
sai do lote em produção até à primeira peça do lote seguinte (Tarefas Internas). No entanto existem
as tarefas realizadas enquanto a máquina se encontra em funcionamento (Tarefas Externas) que não
são trabalhadas com tanto ênfase aquando a aplicação do método SMED. Apesar do método conter
uma fase que tem como objetivo a redução do tempo de todas as tarefas incluídas no processo de
troca de ferramenta (Internas e externas), o principal objetivo é a redução do tempo de set-up em que
se incluem apenas as tarefas internas pois é neste período que existe realmente perda de
produtividade devido à paragem da máquina.
Segundo McIntosh [18], o tempo das tarefas internas não é apenas o tempo de set-up mas também o
tempo que a máquina demora a produzir nas perfeitas condições que é denominado por período de
run-up. Como se pode verificar na Figura 2-7, esse tempo é caracterizado por uma curva hiperbólica
em que a área compreendida entre a curva e o output representa a produção que foi ‘’perdida’’. Para
além do tempo de run-up, McIntosh vai ainda mais além e afirma que ocasionalmente em alguns
setores industriais poderá haver um período designado por run-down que paralelamente ao tempo de
run-up é aquele em que a máquina se encontra em desaceleração. Na Figura 2-7 mostra o referido
período de run-down que é representado por uma reta decrescente e, tal como foi dito para o caso do
run-up, a área compreendida entre a reta e o output representa a perda de produção que se obtém no
período de run-down. [18]
Este é um aspeto bastante importante que o método de Shingo não distingue, pois tal como já foi
referido, no SMED apenas é distinguido o tempo em que a máquina está parada (Interno) e o tempo
em que a máquina está a produzir (Externo).
15
Figura 2-7 – Output de produção durante o Set-up [19]
Segundo McIntosh, estes dois períodos de run-down e run-up são bastante importantes no tempo
total de troca de ferramenta pois por vezes perde-se demasiado tempo nestas duas fases. Por norma,
na fase de run-up são elaborados alguns ajustes relacionados com problemas que surgem no início
de produção do lote seguinte à troca de ferramenta; como estes ajustes não são sempre os mesmos
de troca para troca não existe um processo definido para a resolução dos mesmos, constituindo uma
grande parte no tempo total de troca de ferramenta.
De uma forma resumida, McIntosh afirma que os períodos de desaceleração (run-down) e aceleração
(run-up) da produção inerentes à troca de ferramenta, poderão ter uma elevada importância no output
da máquina. Por fim, o autor também se dirige ao método elaborado por Shingo em 1985 dizendo que
estas perdas não são contabilizadas quando a aplicação do mesmo o que o torna o SMED um
método com algumas lacunas. [18] [19] [20]
VSM
A aplicação do Value Stream Mapping (VSM), ou Mapa de Fluxo de Valor, representa um contributo
importante no caminho para a excelência operacional inerente à redução das atividades sem valor
acrescentado e à diminuição do desperdício. Segundo Amir Azizi [21], o primeiro passo da aplicação
do Lean Manufacturing em qualquer empresa é a implementação do Value Stream Mapping. [21] [22]
O VSM tem como forma de processo a observação direta de fluxos de informação e de materiais
conforme eles ocorrem, resumindo-os visualmente e vislumbrando um estado futuro com um melhor
desempenho. O principal objetivo da utilização do VSM é diminuir o Lead Time eliminando as tarefas
que não acrescentam valor ao processo produtivo. [23]
16
Singh et. al [24] referem que, utilizando este método a informação de cada processo é captada,
evidenciando tempos produtivos tais como o tempo de ciclo, o tempo de atividade, o tempo de troca
de ferramenta, assim como a necessidade de mão-de obra direta para o fabrico. [24]
2.4.1. Descrição do método
A aplicação do VSM resume-se ao preenchimento de um mapa com dados que serão posteriormente
analisados visando uma possível melhoria. O mapa propriamente dito inclui uma panóplia de
informações importantes, tais como [23]:
• Fluxo de Materiais;
• Stocks de matérias-primas, materiais em processamento e produto acabado;
• Fornecedores e clientes;
• Transporte de materiais;
• Sistemas de informação utilizados;
• Fluxo de informação;
• Processos e seus desempenhos;
• Sequência de atividades;
• Identificação de desperdícios;
• Recursos utilizados;
A partir destes dados é então concebido o VSM do estado atual. De seguida, e após uma análise
detalhada do mapa, são utilizadas algumas práticas da filosofia Lean com vista à obtenção de uma
melhoria do processo. Estas propostas de melhoria são detalhadas através de uma elaboração de um
VSM futuro. Este ciclo de procedimentos está resumido na Figura 2-8.
Figura 2-8 – Fluxo de melhoria contínua através do VSM [25]
VSMFuturo
VSM Atual
Melhoria Contínua
17
Resumindo, o VSM tem, tal como o SMED, alguns passos definidos que auxiliam a perfeita utilização
do método.
• 1ºPasso – Selecionar um produto especifico ou uma família de produtos – Este passo é
bastante importante pois uma das limitações da aplicação do VSM é que apenas se pode
desenhar um mapa para uma família de produtos, pois se existir uma grande variedade de
produtos a utilização do método não será eficaz.
Uma das melhores formas de realizar este passo com algum critério é a elaboração de uma tabela
que identifique quais os processos utilizados para o fabrico de um determinado produto. De seguida é
apresentado um exemplo desta mesma tabela:
Tabela 2-1 – Exemplo de uma matriz de análise de família de produtos [26]
Processo
1 2 3 4 5 6 7 8
Pro
du
tos
A X X X X X
B X X X X
C X X X X
D X X X X X
E X X X X X
F X X X X X
Deste exemplo pode-se retirar a seguinte informação:
o Os produtos A e B têm praticamente os mesmos processos produtivos, sendo assim
serão considerados da mesma família.
o O mesmo se sucede com os produtos C e D, sendo estes também considerados da
mesma família.
o Também se pode afirmar que os produtos E e F são da mesma família pois têm
exatamente os mesmos processos produtivos.
• 2ºPasso – Desenvolver o mapa do VSM atual que caracteriza o processo que é efetuado
atualmente.
• 3ºPasso – Identificar, através da observação do mapa desenvolvido no 2ºpasso, as tarefas
que não acrescentam valor e encontrar os desperdícios ao longo de todo o processo.
• 4ºPasso – Desenhar o mapa do VSM futuro que caracteriza o processo após a aplicação das
mudanças efetuadas, de forma a eliminar os desperdícios encontrados no 3ºpasso.
Assim, o VSM consiste simplesmente na representação da informação sobre o fluxo de valor para um
mapa que representa o estado atual e o estado futuro do processo de produção de um determinado
18
produto ou família de produtos. [27] Na Figura 2-9 está representado um exemplo de layout do mapa
do VSM, onde se pode identificar todo o processo produtivo do produto, desde a matéria-prima (à
esquerda) até à expedição (à direita) e todos os indicadores relevantes desse mesmo processo. De
modo a fechar o circuito, é representado na parte de cima do mapa, e com sentido contrário ao
processo produtivo, o fluxo administrativo utilizado [26].
Figura 2-9 – Exemplo do layout do mapa do VSM [26]
2.4.2. Benefícios da aplicação do VSM
A visão proporcionada pelo VSM permite identificar possíveis bottlenecks e refletir sobre o que
poderá ser modificado no sentido de diminuir desperdícios. Para além disto, o VSM é uma ferramenta
simples, de fácil execução e de baixo custo. Rother e Shook enumeraram os seguintes benefícios
associados à implementação do VSM num processo [25]:
• Melhora a perceção do fluxo de valor ocorrente em toda a organização.
• Clarifica sistemas complexos, tornando a sua compreensão mais simples.
• Melhora a visualização da relação entre processos e entre fluxos de material e de informação.
• Ajuda na identificação dos desperdícios.
• Ajuda na distinção entre atividades que acrescentam valor das que não acrescentam valor.
• Permite a determinação de quais as ferramentas Lean mais adequadas para a execução de
melhorias identificadas.
• Auxilia na descrição do procedimento que uma unidade de produção deve adotar, para criar o
fluxo de valor desejado.
Fluxo administrativo
Processo Produtivo
19
2.4.3. Critica ao VSM
A principal critica associada ao VSM vem dos obstáculos que se criam aquando da sua
implementação. Khaswala e Irani [28], apesar de reconhecerem a sua utilidade, referem alguns
destes obstáculos associados à implementação do VSM [28]:
• Dificuldade em aplicar a ferramenta em vários produtos com fluxos diferentes.
• Ausência de informação relativa a transporte, filas de espera e distâncias de movimentações.
• Falta de consideração de indicadores financeiros.
• Ausência de gráficos que permitam a visualização espacial do layout e do manuseamento do
material.
• Falta de especificidade relativa à informação que consta no fluxo de informação.
Em suma, existem duas ferramentas inseridas na filosofia Lean que servem de base ao caso de
estudo desta dissertação. Daqui em diante serão utilizados todos os fundamentos teóricos
apresentados neste capítulo, com especial atenção aos benefícios da utilização destas duas
ferramentas.
No decorrer da dissertação pretende-se colmatar a lacuna encontrada no método SMED através da
utilização da lógica do VSM, isto é, mapeando o processo de troca de ferramenta.
20
3. Enquadramento do problema
O objetivo da presente dissertação estava inicialmente relacionado com a melhoria do processo de
troca de ferramenta de uma linha de estampagem através da aplicação do método SMED. No
entanto, com o decorrer do estudo, identificaram-se algumas lacunas inerentes à aplicação deste
método, o que levou ao desenvolvimento de uma nova ferramenta que suprimisse essas mesmas
lacunas. Assim, resulta que o desenvolvimento desta nova ferramenta tornou-se o objetivo principal
da dissertação, tendo inclusive originado a alteração do título da mesma.
Neste capítulo, será realizado o enquadramento do problema que deu origem à necessidade da
elaboração do presente dissertação. Assim, de forma a inteirar o leitor acerca dos dados técnicos que
irão ser abordados mais adiante no documento, no primeiro subcapítulo será realizada uma curta
descrição da linha de estampagem e do ambiente de fábrica onde esta se encontra inserida.
No segundo subcapítulo é realizada uma análise aos estudos prévios efetuados ao processo do caso
de estudo e no terceiro subcapítulo são descritas as lacunas identificadas a esses mesmos estudos e
são elencadas propostas de metodologias que quando aplicadas suprimem essas mesmas lacunas.
Da junção dessas metodologias, surgiu o desenvolvimento da nova ferramenta (COSM) que será
introduzida no final deste capítulo e apresentada no capítulo 4.
Descrição do ambiente de fábrica
Este trabalho foi realizado numa unidade de estampagem (Press Shop) dedicada exclusivamente à
indústria automóvel, com uma área de 38.933 m2 e uma altura máxima de 16,5 metros. Esta área é o
local onde, através de estampagem, são produzidas as peças em chapa de aço. De seguida estas
mesmas peças serão entregues ao departamento seguinte, que no caso da indústria automóvel é a
linha onde são montadas as carroçarias do produto final (Body Shop). Por este último motivo, pode
considerar-se que estes dois departamentos da mesma fábrica (Press Shop e Body Shop) possuem
uma relação de fornecedor-cliente, em que o fornecedor é a Press Shop e o cliente é o Body Shop.
Para além da Body Shop, a unidade de estampagem também possui clientes externos para onde
envia as peças que produz. Estes clientes são usualmente fábricas da indústria automóvel, que por
uma questão de incapacidade não produzem todas as peças necessárias à produção de um
determinado automóvel, subcontratando outras unidades de estampagem que tenham capacidade
para completar esta lacuna.
Esta forma de produção surgiu em meados dos anos 90 e tem como grande vantagem permitir que
haja uma redução de custos de investimento no que respeita à construção de ferramentas. Por
21
exemplo, se coexistirem duas fábricas de indústria automóvel que produzam o mesmo modelo
apenas será necessário que uma delas possua o conjunto de ferramentas para a produção da
carroçaria do produto final, permitindo que haja maior capacidade de produção de outros modelos.
O processo produtivo das peças é dividido em duas etapas:
1ª Etapa: A matéria-prima está inicialmente disposta num rolo denominado por coil terá de ser
cortado dando origem às platinas. Estas podem ser cortadas na CSL (Coil Shear Line), constituída
por uma faca que faz cortes retos e outra que faz cortes de raio, ou na BLK (Blanking) que faz cortes
geométricos.
2ª Etapa: A platina é introduzida na prensa pelo alimentador e a partir daí é iniciado o
processo produtivo da peça que é realizado progressivamente no interior da prensa.
Figura 3-1 – Fluxo do processo produtivo da Press Shop
Na Figura 3-1 é possível identificar todas as etapas inerentes ao processo de fabrico das peças
produzidas na Press Shop, desde a matéria-prima (Coils e Blanks) até ao produto final enviado para o
cliente, passando pelos processos de manutenção que são realizados esporadicamente e pelos
reworks que também poderão ser efetuados com o objetivo de obter a melhor qualidade do produto
final.
22
Atualmente, a unidade de estampagem encontra-se em produção 3 turnos por dia, 8h por turno em
que 7:30h são de produção e 30 min de refeição. Em cada turno encontram-se 7 colaboradores
alocados à prensa em estudo, distribuídos da seguinte forma:
• 2 Line Leaders
• 5 Operadores
Os Line Leaders são responsáveis pela supervisão de toda a produção e por algumas tarefas da
troca de ferramenta. Por sua vez, os operadores são divididos em dois grupos, três são responsáveis
pelo controlo da produção e pela colocação das peças nos racks7 enquanto os outros 2 (die setters)
realizam grande parte das tarefas de troca de ferramenta.
3.1.1. Características da Máquina
A máquina utilizada para o caso de estudo é designada por TAP (Tri-Axial Press), sendo que esta
denominação está relaciona com o movimento realizado pelos transferes existentes no interior da
prensa. Mais adiante será pormenorizado todo o funcionamento destas mesmas automações.
A prensa tem uma velocidade máxima de 16 golpes por minuto e uma força máxima de 32.000 kN.
Na Figura 3-2 está representado o layout da prensa, onde se podem encontrar todos os elementos
constituintes da mesma.
7 Racks: Prateleiras que armazenam as peças.
23
Figura 3-2 – Layout da Máquina (Documento Privado)
Operador/LineLeader
Robot Z
Robot1 Robot2
Lubrificadora Lavadora
Mesa1
Mesa2
Mesa4
Mesa3 Ferramenta
Rack
Tapetedesaída
Transferes Robot/Lavadora/Lubrificadora
Carris
Consoladaprensa Gabaritointermédio
PortaPlatinas
24
Assim, a máquina é constituída pelos seguintes componentes:
• 2 Alimentadores (esquerdo e direito) – constituídos por dois Robots (1 e 2
representados na Figura 3-2) de 6 eixos que introduzem as platinas no interior da
prensa.
• 1 Lavadora – A função deste elemento é como o nome indica, lavar e lubrificar as
platinas de modo a diminuir os impactos que as sujidades implicam na qualidade
superficial do produto final. Utilizada quando se produzem peças exteriores.
• 1 Lubrificadora – Elemento da prensa cuja função é somente lubrificar a platina.
Utilizada quando se produzem peças interiores.
• 4 Mesas – A prensa possui 4 mesas onde se podem colocar 3 ferramentas individuais
em cada uma delas. Estas nunca se encontram no interior da prensa ao mesmo
tempo, isto é, quando as mesas 1 e 2 estão no interior da prensa as mesas 3 e 4
estão obrigatoriamente no exterior e vice-versa.
• 1 Robot Z – Este componente tem a função de transferir as platinas da estação de
entrega do alimentador para a primeira ferramenta da prensa onde irá ser criada a
primeira forma da peça. Para além disto, este robot também possui um sensor ótico
que posiciona a platina na posição correta de modo a que não haja desalinhamento
quando da sua entrada na primeira operação. Tal como os Robots 1 e 2, este
também possui 6 eixos que auxiliam o seu funcionamento.
• 1 Tapete de saída – Transporta as peças desde a prensa até ao local onde se
encontram os operadores que são responsáveis por aferir a qualidade e pela
colocação das peças nos Racks.
• Gabarito intermédio – Este elemento encontra-se entre as duas mesas e tem a
função de suportar a peça que sai da última ferramenta da primeira mesa e que irá
entrar na primeira ferramenta da segunda mesa.
• Transferes – Elemento da prensa cuja função é transferir as peças de uma operação
para a operação seguinte. Estes elementos são divididos em duas partes quando da
saída das mesas para proceder à troca de ferramenta, uma parte é amovível
juntamente com a mesa enquanto a outra parte mantém-se na prensa e é acoplada à
próxima barra de transfere que irá entrar com a mesa seguinte.
Tal como foi dito anteriormente, é o movimento tri-axial destes componentes que dá origem à
designação da prensa. Na TAP em estudo existem 8 barras idênticas, duas em cada mesa. Estas
barras encontram-se dispostas horizontalmente ao longo da prensa. Na Figura 3-3 está representada
a barra de transferes com os respetivos eixos.
25
Figura 3-3 – Barra dos Transferes (Documento Privado)
Na Tabela 3-1 estão descritos os movimentos que estas barras realizam para transferir as peças de
uma ferramenta para a seguinte.
Tabela 3-1 – Movimentos dos transferes
Ordem Função Movimento
1º Agarra peças Zz
2º Sobe Yy
3º Transporte para a ferramenta seguinte Xx
4º Baixa Yy
5º Larga peças Zz
Estudos prévios
Antes de proceder à deteção de possíveis melhorias que poderão ser efetuadas ao processo de troca
de ferramenta da prensa em estudo, será feita uma descrição de toda a informação que já tinha sido
recolhida até ao início deste trabalho.
Assim, a documentação disponibilizada e que serviu de base para o caso de estudo foi a seguinte:
• Caracterização das tarefas internas inerentes ao processo de troca de ferramenta, isto é,
descrição e alocação da tarefa a um operador.
Esta caracterização surge da aplicação do SMED ao processo de troca de ferramenta em estudo.
• Layout com a indicação das posições e tarefas de cada operador.
26
Figura 3-4 – Layout dos Operadores na troca de ferramenta (Documento Privado)
O documento que continha a Figura 3-4 foi de grande importância quando da identificação das tarefas
de cada operador, pois através deste esquema foi mais fácil associar a pessoa envolvida na troca de
ferramenta ao número de operador correspondente e assim identificar as tarefas realizadas pelo
mesmo.
Através da simplicidade e funcionalidade destes documentos, é possível afirmar que existe já uma
certa organização e preocupação inerente ao processo de troca de ferramenta por parte dos
especialistas responsáveis pela prensa. Os estudos prévios contribuíram para que o ponto de partida
desta análise à troca de ferramenta surgisse num patamar mais adiante, pois estes documentos
auxiliaram à perceção de todas as tarefas internas que constituíam o processo.
3.2.1. Tarefas identificadas
Através de uma análise cuidada dos documentos disponibilizados, as tarefas internas da troca de
ferramenta foram divididas em 9 grupos distintos:
• Início da troca de ferramenta – é constituída por operações que são necessárias quando do
início da troca de ferramenta interna, como por exemplo ‘mover prensa para o ponto morto
superior’ para posteriormente se proceder a tarefas que terão de ser realizadas com a prensa
‘’aberta’’.
• Tarefas automáticas da máquina I – tal como o nome indica são operações que não
necessitam de operadores para serem realizadas.
27
• Troca dos griper´s8 intermédios – os griper’s são constituintes das barras de transfere que
têm de acompanhar a mudança das mesas. Nas tarefas internas apenas é necessário trocar
os intermédios (que se encontram na parte da barra que não sai juntamente com a mesa), os
restantes serão trocados nas operações externas da troca de ferramenta.
• Tarefas automáticas da máquina II – para além de algumas operações de desacoplamento,
é nesta fase que se retiram as mesas do interior da prensa.
• Troca de automações do Robot Z – para cada tipo de peça existe uma platina
correspondente, por sua vez é necessário que as automações que agarram a platina estejam
dispostas da forma mais eficaz. Sendo assim existe uma configuração diferente para cada
tipo de peça e por este motivo é necessário alterar os braços no robot Z.
• Troca das automações dos Robot’s 1 e 2 – estas tarefas são idênticas às realizadas no
robot Z e são efetuadas pelo line leader 2.
• Troca dos gabaritos intermédios – estes componentes encontram-se entre as duas mesas
e pelo motivo semelhante ao explicado na definição da troca de automações do robot Z, estes
gabaritos também terão de ser trocados na troca de ferramenta. Estas tarefas são realizadas
pelos operadores 3 e 4 ao mesmo tempo que os operadores 5 e 6 trocam as automações do
robot Z.
• Tarefas automáticas da máquina III – entrada das mesas e acoplamento das mesmas.
• Fim de troca de ferramenta – Tarefas de fim de troca e início de produção do lote seguinte.
3.2.2. Lacunas encontradas nos estudos prévios
Apesar de algum trabalho realizado no âmbito da melhoria contínua com a aplicação de algumas
ferramentas Lean, foram encontradas algumas ineficácias e ineficiências nos estudos prévios e nos
documentos desenvolvidos pelo departamento responsável pelo processo. Estão são identificadas
nos seguintes subcapítulos.
3.2.2.1. Ineficiências
A preocupação da equipa responsável pela produtividade da prensa está direcionada para a redução
do tempo despendido com a troca de ferramenta. Por este mesmo motivo, nos estudos prévios
apenas foram tidas em conta as tarefas internas.
Tal como foi criticado por McIntosh, a troca de ferramenta não se cinge apenas às tarefas internas e
externas, podendo ser dividida em mais duas fases que não são identificadas na teoria de Shingo, o
8 Griper´s: pinças que agarram as peças.
28
run-down e o run-up. O facto de esta distinção não ter sido efetuada, torna os estudos prévios pouco
eficientes, pois não têm em conta todas as tarefas inerentes ao processo de troca de ferramenta.
Através de uma entrevista realizada a um especialista em SMED, conclui-se que este método quando
aplicado num processo complexo que contenha mais de 50 tarefas, apresenta uma certa dificuldade
de visualização e identificação das tarefas, dizendo mesmo: ‘’Quando temos uma lista que contém
mais de 50 linhas, não é fácil encontrar a descrição de uma certa tarefa que é realizada numa
determinada altura’’. Sendo esta outra ineficiência dos estudos prévios, pois a caracterização das
tarefas foi realizada em forma de lista tornando a sua leitura um pouco difícil.
3.2.2.2. Ineficácia
Através de uma entrevista realizada ao supervisor responsável pela prensa em estudo, é notório que,
apesar de existir uma lista que indique qual dos operadores realiza uma determinada tarefa, por
vezes esta mesma lista não é respeitada, o que torna o processo de troca de ferramenta pouco linear.
Para além desta última afirmação, também se conclui que quando da aplicação das ferramentas Lean
num processo, não exista grande variedade na execução das tarefas, pois é estritamente necessário
que em processos complexos cada tarefa esteja alocada a um conjunto de operadores para que seja
possível mapear todo processo de forma a poder ser estudado com maior clareza.
Quando foi comparado o processo definido através do documento disponibilizado e a observação
propriamente dita do processo na linha, verificou-se que existiam algumas alternâncias de operador
durante a execução de algumas tarefas. Este fenómeno justifica algum tempo perdido
desnecessariamente no processo de troca de ferramenta devido à entropia criada por essas mesmas
trocas.
Assim, verificou-se após a entrevista realizada, que o problema descrito anteriormente constitui uma
ineficácia do documento criado, uma vez que não está a ser utilizado para benefício comum com vista
à melhoria do processo de troca de ferramenta.
Metodologias de solução das lacunas dos estudos prévios
Sendo o estudo da presente dissertação uma continuação dos estudos anteriormente efetuados à
troca de ferramenta, pretende-se que as lacunas encontradas no capítulo anterior sejam colmatadas.
Para isso foram encontradas metodologias que poderão auxiliar este propósito.
Na Figura 3-5, estão identificadas as lacunas encontradas nos estudos prévios do processo de troca
de ferramenta, tal como as metodologias mais eficazes para a resolução dos mesmos.
29
Figura 3-5 – Metodologias de solução
Em suma, a forma encontrada para a resolução das ineficiências encontradas passa inicialmente pela
execução da etapa 0 do SMED, de forma a descrever todas as tarefas inerentes ao processo de troca
de ferramenta. De seguida deverá ser feita a divisão das tarefas em 4 tipos, correspondentes à
divisão realizada por McIntosh:
• Tarefas Externas;
• Tarefas Run-Down;
• Tarefas Internas;
• Tarefas Run-Up;
E por fim, será utilizada a capacidade que o VSM apresenta de clarificar sistemas complexos
tornando a sua compreensão mais simples através de um mapeamento dos mesmos.
Relativamente às ineficácias encontradas dos documentos elaborados nos estudos prévios, realizou-
se um Workshop com o intuito de sensibilizar os operadores a realizarem apenas as suas tarefas, tal
como está descrito na lista elaborada para o efeito.
Lacunas
Ineficiências
Tarefasexternasnão
identificadas
SMED
TarefasdeRun-Downe Run-Upnãoclassificadas
McIntosh
DefeitovisualdoSMED
VSM
Ineficácia
Alistadetarefasdecadaoperadornãoestáaserrespeitada
Workshop
30
Esquema da dissertação
Assim, identificadas as metodologias que deverão colmatar as lacunas dos estudos prévios,
pretende-se agora apresentar o procedimento utilizado para atingir os objetivos propostos para a
dissertação através do esquema da Figura 3-6.
Figura 3-6 – Esquema da Dissertação
Como se pode ver no esquema acima representado, com vista à melhoria do processo de troca de
ferramenta da máquina em estudo, inicialmente foram analisados os estudos prévios à elaboração
deste documento. Após esta análise, conclui-se que existiam algumas lacunas nos estudos que
poderiam ser colmatadas com a aplicação de certas metodologias.
Análise aos estudos prévios
Ineficiência Ineficácias
Metodologias de resolução
COSM - estado atual
Identificar desperdícios
COSM - estado futuro
Impacto das alterações
Resultados
Proposta de alterações
Atual vs Futuro
Lacunas encontradas
SMED McIntosh VSM Workshop
Capítulo 3
Capítulo 4
Capítulo 5
31
Juntando os benefícios de cada uma das metodologias, foi elaborado um mapa que caracteriza todo
o fluxo do processo de troca de ferramenta. Este novo mapa denomina-se ‘’Mapeamento do Fluxo de
Troca de Ferramenta’’, que se traduz em inglês como '’ChangeOver Stream Map’’ (COSM).
A partir do capítulo 4 inicia-se a busca pela concretização do objetivo traçado, isto é, a formulação de
um método que possibilita uma análise mais detalhada do processo de troca de ferramenta. Após o
mapeamento do estado atual da troca através da elaboração do ‘’COSM-estado atual’’ é então
analisado o mapa de forma a encontrar todos os desperdícios inerentes ao processo de troca de
ferramenta.
No capítulo 5 são apresentadas as propostas de melhoria, que têm como objetivo a
redução/eliminação dos desperdícios, através da elaboração do ‘’COSM-estado futuro’’. No fim deste
capítulo são apresentados os resultados que se obtiveram após a introdução das melhorias no
processo de troca de ferramenta.
32
4. COSM – ChangeOver Stream Map
Neste capítulo será apresentado o método criado ao longo da elaboração da dissertação. O COSM,
tal como foi dito anteriormente, surge da junção das metodologias identificadas no capitulo 3.3.
O objetivo do COSM é clarificar todo o processo de troca de ferramenta de modo a que seja mais
acessível encontrar os desperdícios, para posteriormente serem eliminados e dar origem a um COSM
futuro que será o espelho do processo de troca de ferramenta após as melhorias efetuadas.
O COSM é assim uma ferramenta que tem como sua principal arma a criação de um mapa que
espelha todo o processo da troca de ferramenta.
Em suma, o COSM é aplicado da mesma forma que o VSM, no entanto apenas é descrito no mapa o
processo de troca de ferramenta e não o processo produtivo de um produto. O fluxo de aplicação do
COSM é semelhante ao do VSM e está descrito na Figura 4-1.
Figura 4-1 - Fluxo de melhoria contínua através do COSM
Pelo simples motivo de ser esta primeira aplicação do COSM, no primeiro subcapítulo será
apresentado um exemplo de todos os constituintes do mapa.
No segundo subcapítulo será elaborado o mapa do ‘’COSM-estado atual’’ com os dados reais do
processo de troca de ferramenta em análise.
Por fim, após a análise do mapa serão identificados os desperdícios encontrados no processo de
troca de ferramenta.
COSM Futuro
COSM Atual
Melhoria Contínua
33
Descrição dos constituintes do mapa do COSM
O COSM é baseado no VSM, ou seja, parte da elaboração de um mapa que regista todo o fluxo de
um processo. Neste pretende-se apenas representar o fluxo do processo de troca de ferramenta.
Para isso é necessário começar por delinear os limites da troca, isto é, identificar quando começa e
acaba a troca de ferramenta propriamente dita. Através de uma análise cuidada do processo, e após
várias iterações, definiu-se que a troca é iniciada com tarefas de ajuste que terão de ser realizadas à
ferramenta que irá entrar na prensa, e termina quando a ferramenta que entrará na troca seguinte
estiver pronta para o efeito. Na Figura 4-2 está esquematizado de uma forma temporal todo o
processo.
Figura 4-2 – Timeline do processo de troca de ferramenta
De forma a auxiliar a leitura da Figura 4-2 é importante definir alguns conceitos inseridos na mesma.
Posto isto, as considerações realizadas de modo a elaborar a timeline acima apresentada foram as
seguintes:
• Tarefas de preparação à troca (Externas I) – São maioritariamente operações de
verificação efetuadas pelos Line Leaders, com o objetivo de reduzir ao máximo os
erros e desperdícios de tempo que poderão surgir durante a troca.
• O termo ‘’Tarefas internas’’ inclui todas aquelas que são realizadas em momentos
em que a máquina não se encontra a produzir a 100%.
• Tarefas de Run-Down – São realizadas aquando da desaceleração da máquina.
• Tarefas de Set-up – Tarefas de troca efetiva das ferramentas
• Tarefas de Run-Up – São realizadas aquando da aceleração da máquina.
• Tarefas Externas II – São constituídas por duas operações distintas: inicialmente é
desmontada e transportada para o armazém a ferramenta que acabou de ser
produzida e posteriormente é transportada e montada nas mesas a ferramenta que
irá entrar na próxima troca.
Após a leitura correta da Figura 4-2 de modo a clarificar o processo de troca de ferramenta, optou-se
por dividir o processo em cinco subprocessos.
34
Esta divisão é um dos pontos de partida para a elaboração do mapa do COSM. Na Figura 4-3 está
representado um exemplo do mapa do COSM onde se pode ver os cinco blocos que representam os
cinco subprocessos que surgiram da divisão efetuada na Figura 4-2.
Figura 4-3 – Exemplo do mapa do COSM
O espaço em branco em cada bloco será preenchido com toda a informação relativa ao subprocesso
correspondente. Esta informação será apresentada quando da aplicação do COSM no processo em
estudo no capítulo 4.2.
O fluxo de informação inserido no COSM é, tal como no VSM, um esquema que sintetiza todo fluxo
do processo administrativo. Neste caso é simplesmente um processo que irá informar o controlador
da máquina para iniciar a troca de ferramenta.
O fluxo de informação será esquematizado na parte superior do mapa como se pode ver no exemplo
da Figura 4-3.
A elaboração deste mapa surge devido à necessidade de redução do tempo despendido na troca de
ferramenta. Assim, é bastante importante que o mapa contenha timelines que auxiliem a visualização
do mapa de uma forma mais temporal.
De seguida são explicadas em pormenor as funções de cada uma das três timelines inseridas no
mapa da Figura 4-3.
Ø Em semelhança ao VSM, a primeira timeline divide os processos em dois tempos distintos:
• Tempo Interno – constituído pelas tarefas de run-down, set-up e run-up, isto é, o
tempo em que a máquina não se encontra a produzir a 100%.
• Tempo Externo – constituído pelas tarefas externas.
35
Ø A segunda timeline indica quando inicia ou termina um subprocesso em relação ao início do
processo da troca de ferramenta. Esta linha dá uma noção temporal de todos os
subprocessos e também o tempo total despendido com o processo de troca de ferramenta
(Lead Time).
Ø A acrescenta a informação de quais dos subprocessos são realizados em paralelo.
É importante realçar que as timelines não se encontram à escala. Optou-se por relacionar estas
linhas com a largura dos blocos dos subprocessos com o objetivo de melhorar a noção global do
esquema.
Através da análise cuidada do mapa de fluxo da troca de ferramenta, pretende-se identificar os mais
variados desperdícios inerentes a todo o processo de troca de ferramenta, bem como os tempos de
duração de todas as tarefas e subprocessos.
Para além dos elementos já apresentados, o COSM possui outros elementos que são utilizados para
introduzir os dados que advêm da observação e registo do tempo das tarefas executadas durante
todo o processo de troca de ferramenta.
Para a perfeita aplicação do COSM é necessário observar cuidadosamente todas as tarefas inerentes
à troca de modo a:
• Descrever a tarefa;
• Classificá-la – isto é, identificar em qual dos cinco subprocessos ela se aplica;
• Obter a sua duração;
• Distribuir responsabilidades da execução da tarefa.
Estes dados serão inseridos numa tabela constituída por várias colunas onde se poderá introduzir os
dados relevantes de cada tarefa.
Tabela 4-1 – Exemplo de tabela de Inputs
OP1 OP2 OP3 Tarefas Duração (min) Inicio (min) Fim (min) X X Tarefa 1 1 0 1
X Tarefa 2 3 1 4
X Tarefa 3 3 2 5
X Tarefa 4 2 4 6
Nota: As tarefas com o fundo da descrição a cinzento são consideradas o bottleneck do subprocesso.
Como se pode verificar, todos os dados necessários à análise estão dispostos na Tabela 4-1. Esta
tabela é composta por:
• X Colunas correspondentes aos X operadores que trabalham no processo de troca de
ferramenta e onde se deverá alocar as responsabilidades de execução de cada tarefa;
36
• Uma coluna onde se faz uma pequena descrição do que consiste a tarefa.
• Nas últimas 3 colunas são indicados os tempos de duração, inicio e fim de cada tarefa em
relação ao início do subprocesso em análise.
A cada operador foi atribuída uma cor de modo a facilitar a observação dos gráficos que irão ser
elaborados mais adiante e que têm como base esta mesma tabela.
É importante realçar que na aplicação do COSM, deverão ser preenchidas as cinco tabelas idênticas
à Tabela 4-1 correspondentes aos cinco subprocessos.
De seguida deverá ser desenhado um diagrama de Gantt (Figura 4-4) que sintetiza a informação
contida na Tabela 4-1.
Figura 4-4 - Exemplo do diagrama de Gantt
Devido à complexidade do processo de troca de ferramenta em certos sectores industriais, inerente
do número de operadores necessários para a elaboração de todas as tarefas, deverá ser elaborado
um gráfico (Figura 4-5) que simplifica a análise dos tempos de cada operador.
Figura 4-5 – Exemplo do gráfico do Lead-Time de cada OP
Este último componente identifica:
• Lead Time de cada operador.
• Em que momento um operador inicia e termina as suas tarefas de um determinado
subprocesso.
• Tempos de espera que possam existir entre a execução de dois subprocessos adjacentes.
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5
TempodeCiclo(min)
37
Fica assim terminada a apresentação de todos os componentes do mapa do COSM. De seguida será
aplicado o método no processo de troca de ferramenta em estudo.
Nota: Todos os elementos foram idealizados para serem aplicados em todos os tipos de indústria
sem exceção
Aplicação do COSM – Estado atual
Antes da elaboração do mapa do COSM, foi necessário realizar um estudo onde se identificaram
todas as tarefas inerentes à troca, ou seja, aplicou-se a etapa 0 do SMED.
Assim, para além da utilização destes dados disponibilizados nos documentos referidos no capítulo
3.2, foram também observadas cerca de 20 trocas de ferramenta onde se retiraram os tempos de
todas as tarefas inerentes ao processo de troca de ferramenta.
Neste subcapítulo serão apresentadas todas a tabelas de inputs, correspondentes a cada
subprocesso, preenchidas com os valores médios da duração dos tempos calculados nas 20
observações. Após o preenchimento de todas as tabelas e retirados os dados de cada uma, serão
preenchidos os restantes elementos do mapa do COSM. Por fim será apresentado o mapa do
‘’COSM – estado atual’’.
4.2.1. Tarefas Externas I
As tarefas deste subprocesso são realizadas apenas pelos Line Leaders. Como se pode verificar na
Tabela 4-2 e na Figura 4-6, o tempo de ciclo (19 minutos) deste subprocesso é igual ao tempo que o
LL2 demora a realizar as suas tarefas externas I.
Tabela 4-2 – Tarefas Externas I (tempos em minutos)
LL1 LL2 OP3 OP4 OP5 OP6 OP7 Descrição da tarefa Tempo Inicio Fim
X
Carregar encomenda da próxima produção na máquina
0,2 4,8 5
X
Verificar ligações e ferramentas 5 5 10
X
Verificar posicionamento da equipa 2 10 12
X
Preparar as pilhas de paletes conforme a
folha de palatização 7 0 7
X
Preparar Robot 1, 2 e Z 10 7 17
X
Verificar se os pinos da almofada estão em
baixo 2 17 19
38
Figura 4-6 - Diagrama de Gantt das tarefas externas I
Neste caso todas as tarefas executadas pelo LL1 são realizadas em paralelo com as do LL2, sendo
as tarefas do LL2 consideradas o bottleneck deste subprocesso.
4.2.2. Tarefas de Run-Down
Neste subprocesso os executantes são apenas o LL1 e o OP7, sendo que este último apenas
executa uma tarefa que é efetuada em paralelo com as outras que o LL1 se encontra a executar.
O tempo de ciclo deste subprocesso são 7 minutos.
Tabela 4-3 – Tarefas de Run-Down (tempos em minutos)
LL1 LL2 OP3 OP4 OP5 OP6 OP7 Descrição das tarefas Tempo Inicio Fim X
Vazar linha 1 0 1
X
Registar sucata 2 1 3
X
Concluir inputs no sistema 3 3 6
X Assegurar quantidade do último rack 4 1 5
X
Registar Reworks 1 6 7
Figura 4-7 - Diagrama de Gantt das tarefas de run-down
0 5 10 15 20TempodeCiclo(min)
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5
TempodeCiclo(min)
39
4.2.3. Tarefas de Set-up
Antes de se proceder ao preenchimento da tabela de inputs para as tarefas de set-up foi necessário
cruzar a informação obtida da observação do processo com a informação que tinha sido
disponibilizada. Desta junção de informação conclui-se que algumas tarefas de set-up observadas
não tinham sido identificadas anteriormente, como por exemplo; o movimento dos operadores.
Tabela 4-4 – Tarefas de Set-up (tempos em minutos)
Assim, e após a descrição de todas as tarefas de set-up iniciou-se o preenchimento da tabela
respetiva ao subprocesso. Na Tabela 4-4 estão representados os dados das tarefas de set-up obtidos
da observação das trocas de ferramenta.
LL1 LL2 OP3 OP4 OP5 OP6 OP7 Descrição da tarefa Tempo Inicio Fim X
Fechar produção atual e abrir nova 0,05 0 0,05
X
Mover prensa até PMS 0,05 0,05 0,1
X
Colocar prensa e alimentador em modo de troca 0,05 0,1 0,15
X
Iniciar troca de ferramenta no alimentador 0,05 0,15 0,2
X
Troca de alimentador 9 0,2 9,2
X
Colocar tapete de saída para a posição de troca de ferramenta
1 0,15 1,15
X
Iniciar troca de ferramenta na prensa 0,02 1,15 1,17
Tarefas automáticas da prensa - I 1,12 1,17 2,29
X X X X
Colocar griper's intermédios junto às portas da
prensa 2 0 2
X X X X
Trocar griper's intermédios 2 2,29 4,29
X
X
Confirmar troca de griper's 0,05 4,29 4,34
X X X X
Fechar portas 0,13 4,34 4,47
X
X
Fazer barreira de proteção de saída das mesas 0,25 4,47 4,72
Tarefas automáticas da prensa - II 3,57 4,72 8,29
Abertura das portas de entrada após saída do die
set anterior 0,13 8,29 8,42
X
X X
Deslocação até à zona do robot Z para verificar
as automações 1 4,72 5,72
X X
Coloca gabaritos intermédios junto ao montante
central 1 4,72 5,72
X X
Trocar gabaritos intermédios, confirmar e fechar
portas 2,13 8,42 10,55
X X
Fazer barreira de proteção de entrada das mesas 0,25 10,55 10,8
X
X
Abrir portas do robot Z 0,08 8,42 8,5
X
Mover robot Z para a posição de troca 0,75 8,5 9,25
X
X X
Trocar automações do robot Z e confirmar troca 1,5 9,25 10,75
X
Mover robot Z para a posição de trabalho 0,75 10,75 11,5
X
Fechas portas do robot Z 0,09 11,5 11,59
Tarefas automáticas da prensa - III 4,13 11,59 15,72
X Colocar o tapete em posição de trabalho 1 15,72 16,72
X
Mudar punções datadores 3,5 16,72 20,22
X
Fim de TF. Colocar prensa e alimentador em modo automático
0,02 20,22 20,24
40
Figura 4-8 - Diagrama de Gantt das tarefas de set-up
Como se pode retirar dos elementos de análise apresentados acima, o tempo de ciclo do
subprocesso das tarefas de set-up ronda os 20,24 minutos, e todos os operadores têm tarefas a
executar neste subprocesso.
Como se pode concluir do diagrama anterior, este subprocesso é aquele que possui maior
complexidade de tarefas e paralelismo entre elas. Para além disto, algumas das tarefas de set-up são
operações que a máquina realiza em automático (tarefas a verde na Figura 4-8) o que origina
períodos de espera dos operadores. De forma a identificar estes períodos de espera, foi elaborado
um gráfico onde se pode observar a vermelho esses mesmos tempos associados a cada operador.
Figura 4-9 – Avaliação do tempo de espera dos operadores
Como princípio da empresa, de forma a reduzir os efeitos dos potenciais erros que poderão ocorrer
durante o processo, o objetivo é que o tempo de espera de cada operador ronde os 20%.
0 5 10 15 20Tempodeciclo(min)
0%
20%
40%
60%
80%
100%
LL1 LL2 OP3 OP4 OP5 OP6 OP7
%TempodeEspera %Tempo deValorAcrescentado
41
Após a análise da Figura 4-9 podemos observar dois claros desperdícios:
• Tempo de espera do OP7.
• Tempo de espera dos Line Leaders.
Apesar dos Line Leaders possuírem um tempo de espera elevado, estes são responsáveis por
supervisionar o processo. Por este motivo definiu-se que este tempo de espera não será tratado
como tal e que não será um desperdício a ter em conta quando da formulação da proposta de
alterações no capítulo 5.
4.2.4. Tarefas de Run-Up
Este subprocesso das tarefas de run-up é executado pelos dois Line Leaders e também pelo OP7.
As tarefas críticas são todas aquelas realizadas pelo LL1, sendo estas o bottleneck do subprocesso.
O tempo de ciclo do subprocesso são 9 minutos.
Tabela 4-5 – Tarefas de Run-Up (tempos em minutos)
LL1 LL2 OP3 OP4 OP5 OP6 OP7 Descrição da Tarefa Tempo Inicio Fim X Encher linha e verificar sensores 2,5 0 2,5
X Ajuste das pressões de trabalho 2 2,5 4,5
X Ajuste da velocidade 3 4,5 7,5
X Abrir inputs sistema 0,5 7,5 8
X Verificar OT's em curso 1 8 9
X Verificar e qualidade da primeira peça 6 0 6
X
Ajustes final de linha (rampas, mesas elevatórias etc…)
5 0 5
Figura 4-10 - Diagrama de Gantt das tarefas de run-up
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5
TempodeCiclo(min)
42
4.2.5. Tarefas Externas II
Este subprocesso é realizado pelos Die Setters, ou seja, pelos OP3 e OP5. O operador 5 é o que se
encontra com mais tarefas para executar neste subprocesso; sendo por este motivo identificadas
como criticas todas as tarefas executadas por aquele operador (fundo da descrição a cinzento).
Tabela 4-6 – Tarefas Externas II (tempos em minutos)
LL1 LL2 OP3 OP4 OP5 OP6 OP7 Descrição das tarefas Tempo Inicio Fim X Retirar griper’s 13 0 13
X Desapertar e retirar parafusos 4,6 0 4,6
X Fechar rampas de sucata 2 4,6 6,6
X Desligar cabos 3,5 6,6 10,1
X Retirar gabaritos da estação vazia 4 13 17
X Recolher griper's das estações intermédias 4,5 10,1 14,6
X Armazenar suporte dos griper’s 3 14,6 17,6
X Acionar ponte rolante 1 17 18
X Colocar descansadores em cima 1,5 18 19,5
X Prensa ---> armazém ---> Prensa 50 19,5 69,5
X Posicionar suporte dos griper's junto à prensa 4 17,6 21,6
X Posicionar os pinos da almofada 10 21,6 31,6
X Colocar descansadores em baixo 1,5 69,5 71
X Colocar gripers intermédios junto às portas da prensa 5 31,6 36,6
X Abrir rampas de sucata 2 36,6 38,6
X Apertar parafusos 8 38,6 46,6
X Montar gabaritos das estações vazias 7 46,6 53,6
X Acoplar griper's 15 53,6 68,6
X Ligar cabos 7 68,6 75,6
Figura 4-11 - Diagrama de Gantt das tarefas externas II
O tempo de ciclo deste subprocesso é 75,6 minutos.
0 10 20 30 40 50 60 70 80
TempodeCiclo(min)
43
Após a introdução dos dados das tarefas nas tabelas correspondentes, foram então preenchidos os
blocos correspondentes aos subprocessos no mapa do COSM com os valores relevantes para uma
posterior análise global do processo. (Ver Anexo A: COSM – estado atual)
De todos os dados inseridos nos blocos do mapa do ‘’COSM – estado atual’’ correspondentes aos
subprocessos, pode retirar-se a seguinte informação:
• Número de operadores que executam as tarefas em cada subprocesso.
• Tempo de ciclo de cada subprocesso.
• Tempo de espera de cada operador nas tarefas de set-up.
• Tempo, executante e descrição das tarefas.
4.2.6. Fluxo de informação
A elaboração do fluxo de informação foi auxiliada pela equipa responsável pela prensa. O processo é
totalmente automatizado e tem como elo de ligação um sistema que se encontra acessível em todos
os computadores da fábrica, sendo assim, a informação está sempre online e com acesso a qualquer
momento.
Na Figura 4-12 está representado o fluxo de informação inserido no mapa do COSM do processo
atual.
Figura 4-12 – Fluxo de informação
Resumindo, o fluxo de informação inicia-se no planeamento de produção que introduz no sistema da
fábrica toda a informação necessária para que o Line Leader tenha conhecimento quando terá de dar
inicio à troca de ferramenta. Após a informação chegar ao Line Leader este fica responsável por
supervisionar todos os subprocessos à medida que vão sendo elaborados.
44
4.2.7. Timelines
A primeira Timeline inserida no mapa do COSM apenas indica se o tempo despendido pelo
subprocesso correspondente é externo ou interno. Sendo assim, esta linha será igual à que foi
introduzida aquando da descrição dos constituintes do mapa no capítulo 4.1.
É importante referir que existem alguns subprocessos que são realizados, em parte do tempo, em
paralelo com outro. Por este motivo, a soma dos tempos de ciclo de cada subprocesso não é igual ao
Lead Time do processo de troca de ferramenta.
Posto isto, as considerações efetuadas para a elaboração da segunda e terceira timeline foram:
• Os OP3 e OP5 iniciam o subprocesso das tarefas externas II logo após terminarem as tarefas
de set-up de que são responsáveis, isto é, aproximadamente aos 11 minutos após o inicio do
subprocesso das tarefas de set-up.
• O LL1 terminará as tarefas externas I antes do LL2 e poderá iniciar as tarefas de run-down
nesse preciso momento. Ou seja, enquanto o LL2 se encontra a executar tarefas externas I, o
LL1 e o OP7 estarão já a realizar as tarefas de run-down.
De seguida na Figura 4-13 são apresentadas as timelines elaboradas com as considerações acima
explicadas.
Figura 4-13 – Timelines
Após a análise às linhas elaboradas foram retirados alguns tempos importantes para se proceder à
deteção de alguns desperdícios de tempos no global do processo, tais como:
• Lead Time
!" = $%&, (*+,-./0 ( 1 )
• Tempo externo
"1 = $2 + $%&, ( − (5, 2( = 67, $6*+,-./0 ( 2 )
• Tempo das tarefas de run-down
"89 = $7 − $2 = :*+,-./0 ( 3 )
• Tempo das tarefas de set-up
"0 = ;7, 2&$ − $7 = 2%, 2(*+,-./0 ( 4 )
45
• Tempo das tarefas de run-up
"8< = (5, 2&$ − ;7, 2( = 7*+,-./0 ( 5 )
• Tempo interno
"+ = "89 + "0 + "8< = ;6, 2(*+,-./0 ( 6 )
4.2.8. Lead Time de cada OP
De seguida é apresentado o gráfico que identifica o Lead Time de cada operador em todo o processo
de troca de ferramenta.
Figura 4-14 - Lead-Time de cada OP
Este gráfico contém no eixo do YY uma escala de tempo que se inicia nas primeiras tarefas externas I
realizadas pelo LL2. Este eixo é idêntico à 2ªTimeline apresentada no capítulo 4.2.7.
O eixo das abcissas é composto por várias entradas correspondentes a cada um dos sete
operadores.
De seguida apresenta-se uma tabela que resume e clarifica a informação contida na Figura 4-14.
0
20
40
60
80
100
120
LL1 LL2 OP3 OP4 OP5 OP6 OP7
Tempo (min)
Tarefas Externas II
Tarefas Run-Up
Espera
Tarefas Setup
Tarefas Run-Down
Tarefas Externas I
46
Tabela 4-7 – Resumo da Figura 4-14 (tempos em minutos)
Externas I Run-Down Set-up Run-Up Externas II
Inicio Fim Inicio Fim Inicio Fim Inicio Fim Inicio Fim
LL1 4,8 12 12 19 19 39,24 39,24 48,24
LL2 0 19 19 39,24 39,24 48,24
OP3 19 29,8 29,8 100,8
OP4 19 29,8
OP5 19 29,76 29,76 105,36
OP6 19 30,6
OP7 15 19 19 35,74 39,24 44,24
Através dos elementos de análise apresentados acima, é possível identificar um tempo de espera de
3,5 minutos do OP7 desde o término das tarefas de set-up até ao início das suas tarefas de run-up.
Após a apresentação de todos os elementos do mapa do COSM é agora possível elaborar o mapa do
‘’COSM – estado atual’’. Um exemplo deste mapa está representado na Figura 4-15.
Figura 4-15 - COSM - estado atual
Tempo de espera
47
Nota: Na Figura 4-15 apenas se pretende mostrar o global do mapa, os pormenores deverão ser
observados no Anexo A: COSM – estado atual.
Após a apresentação do mapa do ‘’COSM – estado atual’’, é agora possível fazer um pequeno
balanço da sua utilidade. Assim, as vantagens imediatas da elaboração do mapa do COSM são as
seguintes:
• Foram identificadas todas as tarefas inerentes ao processo de troca de ferramenta.
• Consideração das tarefas de run-down e run-up.
• Perceção global, com especial enfâse à noção temporal, de todo o processo.
Através da análise destas melhorias pode afirmar-se que a utilização do COSM é uma mais valia no
caminho para a melhoria do processo de troca de ferramenta da linha de estampagem, pois contém
informação bastante detalhada de todo o processo.
Identificação de desperdícios
Após uma análise pormenorizada de todos os indicadores do mapa do COSM do estado atual da
troca foram identificados alguns desperdícios e tempos excessivos. São eles:
1. A percentagem de tempo de espera do OP7 nas tarefas de set-up é bastante elevada (≈
88%).
2. Tempo de espera existente desde o fim das tarefas de set-up realizadas pelo OP7 até ao
momento em que este operador inicia as suas tarefas de run-up (3,5 minutos).
3. Perda de produção inerente dos tempos de ciclo elevados das tarefas de run-down, set-up e
run-up.
Estes desperdícios encontram-se assinalados a vermelho no mapa do COSM do estado atual do
processo representado no Anexo A: COSM – estado atual.
A melhor forma de quantificar o volume de produção perdido devido à troca de ferramenta, tal como
foi referido na apresentação do gráfico elaborado por McIntosh (Figura 2-7), é através da área
compreendida entre a curva e o output médio da máquina. Daí surge a necessidade de criar um
modelo matemático para encontrar a curva que caracteriza o output da máquina durante o processo
de troca de ferramenta para o caso em estudo. A curva está apresentada a azul na Figura 4-16.
48
Figura 4-16 – Output da máquina durante a troca de ferramenta
No eixo das abcissas está representado Lead Time em minutos, desde o início (x=0) do processo de
troca ferramenta até ao seu término (x=105.4).
O eixo dos YY representa a percentagem de produção. A produção é medida através da unidade
golpes/minuto. A média da máquina são 13 golpes/minuto.
Através deste último dado recolhido, e antes de se proceder ao cálculo da área correspondente à
não-produção, é importante definir a seguinte igualdade:
$%%%A1BC/A-çã/ = $;F/GB10
*+,-./↔ %A1BC/A-çã/ = %. $;
F/GB10
*+,-./ ( 7 )
De seguida será apresentado o modelo matemático que foi elaborado, dando origem à curva que
caracteriza o output da máquina no processo de troca de ferramenta.
A curva é então obtida pela união de 4 funções correspondentes aos 4 períodos do processo de troca
de ferramenta.
• O período das tarefas externas é caracterizado por uma reta do tipo:
J = $%%, % ≤ L ≥ $2 ∪ (5. 2( ≤ L ≥ $%&. ( ( 8 )
• O período das tarefas de run-down é caracterizado por uma reta do tipo:
J = *L + O ( 9 )
Tendo 2 pontos já identificados (Figura 4-16) facilmente se chega a equação real da reta:
J = −$%%
:L +
$7%%
: , $2 < L > $7 ( 10 )
• O período das tarefas de set-up é caracterizado pela seguinte expressão:
0
25
50
75
100
0 5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
% d
e pr
oduç
ão
Lead time (min)
Não-Produção
Produção
(12,100)
(19,0)
(48.24,100)
(39.24,0)
(41.24,50)
49
J = %, $7 ≤ L ≥ ;7. 2( ( 11 )
• Por sua vez, o período das tarefas de run-up é caracterizado por uma curva cuja expressão
poderá ser aproximada a uma função do tipo:
J =R
LST+ O ( 12 )
Esta foi a função escolhida pelo facto de ser a que mais se aproxima da linha que caracteriza a
aceleração real da máquina após a paragem devido à troca de ferramenta.
Através das observações efetuadas às trocas de ferramenta, identificou-se que dois minutos depois
de se iniciar o período de run-up a produção já se encontrava a 50%, ou seja:
01L = ;7. 2( + 2 = ($. 2( → J = &% ( 13 )
Assim, pode afirmar-se que já são conhecidos 3 pontos (Figura 4-16) pertencentes à hipérbole que
caracteriza o período de run-up, são eles:
Ponto 1→(0,39.24) Ponto 2 → (50,41.24) Ponto 3 → (100,48.24)
De seguida, utilizaram-se estes pontos para encontrar (através de um sistema de 3 equações) os
valores de a e b e k que dão origem à equação da curva:
J = −&%(
LS57$
2&
+ $(%, ;7. 2( < L > (5. 2( ( 14 )
Após definir todas as equações das retas que compõem o output da máquina no período de troca de
ferramenta, é possível calcular a área (ANP) que irá resultar na perda de produção efetiva durante
esse mesmo período.
VWX = $%%YL(5.2(
$2− −
$%%
:L +
$7%%
:YL
$7
$2+ −
&%(
L −57$2&
+ $(% YL(5.2(
;7.2(=
= 26(&. ;7 %BC/A-çã/ ∙ *+,-./ ( 15 )
Simplificando a unidade obtida através da expressão (7) obtém-se o número de golpes ‘’perdidos’’,
WF/GB10 = 26(&. ;7 %BC/A-çã/ ∙ *+,-./ = 26(&. ;7 %. $;F/GB10
*+,-./∙ *+,-./ = ;(;. 7F/GB10 ( 16 )
Em suma, existe um desperdício de produção de aproximadamente 344 golpes durante todo o
processo de troca de ferramenta.
50
5. Propostas de alterações e aplicabilidade
Após uma análise detalhada de todos os desperdícios encontrados, foram formuladas as seguintes
propostas de alterações com vista à eliminação dos desperdícios encontrados no capítulo 4.3:
1. A tarefa ‘’Concluir inputs no sistema’’ inserida no subprocesso das tarefas de run-down
realizada pelo LL1 passará a ser executada pelo LL2.
2. A tarefa ‘’ajustes de final de linha’’ inserida no subprocesso das tarefas de run-up executada
pelo OP7 passará a ser realizada no subprocesso das tarefas de set-up pelo mesmo
operador.
3. Redução do tempo de duas tarefas do subprocesso das tarefas de run-up.
No primeiro subcapítulo é então elaborado o ‘’COSM – estado futuro’’ com o objetivo de perspetivar
quais os impactos que as alterações efetuadas poderão ter no processo de troca de ferramenta. Após
a introdução das alterações no processo real, são apresentados os resultados destas mesmas
alterações no subcapítulo 5.2.
Propostas de alterações – ‘’COSM – estado futuro’’
Após a introdução destas alterações no mapa do COSM e a elaboração do estado futuro do mesmo,
perspetivam-se os seguintes impactos:
• Relativamente à 1ªalteração:
• Podendo a tarefa ‘’Concluir inputs no sistema’’ ser realizada em paralelo com as
outras do mesmo subprocesso, o tempo ciclo das tarefas de run-down será diminuído
em 3 minutos.
• O facto do LL2 passar a executar uma tarefa de run-down fará com que o LT total do
processo de troca de ferramenta aumente 3 minutos.
• 2ªAlteração:
• A percentagem do tempo de espera do OP7 nas tarefas de set-up será diminuída em
30,14%.
• Ao não executar tarefas de run-up, o Lead-Time do OP7 diminuirá em 8,5 minutos, e
será eliminado o tempo de espera identificado entre as tarefas de set-up e as tarefas
de run-up.
• 3ªAlteração:
• A tarefa ‘’ajuste de velocidade’’ que tem uma duração de 3 minutos passará para 1
minuto.
51
• A tarefa ‘’Verificar a qualidade da primeira peça’’ que tem uma duração de 6 minutos
passará para 4 minutos.
• O tempo de ciclo do subprocesso das tarefas de run-up será diminuído em 3,5
minutos.
Todos estes impactos podem ser observados no Anexo B: COSM – estado futuro, onde está
representado o mapa do COSM do estado futuro do processo da troca de ferramenta em estudo.
Aplicabilidade das alterações
Após a validação da aplicabilidade das alterações por parte da equipa responsável pela máquina,
foram então introduzidas as alterações no processo real. De seguida foram observadas cerca de 10
trocas de ferramenta de modo a encontrar os resultados práticos das alterações efetuadas. Estes
resultados podem ser divididos em 3 tipos:
• Tempos de espera do OP7.
• Tempos de duração do processo.
• Output da máquina no processo.
5.2.1. Tempos de espera do OP7
Tal como era de esperar, existem dois resultados inerentes aos tempos de espera do OP7:
1. O tempo de espera deste operador nas tarefas de set-up diminuiu de 88% para 58,14%.
2. Foram eliminados os 3,5 minutos de tempo de espera que o OP7 tinha entre as tarefas de
set-up e as tarefas de run-up.
Comparando com o estado anterior da troca do processo, o OP7 ficou com menor tempo livre nas
tarefas de set-up e terminará as suas tarefas de troca de ferramenta 8,5 minutos mais cedo.
Assim, pode afirmar-se que esta alteração tem um impacto bastante positivo na melhoria do processo
pois foram reduzidos em grande parte os tempos de espera de um operador.
52
5.2.2. Tempos de duração do processo
Analogamente aos cálculos efetuados no capítulo 4.2.7, de seguida são apresentados os cálculos
realizados para obter os tempos de duração do processo, agora para o estado futuro do COSM:
• Lead Time
!" = $%5, (*+,-./0 ( 17 )
• Tempo externo
"1 = $5 + $%5, ( − (:, :( = :5, 66*+,-./0 ( 18 )
• Tempo das tarefas de run-down
"89 = 22 − $5 = (*+,-./0 ( 19 )
• Tempo das tarefas de set-up
"0 = (2, 2( − 22 = 2%, 2(*+,-./0 ( 20 )
• Tempo das tarefas de run-up
"8< = (:, :( − (2, 2( = &, &*+,-./0 ( 21 )
• Tempo interno
"+ = "89 + "0 + "8< = 27, :(*+,-./0 ( 22 )
Comparando com os tempos calculados para o estado atual, é obtido(a):
o Uma redução do tempo interno de 6,5 minutos.
o Um aumento do tempo externo de 9,5 minutos.
o Inerente a estas alterações também existe um aumento do Lead Time total de 3
minutos.
Apesar de um ligeiro aumento no LT do processo, estas alterações são benéficas para o processo na
medida em que existe uma redução substancial no tempo em que a máquina não se encontra a
produzir na sua capacidade máxima. O aumento do tempo externo é menos importante pois não
existe uma perda direta no output da máquina com o aumento do mesmo.
53
5.2.3. Output da máquina durante o processo
De seguida é aplicado o mesmo modelo matemático do capítulo 4.3 mas desta vez para o estado
futuro do COSM.
Figura 5-1 - Output da máquina durante a troca de ferramenta após alterações
Através dos pontos representados na Figura 5-1 é possivél encontrar as equações das retas que
definem a linha do output da máquina no periodo de troca de ferramenta do estado futuro.
J = $%%, % ≤ L ≥ $5 ∪ (:. :( ≤ L ≥ $%5. ( ( 23 )
J = −2&L + &&%, $5 < L > 22 ( 24 )
J = %, 22 ≤ L ≥ (2. 2( ( 25 )
J = −$&(%%
7
LS26$5
:&
+:%%
; , (2. 2( < L > (:. :( ( 26 )
Assim, a área representada a vermelho na Figura 5-1 é:
[\] = 100`abc.cb
de− −25a + 550 `a
hh
de+ −
154009
a −261875
+700
3`a
bc.cb
bh.hb=
= 2((5, 2;(%BC/A-çã/ ∙ *+,-./) ( 27 )
Sendo o número de golpes ‘’perdidos’’,
WF/GB10 = 2((5, 2;×%, $; ≈ ;$5, ;F/GB10 ( 28 )
Através da diferença entre este último resultado e a expressão (16), obtém-se:
0
25
50
75
100
0 5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
% d
e pr
oduç
ão
Lead Time (min)
Não-Produção
Produção
54
$6 − 25 = ;(;, 7 − ;$5, ; = 2&, 6F/GB10 ( 29 )
Ou seja, existe um ganho de 25,6 golpes após a implementação das alterações ao processo de troca
de ferramenta.
Sabendo que durante um ano de trabalho a empresa realiza em média cerca de 540 trocas de
ferramenta,
&(%.C/pT
T,/×2&, 6
F/GB10
.C/pT= $;52(
F/GB10
T,/ ( 30 )
Com estas alterações obtém-se um aumento no output da máquina de 13824 golpes por ano.
Sendo que o objetivo da linha de estampagem são os 13080 F/GB10
A+T, pode afirmar-se que, com as
alterações obteve-se um acréscimo de mais de um dia de produção no output anual da prensa.
Como se pode entender após os cálculos efetuados, estas alterações reduziram em muito o tempo
interno do processo de troca de ferramenta o que originou uma diminuição do número de golpes
perdidos durante o processo de troca de ferramenta e o consequente ganho económico. Posto isto,
pode afirmar-se que as alterações efetuadas ao processo tiveram um impacto positivo, com vista à
redução do tempo despendido com o processo de troca de ferramenta.
55
6. Síntese do COSM e sua aplicabilidade
Neste capítulo, de forma a concretizar o objetivo proposto na presente dissertação, isto é, formulação
de um método que possibilita uma análise mais detalhada do processo de troca de ferramenta, será
realizado um resumo da aplicação do COSM de modo a auxiliar a aplicação do mesmo noutros
estudos realizados posteriormente a este trabalho.
Posto isto, as etapas a seguir de modo a aplicar o COSM da melhor forma são:
Ø Etapa 0 – tal como no SMED, esta etapa é aquela onde se caracteriza todas as tarefas de
uma forma clara para toda a equipa, isto é, nomeá-las e cronometrá-las de modo a que
posteriormente seja mais fácil trabalhar essa informação.
Figura 6-1 – Etapa 0 do COSM
Ø Etapa 1 – Separar tarefas em 4 tipos:
• Tarefas Externas;
• Tarefas Run-Down;
• Tarefas Internas;
• Tarefas Run-Up;
Figura 6-2 – Etapa 1 do COSM
Etapa 0 – Caracterizar as tarefas
3 5 9 4 6 7 8 10 12 11 13 2 1
x Tarefasnºx
Etapa 1 – Separar as Tarefas
RD E I E I E RU E I RD E I RU
E-TarefaExternas RD-TarefadeRun-Down I-TarefaInternas RU-TarefadeRun-Up
56
Ø Etapa 2 – Elaborar o ‘’COSM – estado atual’’ através do preenchimento dos componentes
apresentados no capítulo 4.2.
Ø Etapa 3 – Identificar desperdícios no ‘’COSM - estado atual’’. Estes desperdícios podem ser
dos seguintes tipos:
• Tempos de espera elevados.
• Tarefas Internas, isto é, run-down, set-up e run-up, que possam ser realizadas
externamente.
Ø Etapa 4 – Propor alterações de forma a diminuir/eliminar os desperdícios encontrados na
etapa anterior.
Ø Etapa 5 – Elaborar um ‘’COSM - estado futuro’’ que caracterizará o processo que se pretende
obter após as melhorias.
Assim, a aplicação do COSM e do ciclo de melhoria contínua associada ao mesmo, termina após a
introdução destas melhorias no processo de troca de ferramenta.
De seguida será discutida a aplicabilidade do COSM e também as vantagens e desvantagens da sua
aplicação.
Os mapas elaborados no presente trabalho e apresentados em anexo são o primeiro exemplo
concreto da utilização do COSM. No entanto, estes não revelam todas as capacidades que o COSM
possui, pois o processo de troca de ferramenta estudado já está de certa forma bastante otimizado e
não possui uma margem de melhoria tão grande quando comparado com outros processos existentes
na indústria atual. Posto isto, os indicadores que o mapa do COSM oferece ao seu observador são:
• Classificação das tarefas nos 4 tipos (externas, run-down, run-up e set-up).
• Fluxo de informação do processo de troca de ferramenta.
• Caracterização de todas as tarefas, isto é, descrição, duração e executante.
• Tempo de ciclo de cada subprocesso.
• Lead Time do processo e de cada operador.
• Tempos de espera dos operadores e consequente tempo de valor acrescentado dos
mesmos.
57
A facilidade da aplicação do COSM também é bastante evidente e advém do simples facto de ter sido
baseado em métodos e ferramentas bem conhecidas por parte de todos os colaboradores de
organizações da atual indústria que utilizam o Lean como filosofia de produção. É também por este
último facto que se pode afirmar que o COSM, tal como as outras ferramentas/métodos do Lean,
poderá ser aplicado a todos os tipos de indústria.
Vantagens do COSM
Após a aplicação do COSM com vista à melhoria do processo de troca de ferramenta da linha de
estampagem em estudo, pode afirmar-se que as grandes vantagens da sua aplicação são:
• Poderá ser aplicado a todos os tipos de indústria.
• Devido à criação de um do mapa do fluxo do processo de troca de ferramenta, a aplicação do
COSM constitui uma grande capacidade de identificação dos desperdícios inerentes ao
processo.
• Contém indicadores de tempos de espera e de valor acrescentado dos operadores.
Desvantagens do COSM
Paralelamente às vantagens já apresentadas, durante a aplicação do COSM também foram
encontradas algumas desvantagens que advêm principalmente da dificuldade da execução de
algumas das etapas apresentadas no início deste capítulo. Posto isto, as desvantagens são:
• Na etapa 1, isto é, separar as tarefas nos 4 tipos, existe uma certa dificuldade em entender a
qual dos subprocessos pertence uma determinada tarefa. Por vezes, em algumas indústrias
poderá não ser possível dividir as tarefas em 4 tipos devido ao facto de não possuírem
tarefas classificadas como run-down ou run-up.
• Devido à extensa informação inserida no mapa do COSM, em processos complexos torna-se
por vezes difícil entender todos os constituintes do mesmo. Por este motivo é necessário que
a pessoa que irá analisar o mapa do COSM possua um conhecimento aprofundado do
processo para que consiga retirar todas a informações que o mapa possui.
No entanto, mesmo em indústrias que não possuem tarefas classificadas como run-down ou run-up, o
COSM poderá ser aplicado e prestará sempre um positivo auxílio na noção global e identificação de
desperdícios do processo.
58
7. Conclusão
O estudo da presente dissertação foi iniciado numa análise à troca de ferramenta de uma linha de
estampagem inserida na indústria automóvel. Enquadra-se no âmbito de melhoria continua,
pensamento já utilizado em todos os departamentos da fábrica e que é considerado por todos os
colaboradores uma ferramenta importante para o desenvolvimento e crescimento da empresa.
Os estudos do processo de troca de ferramenta realizados anteriormente à elaboração desta
dissertação foram em grande parte obtidos através da aplicação do método SMED, e como é
apanágio do pensamento da melhoria contínua, serviram como base para a elaboração do estudo
realizado na dissertação. Constituíram assim uma grande melhoria na busca pela diminuição do
tempo despendido na troca de ferramenta, no entanto continham algumas lacunas que foram
identificadas no capítulo 3.2.2.
De modo a resolver estas lacunas e através da junção de várias ferramentas e metodologias da
filosofia Lean, foi elaborado um mapa que caracteriza todo o processo de troca de ferramenta e que
de certa forma auxiliou a busca de desperdícios existentes no mesmo. A este mapa foi dado o nome
de COSM, que significa ChangeOver Stream Map, e é basicamente a introdução da lógica do VSM
no método SMED.
Após a elaboração do mapa do COSM que caracteriza o estado atual da troca de ferramenta é
possível afirmar que este constitui claramente um suporte para melhorar a perceção global de todo o
processo. Através deste mapa, foi possível, juntamente com o especialista responsável pela máquina,
identificar desperdícios no processo e encontrar alterações que diminuíssem esses mesmos
desperdícios. Posteriormente foi elaborado o mapa do COSM do estado futuro que serviu como guia
para a introdução das alterações no processo real.
Das alterações efetuadas ao processo de troca de ferramenta foram obtidos os seguintes resultados:
• Redução dos tempos de espera do OP7
o O tempo de espera deste operador nas tarefas de set-up diminuiu de 88% para
58,16%.
o Foi eliminado os 3,5 minutos de tempo de espera que o OP7 tinha entre as
tarefas de set-up e as tarefas de run-up.
• Redução do tempo interno em 6,5 minutos.
• Aumento do output da prensa em 13824qrstuv
wxr.
Para se obter um valor ainda mais aliciante, teria de ser diminuído o tempo das tarefas automáticas
da prensa, mas para isso era necessário um grande investimento por parte da empresa, o que foi
automaticamente negado quando da elaboração desta dissertação, devido ao impacto financeiro que
esse investimento traria.
59
Resumidamente, pode afirmar-se que a elaboração desta dissertação contribuiu para duas melhorias
claras:
• A melhoria do processo de troca de ferramenta da máquina em estudo.
• Criação de um método (COSM), que consiste numa grande ajuda à identificação de
desperdícios inerentes ao processo de troca de ferramenta e que constitui o objetivo
principal desta dissertação.
Assim, espero que a aplicação COSM seja uma mais valia na redução do tempo despendido no
processo de troca de ferramenta de todas as indústrias atuais.
60
8. Trabalhos Futuros
O COSM foi fulcral na concretização do principal objetivo proposto para a dissertação, no entanto
deverão ser realizados alguns trabalhos futuros com o intuito de confirmar a aplicabilidade do mesmo
e melhorar a sua funcionalidade, tais como:
• Aplicar o método em vários tipos de indústria de modo a verificar se este tem capacidade de
adaptação a outras realidades.
• Estandardizar o método para que seja mais acessível e mais simples a sua aplicação.
Com a continuação deste trabalho espera-se que o COSM continue a ser uma mais valia na melhoria
do processo de troca de ferramenta, tal como foi para o caso de estudo descrito neste documento.
61
Referências
[1] Shigeo Shingo, A revolution in Manufacturing: The SMED system, USA: productivity Press, 1985.
[2] James Womack et. al, The machine that changed the world, Simon & Schuster UK, 1990.
[3] Tiago Bidarra, Implementação da metodologia SMED numa empresa do sector da indústria
automóvel, Covilhã, 2011.
[4] “ATEC,” [Online]. Available: https://www.atec.pt/formacao-e-consultoria/lean/lexico/h-j/#lx-jidoka.
[Acedido em 09 March 2017].
[5] “ATEC,” [Online]. Available: https://www.atec.pt/lexico/t-z-2/toyota-production-system-tps.html.
[Acedido em 09 March 2017].
[6] James P. Womack et al, Lean Thinking: Banish Waste and Create Wealth in Your Corporation,
Simon & Schuster, 1996.
[7] René Haak, Implementing Process Innovation - The case of Toyota production system, 2006.
[8] Filomena Moreira, “Portal Gestão,” [Online]. Available: https://www.portal-
gestao.com/images/stories/artigos/lean_thinking.jpg. [Acedido em 10 March 2017].
[9] “A Brief History of Lean,” Lean Enterprise Institute, [Online]. Available:
https://www.lean.org/WhatsLean/History.cfm. [Acedido em 13 Abril 2017].
[10] “Os 5 principios do Lean Thinking,” Strategos, [Online]. Available:
http://www.leanti.com.br/conceitos/5/Os-5-principios-do-Lean-Thinking.aspx. [Acedido em 13 Abril
2017].
[11] “The Seven Wastes,” Lean Manufacturing Tools, [Online]. Available:
http://leanmanufacturingtools.org/77/the-seven-wastes-7-mudas/. [Acedido em 13 Abril 2017].
[12] “VORNE,” [Online]. Available: http://www.vorne.com/learning-center/smed-quick-changeover.htm.
[Acedido em 17 Abril 2017].
[13] S. Imen, “SMED or Quick Changeover,” [Online]. Available:
http://wizact.persiangig.com/.OALUZO7I1j/document/SMED.pdf. [Acedido em 17 Abril 2017].
[14] “Redução dos tempos de Setup (SMED),” [Online]. Available:
http://melhoriacontinua.blogs.sapo.pt/19450.html. [Acedido em 10 January 2017].
62
[15] Ronaldo Mardegan et al., “estudo de Caso de implementação de troca Rápida de Ferramenta em
um empresa Metal Mecânica,” 2006.
[16] Mohamed Ali Almomani et al., “A proposed approach for setup time reduction through integrating
conventional SMED method with multiple criteria decision-making techniques,” 2013.
[17] Shigeo Shingo Productivity Press. Development Team, Quick Changeover for Operators: The
SMED System, Portland: Taylor & Francis, 1996.
[18] R. I. Mcintosh et al., “A critical evaluation of Shingo's 'SMED' (Single Minute Exchange of Die)
methodology,” International Journal of Production Research, Vols. %1 de %2ISSN 0020-7543. Vol
38, pp. 2337-2395, 2000.
[19] R. I. Mcintosh et al., Improving Changeover Performance, 2001.
[20] R. I. Mcintosh et al., “Changeover Improvement: Reinterpreting shingo's ''SMED'' Methodology,”
Engineering Management, IEE Transactions on., Vols. %1 de %2ISNN 0018-9391 Vol.54, pp. 98-
111, 2007.
[21] Thulasi a/p Manoharan, Amir Azizi, “Designing a Future Value Stream Mapping to Reduce Lead
Time,” Procedia Manufacturing, vol. 2, pp. 153-158, 2015.
[22] Roberto Alvarez et al, “Redesigningan assembly line through Lean manufacturing Tools,”
International Journal of advanced Manufacturing Tecnology, 2009.
[23] Ricardo Nuno Loureiro Ribeiro, “Aplicação de Técnicas de Melhoria Contínua em Processos
Produtivos,” FEUP, Porto, 2011.
[24] B. Singh, S. Garg, S. Sharma, Value stream mapping: literature review with operational risk.,
International manufacturing Technology, 2011.
[25] M. Rother, J. Shook, Learning to See - value-stream mapping to create value and eliminate muda,
2009.
[26] “Lean Manufacturing Tools,” [Online]. Available: http://leanmanufacturingtools.org/551/creating-a-
value-stream-map/. [Acedido em 16 Fevereiro 2017].
[27] Joseph C. Chen et al, “From value stream mapping toward a lean/sigma continuous improvement
process: an industrial case study,” International Journal of Production Research, vol. 48, n.º 4, 2010.
[28] Zahir Abbas N. Khaswala, A. Irani , “Value Network Mapping (VNM): Visualization and Analysis of
Multiple Flows in Value Stream Maps,” Proceedings of the Lean Management Solutions
Conference, 2011.
63
[29] Amir Azizi et al, “Designing a Future Value Stream Mapping to Reduce Lead Time using SMED-A
Case Study,” 2015. [Online]. Available:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2351978915000281. [Acedido em 18 Junho 2016].
[30] [Online]. Available:
http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleListURL&_method=list&_ArticleListID=-
1129915143&_sort=r&_st=13&view=c&md5=7420e21d4913912fc75c7e45c8942317&searchtype=a.
[31] M. Braglia, G. Carmignani, F. Zammorini, “A new value stream mapping approach for complex
production systems,” International Journal of Production Research, 2006.
[32] Edgar Castro Moutinho, “Desenvolvimento de um jogo de simulação do sistema de produção Lean,”
Porto, 2012.
[33] M. Sivakumar et al, “Lean manufacturing in Carriage Building Press Shop using by SMED and VSM
tools,” 2015.
[34] Pablo Guzmám Ferradás et al , “Improving Changeover Time: A Tailored SMED Approach for
welding Cells,” 2013.
64
Anexos
65
Anexo A: COSM – estado atual
66
Anexo B: COSM – estado futuro
