UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS GUSTAVO SEVEGNANI BENEFÍCIOS DA UTILIZAÇÃO DE UM SISTEMA DE MONITORAMENTO DE PARADAS DE MÁQUINA EM UMA LINHA DE USINAGEM JOINVILLE – SC – BRASIL 2007 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLOGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS GUSTAVO SEVEGNANI BENEFÍCIOS DA UTILIZAÇÃO DE UM SISTEMA DE MONITORAMENTO DE PARADAS DE MÁQUINA EM UMA LINHA DE USINAGEM Trabalho apresentado a Universidade do Estado de Santa Catarina como requisito para a obtenção do grau de Engenheiro, do Curso de Graduação em Engenharia: Habilitação em Produção e Sistemas. Orientador: Prof. Adalberto J. Tavares Viera JOINVILLE - SC - BRASIL 2007 GUSTAVO SEVEGNANI BENEFÍCIOS DA UTILIZAÇÃO DE UM SISTEMA DE MONITORAMENTO DE PARADAS DE MÁQUINA EM UMA LINHA DE USINAGEM Trabalho aprovado como requisito parcial para a obtenção do grau de Engenheiro, no Curso de Graduação em Engenharia: Habilitação em Produção e Sistemas, da Universidade do Estado de Santa Catarina. Banca Examinadora Adalberto José Tavares Vieira, Dr. Orientador Nilson Campos, Esp. Ricardo Kirchhof Unfer, Msc. Joinville, 08 de novembro de 2007 Não apenas este trabalho, mas a todas as minhas conquistas pessoais e profissionais são dedicadas a Deus e a que tudo ele representa, a minha família e a minha namorada Tacila. “A diferença entre a grandiosidade e mediocridade está frequentemente, em como um indivíduo enxerga um erro”. Nelson Boswell GUSTAVOS SEVEGNANI BENEFÍCIOS DA UTILIZAÇÃO DE UM SISTEMA DE MONITORAMENTO DE PARADAS DE MÁQUINA EM UMA LINHA DE USINAGEM No mercado competitivo atual, as empresas cada vez mais buscam o melhor aproveitamento do parque fabril reduzindo assim investimentos e custos de produção. Para isso a gestão da produção necessita evoluir, utilizar novas tecnologias e conceitos de gerenciamento de máquina. Portanto, é proposto um sistema de monitoramento de máquina que consiste na coleta de dados automática, no processamento desses dados e a disponibilização deles como informação precisa e rápida, para auxiliar a gestão da produção no processo de tomada de decisão e identificação de perdas. Palavras-Chave: Gestão da Produção; Sistema de Monitoramento; Identificação de Perdas SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS............................................................................................................... 9 LISTA DE QUADROS........................................................................................................... 10 LISTA DE ABREVIAÇÕES ................................................................................................. 11 CAPÍTULO PRIMEIRO ....................................................................................................... 12 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 12 1.1 APRESENTAÇÃO DO TEMA...................................................................................... 13 1.2 OBJETIVO GERAL....................................................................................................... 13 1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................................... 13 1.4 JUSTIFICATIVA ........................................................................................................... 13 1.5 DELIMITAÇÃO DO ESTUDO..................................................................................... 14 1.6 METODOLOGIA........................................................................................................... 14 1.7 ESTRUTURA DE TRABALHO.................................................................................... 15 CAPÍTULO SEGUNDO ........................................................................................................ 16 2 SISTEMAS DE PRODUÇÃO ............................................................................................ 16 2.1 TIPOS DE OPERAÇÕES DE PRODUÇÃO ................................................................. 17 2.2 TIPOS DE PROCESSOS EM MANUFATURA ........................................................... 18 2.2.1 Processos de Produção em Massa ou Linha ............................................................ 20 2.3 CENTRO DE USINAGEM NO PROCESSO DE MANUFATURA ............................ 21 CAPÍTULO TERCEIRO....................................................................................................... 22 3 GESTÃO DA PRODUÇÃO................................................................................................ 22 3.1 PROCESSOS DE PLANEJAMENTO, PROGRAMAÇÃO E CONTROLE DA PRODUÇÃO (PPCP) ........................................................................................................... 24 3.2 SISTEMAS DE ADMINISTRAÇÃO DA PRODUÇÃO .............................................. 24 3.3 SISTEMAS INTEGRADOS DE GESTÃO – ERP (ENTERPRISE RESOURCE PLANNING) ........................................................................................................................ 25 3.4 MANUFATURA INTEGRADA POR COMPUTADOR (COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING CIM) ................................................................................................. 27 3.5 INDICADORES DE DESEMPENHO DO SISTEMA PRODUTIVO.......................... 28 3.6 PRODUTIVIDADE........................................................................................................ 29 3.7 MONITORAMENTO E SUPERVISÃO DA PRODUÇÃO.......................................... 31 3.8 MANUFACTURING EXECUTION SYSTEMS (MES) .............................................. 34 3.9 DEFINIÇÃO DE TEMPOS............................................................................................ 35 3.9.1 Takt Time ................................................................................................................. 35 3.9.2 Tempo de Ciclo ....................................................................................................... 36 3.9.3 Tempo Padrão.......................................................................................................... 37 3.10 GARGALOS DE PRODUÇÃO ................................................................................... 37 3.11 PERDAS SEGUNDO FILOSOFIA MANUTENÇÃO PRODUTIVA TOTAL (TPM) .............................................................................................................................................. 38 3.12 ÍNDICE DE EFICIÊNCIA GLOBAL DO EQUIPAMENTO ( OVERALL EQUIPMENT EFFECTIVENESS – OEE) .......................................................................... 40 3.13 FILOSOFIA OPTIMIZED PRODUCION TECHNOLOGY (OPT) ........................... 42 8 3.14 FILOSOFIA JUST IN TIME (JIT)............................................................................... 43 3.14.1 Técnicas JIT para Identificar Desperdícios. .......................................................... 44 CAPÍTULO QUARTO .......................................................................................................... 45 4 SISTEMA INJET DE COLETA DE DADOS .................................................................. 45 4.1 ARQUITETURA DO SISTEMA................................................................................... 46 4.1.1 Aquisição de Dados das Máquinas.......................................................................... 46 4.1.2 Servidor ................................................................................................................... 47 4.1.3 Computador Mestre ................................................................................................. 47 4.1.4 Terminal de Monitoração (TM)............................................................................... 47 CAPÍTULO QUINTO............................................................................................................ 51 5 METODOLOGIA CIENTÍFICA....................................................................................... 51 5.1 METODOLOGIA UTILIZADA .................................................................................... 51 5.1.1 Identificação do problema ....................................................................................... 52 5.1.2 Delimitação do estudo de caso ................................................................................ 52 5.1.3 Coleta de Dados....................................................................................................... 52 5.1.4 Análise e interpretação dos Dados........................................................................... 53 5.1.5 Avaliação dos resultados ......................................................................................... 53 CAPÍTULO SEXTO .............................................................................................................. 54 6 ESTUDO DE CASO ............................................................................................................ 54 6.1 APRESENTAÇÃO DA LINHA DE USINAGEM ........................................................ 54 6.1.1 Demanda do Cliente ................................................................................................ 55 6.1.2 Turnos de Trabalho.................................................................................................. 55 6.1.3 Capacidade de Produção da Linha Vista ................................................................. 56 6.2 SISTEMA DE COLETA DE DADOS MANUAL (CASO 1) ....................................... 58 6.2.1 Função dos Operadores na Coleta de Dados ........................................................... 58 6.2.2 Função dos Técnicos de Linha na Coleta de Dados ................................................ 59 6.2.3 Função dos Líderes de Produção na Coleta de Dados............................................. 60 6.2.4 Coleta dos Dados e Resultados Obtidos Através do Sistema Manual (caso 1)....... 61 6.3 SISTEMA DE COLETA DE DADOS AUTOMÁTICA (CASO 2).............................. 64 6.3.1 Estrutura do Sistema Injet na Empresa.................................................................... 64 6.3.2 Função dos Operadores e dos IPÊS na Coleta de Dados......................................... 65 6.3.3 Função dos Líderes e os TM na Coleta de Dados ................................................... 67 6.3.4 Informações Fornecidas pelo TM............................................................................ 67 6.3.5 Coleta dos Dados e Resultados Obtidos Através do Sistema Automático (caso 2).67 6.4 COMPARAÇÃODOS RESULTADOS OBTIDOS ENTRE O CASO 1 E CASO 2 .... 71 6.4.1 Comparação Entre os Indicadores de Desempenho do Caso1 e Caso 2). ............... 71 6.4.2 Comparação Entre os Dados Disponíveis do Caso1 e Caso 2). .............................. 73 CAPÍTULO SÉTIMO ............................................................................................................ 74 7 CONSIDERAÇÕES FINAIS.............................................................................................. 74 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 76 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Modelo de Sistema de Produção............................................................................... 16 Figura 2: Tipologia de operações ............................................................................................. 18 Figura 3: A influência da customização e do volume na escolha do processo......................... 19 Figura 4: Evolução dos Sistemas ERP ..................................................................................... 27 Figura 5: Objetivos de desempenho e seus efeitos internos e externos.................................... 29 Figura 6: Perdas escondidas devido à falta do monitoramento ................................................ 32 Figura 7: Cálculo do “takt time”............................................................................................... 35 Figura 8: Instalação física e lógica do sistema Injet................................................................. 46 Figura 9: Tela de monitoramento em tempo real do Injet ........................................................ 48 Figura 10: Gráfico de paradas por área responsável................................................................. 49 Figura 11: Gráfico da situação da fábrica................................................................................. 49 Figura 12: Layout Linha Vista.................................................................................................. 55 Figura 13: Gráfico de tempos por operação. ............................................................................ 57 Figura 14: Centro de Usinagem da OP90................................................................................. 57 Figura 15: Caderno RAP preenchido........................................................................................ 59 Figura 16: Caderno de CDP preenchido................................................................................... 60 Figura 17: Foto do quadro de CDP........................................................................................... 61 Figura 18: Estrutura do sistema Injet na empresa..................................................................... 65 Figura 19: Gráfico de paradas por área responsável................................................................. 68 Figura 20: Gráfico ABC dos motivos de paradas..................................................................... 68 Figura 21: Gráfico dos últimos tempos de ciclo....................................................................... 69 Figura 22: Gráfico ABC dos motivos de paradas..................................................................... 70 Figura 23: Gráfico da porcentagem de contribuição do OEE. ................................................. 72 LISTA DE QUADROS Quadro 1: Tempos e capacidade horária por Operação............................................................ 56 Quadro 2: Informações coletadas no RAP e CDP.................................................................... 62 Quadro 3: Indicadores desempenho. ........................................................................................ 63 Quadro 4: Códigos para auxílio dos operadores....................................................................... 66 Quadro 5: Indicadores desempenho. ........................................................................................ 71 Quadro 6: Comparação entre indicadores desempenho. .......................................................... 72 11 LISTA DE ABREVIAÇÕES OEE – “Overall Equipment Effectiveness” ERP – “Enterprise Resource Planning” TI - Tecnologia da Informação GRI – “Information Resource Management” SI – Sistemas de Informação MRP – “Material Requirements Planning” MRPII – “Manufacturing Resource Planning” CIM – “Computer Integrated Manufacturing” P&D – Pesquisas e Desenvolvimentos MÊS – “Manufacturing Execution Systems” TPM – Manutenção Produtiva Total ID – Índice de Disponibilidade TO – Tempo de Operação TTD – Tempo Total Disponível IE – Índice de Eficiência IQ – Índice da Qualidade Cb – Capacidade Bruta de Produção Te – Tempo de Ciclo da Operação Cl – Capacidade Líquida s – segundos h – hora pç – peça OPT – “Optimized Producion Technology” JIT – “Just In Time” TM – Terminal de Monitoração CLP`s – Controladores Lógicos Programáveis IPÊ – Nome atribuído ao CLP que possui interface com operador no sistema Injet OP – Operação RAP – Registro de Acompanhamento de Processo CDP – Controle Diário de Produção 12 CAPÍTULO PRIMEIRO 1 INTRODUÇÃO O panorama mundial impõe que as indústrias de manufatura sejam competitivas para se manter no mercado. Para tal existem várias possibilidades como, redução de custos de produção, melhorias na qualidade, redução do lead time, aumento da produtividade, eliminação de desperdícios e melhoria no processo de tomada de decisão. Essas alternativas quando bem utilizadas influenciam diretamente no preço final do produto, permitindo que a empresa seja mais competitiva. Para uma indústria, o departamento onde estão concentradas as maiores perdas e também o maior potencial de ganho, é no processo produtivo, podendo citar os refugos, paradas de produção e decisões erradas. Portanto, a evolução do sistema de monitoramento de produção, utilizando novas tecnologias é fundamental para facilitar a identificação dessas perdas. O sistema de monitoramento de máquina automático elimina os apontamentos manuais, que possuem grandes potenciais de erros e facilita a coleta de dados, pois a mesma é feita instantaneamente via computador. Também fornece para o gestor diversas informações sobre o desempenho e status de cada máquina, além de gerar relatórios e históricos dos equipamentos. O sistema pode fornecer diversos tipos de relatórios como, por exemplo, o de paradas de máquina, motivo de cada parada, o comparativo entre o tempo padrão e o realizado, a eficiência, a taxa de utilização, a produtividade, a produção realizada e também o indicador de eficiência global (OEE) de cada equipamento. Essas informações quando estão disponíveis para o gestor facilita o processo de tomada de decisão, pois a mesma se baseia em dados históricos coletados pelo sistema. 13 1.1 APRESENTAÇÃO DO TEMA O tema deste trabalho de conclusão de curso é identificar os benefícios da utilização de um sistema de monitoramento automático que supervisiona o equipamento. Este sistema gera relatórios que facilitam a identificação de perdas e também o processo de tomada de decisão através do controle dos processos produtivos, evitando-se desvios de informação. 1.2 OBJETIVO GERAL O objetivo geral deste trabalho é realizar uma análise conceitual da gestão da produção, pela importância de uma fonte de informações segura e rápida para apontamento de paradas de máquina. Demonstrar quais foram os ganhos que uma empresa obteve com utilização do sistema de monitoramento automático de máquina em uma linha de usinagem. 1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Os objetivos específicos são os seguintes: • Facilitar a coleta de dados do chão de fábrica; • Gerar relatórios sobre o desempenho do sistema produtivo; • Identificar perdas via sistema de monitoramento; • Reduzir os tempos de paradas desnecessárias; • Aumentar o OEE das máquinas; • Avaliar a utilização desse sistema em uma linha de usinagem e apresentar os resultados obtidos via estudo de caso. 1.4 JUSTIFICATIVA 14 Esse trabalho se justifica, pois na gestão da produção, caso as informações de chão de fábrica não sejam tratadas da forma adequada, uma série de problemas pode ocorrer, sendo que o principal deles é a impossibilidade de recuperação de informações para consultas. Isto faz com que decisões sejam tomadas com base em informações desatualizadas e que podem conter erros e imprecisões. No caso da disponibilização das informações não ser adequada, poderá ocorrer atrasos e também ser necessário esforço para obtê-las. Este esforço é relacionado à necessidade de tempo que as pessoas terão, para entrar em contato com outras pessoas, deslocar-se ou procurar estas informações. 1.5 DELIMITAÇÃO DO ESTUDO O estudo proposto neste trabalho é direcionado para uma empresa de Joinville, que implantou em uma de suas linhas de usinagem de peças automotivas um sistema que monitora automaticamente os centros de usinagem, existentes nesse processo de produção. Baseia-se em identificar os benefícios e ganhos que essa empresa obteve com a utilização deste sistema. Esses sistema está associado aos estudos de, administração da produção, sistemas de informações gerencias e manutenção industrial em nossas disciplinas no curso de Engenharia de Produção e Sistemas. 1.6 METODOLOGIA Para que se alcance a identificação dos benefícios do sistema de monitoramento automático, será elaborada uma pesquisa classificada como Descritiva, assumindo a forma de Estudo de Caso. O desenvolvimento do estudo de caso será realizado através da coleta de dados e também da comparação dos resultados obtidos com dois tipos de sistemas de monitoramento de máquina. 15 1.7 ESTRUTURA DE TRABALHO No primeiro capítulo do trabalho de conclusão de curso, são apresentados os objetivos gerais do trabalho, os objetivos específicos, a justificativa da escolha deste tema, a delimitação do trabalho além dos procedimentos metodológicos aplicados. O segundo e terceiro capítulos apresentam a revisão da literatura de assuntos referentes ao tema geral do trabalho como: sistemas de produção, gestão da produção, indicadores de desempenho e também outros pontos necessários para um bom entendimento sobre o assunto abordado no trabalho. O quarto capítulo descreve o funcionamento do sistema de monitoramento de paradas de máquina Injet. Este é o sistema instalado na empresa onde será feito o estudo de caso, tornando-se extremamente importante o conhecimento das particularidades do mesmo. O quinto capítulo relata todas as fases da pesquisa, relacionada com o tema base do trabalho de conclusão do curso. O sexto capítulo relata brevemente a empresa, local onde ocorreu o estudo de caso. Comenta sobre o sistema manual e automático de coleta de dados e também todos os dados coletados e os resultados obtidos em cada sistema. Os demais capítulos apresentam as considerações finais, sugestões para trabalhos futuros e as referências utilizadas neste trabalho. 16 CAPÍTULO SEGUNDO 2 SISTEMAS DE PRODUÇÃO De acordo com Moreira (2004), defini-se “Sistemas de Produção” como o conjunto de atividades e operações inter-relacionadas envolvidas na produção de bens ou serviços. Já para Martins & Laugeni (2006) a conceituação de sistema tem sido utilizada no desenvolvimento de várias disciplinas, tanto nas ciências exatas como nas humanas, mas para nossas aplicações, sistema é um conjunto de elementos inter-relacionados com um objetivo comum. A figura 1 apresenta uma representação clássica de sistemas. Figura 1: Modelo de Sistema de Produção Fonte: Martins & Laugeni (2006) Todo sistema é composto de três elementos básicos: as entradas (inputs), as saídas (outputs) e as funções de transformação: Os inputs são os insumos, ou seja, todo o conjunto de recursos necessários como máquinas, matéria prima, energia, mão de obra, informações e outros. Esses são transformados em outputs durante as funções de transformação tendo como resultado um produto manufaturado ou serviços. 17 Para Slack, Chambers & Johnston (2002) qualquer operação que produz bens ou serviços, ou um misto dos dois, faz isso através de um processo de transformação ou sistema de produção. 2.1 TIPOS DE OPERAÇÕES DE PRODUÇÃO Embora as operações sejam similares entre si na forma de transformar recursos de input em output de bens e serviços, apresentam diferenças em quatro aspectos importantes (Slack, Chambers & Johnston (2002): • volume de output: • variedade de output • variação da demanda do output • grau de “visibilidade” (contato com o consumidor) envolvido na produção do output. Todas as quatro dimensões possuem implicações para o custo de criação de produtos a serviços (processos produtivos). De forma simples: alto volume, baixa variedade, baixa variação e baixa visibilidade (contato) com o consumidor, todos ajudam a manter os custos de processamento baixos. De forma inversa, baixo volume, alta variedade, alta variação e alta visibilidade (contato) com o consumidor geralmente carregam algum tipo de penalidade em custos para a produção. Por isso, a dimensão volume é desenhada com sua extremidade “baixa” à esquerda, ao contrário das outras dimensões, para manter todas as implicações de “baixo custo” à direita. A figura 2 resume as implicações desse posicionamento, ou seja, qual seria o melhor processo produtivo. 18 Figura 2: Tipologia de operações Fonte: Slack, Chambers & Johnston (2002) 2.2 TIPOS DE PROCESSOS EM MANUFATURA Para Slack, Chambers & Johnston (2002) cada tipo de processo em manufatura implica uma forma diferente de organizar as atividades das operações com diferentes características de volume e variedade. Na manufatura, esses tipos de processo são em ordem de volume crescente e variedade decrescente: • processo de projeto; • processo de jobbing ou tarefa; • processos em lotes ou bateladas; 19 • processos de produção em massa ou linha; • processos contínuos. De acordo com Ritzman & Krajewski (2005) a melhor escolha de um processo depende do volume do grau de customização exigido. A escolha pode ser aplicada ao processo inteiro ou apenas a um de seus sub-processos. Conforme demonstrado na figura 3. Figura 3: A influência da customização e do volume na escolha do processo Fonte: Ritzman & Krajewski (2005) 20 2.2.1 Processos de Produção em Massa ou Linha Para Ritzman & Krajewski (2005) o processo em linha é caracterizado pelo fluxo em linha, com pouco estoque armazenado entre as operações, cada operação executa o mesmo processo repetidamente, com pequena variação dos produtos ou serviços oferecidos. A linha de produção proporciona a possibilidade de fabricação de produtos em elevadas quantidades, a custo individual extremamente baixo, utilizando-se para isso a reprodutibilidade de operações, em detrimento da sua variabilidade. Propiciam-se grandes volumes de produção, porém em um número extremamente restrito de opções de produtos ao consumidor. Este conceito foi implementado pela primeira vez por Henry Ford. O conceito fundamental da linha de produção está na disposição linear de operações subseqüentes, onde a realização de uma operação depende da conclusão da operação anterior. Desta maneira, realizam-se diversas operações paralelamente, em uma grande quantidade de produtos, permitindo-se uma elevada produtividade na linha. Já para Moreira (2004), o sistema de produção contínuo ou fluxo em linha representam uma seqüência linear para se fazer o produto ou serviço, os produtos são bastante padronizados e fluem de um posto de trabalho a outro numa seqüência prevista. As diversas etapas do processo devem ser balanceadas para que as mais lentas não retardem a velocidade do processo. Às vezes, os sistemas de fluxo em linha aparecem subdivididos em dois tipos: • A produção em massa, para linhas de montagem de produtos ou mais variados possíveis e produção contínua propriamente dita, nome reservado nessa classificação para as chamadas indústrias de processo. Esses processos contínuos tendem a ser altamente automatizados e a produzir produtos com elevado grau de padronização, sendo qualquer diferenciação pouco ou nada permitida. De uma forma geral, os sistemas de fluxo de linha são também caracterizados por uma alta eficiência e acentuada inflexibilidade. Essa eficiência é derivada de uma substituição maciça de trabalho humano por máquinas, bem como a padronização do trabalho restante em tarefas altamente repetitivas. 21 2.3 CENTRO DE USINAGEM NO PROCESSO DE MANUFATURA Os centros de usinagem são extremamente importantes em processos de manufatura de usinagem. Esse tipo de máquina possui alta flexibilidade e pode ser utilizados em praticamente todos os tipos de processo de manufatura que envolvam remoção de cavaco. Para Costa & Caulliraux (1995) os centro de usinagem são máquinas equipadas com controle numérico e dispositivos de troca automática de ferramenta. Estas máquinas são capacitadas a desempenhar diversas rotinas de usinagem diferentes ao mesmo tempo ( fresar, furar, roscar e mandrilhar) na mesma máquina. Para esses autores, a integração de diferentes funções na mesma máquina fazem com que ela seja extremamente versáteis e flexíveis. 22 CAPÍTULO TERCEIRO 3 GESTÃO DA PRODUÇÃO Para Slack (1993), se uma função de manufatura potente é o alicerce do sucesso estratégico, então todas as empresas deveriam ter visão estratégica das suas operações de manufatura. Pensar estrategicamente sobre o lado operacional dos negócios não é mais a contradição que um dia pareceu ser. É um reconhecimento de que a forma pela qual uma organização administra a sua operação de manufatura, tem um significativo efeito sobre sua possibilidade de proporcionar aquelas coisas que significam sucesso no mercado. Para Costa & Caulliraux (1995) o fundamento da necessidade de uma estratégia de produção é que “todo sistema tecnológico tem sua atuação limitada pelas tecnologias de equipamentos, processos, materiais e de sistemas gerenciais e de informação que utiliza”. É preciso escolher entre opções tecnológicas diversas, pois cada combinação produz a diferentes desempenhos nos diversos parâmetros operacionais de um sistema produtivo. Slack, Chambers & Johnston (2002) a primeira responsabilidade de qualquer equipe de administração da produção é entender o que se está tentando atingir. Ou seja, saber quais são os objetivos organizacionais para os termos: desempenho da produção, qualidade, velocidade, confiabilidade, flexibilidade e custo. A gestão da produção envolve todos os processos relacionados à produção em uma empresa de manufatura. O ambiente competitivo destas empresas está se tornando cada vez mais disputado, para Souza & Ires (1999), fazendo com que a busca por melhorias no processo de gestão da produção se dê em várias iniciativas. Entre estas melhorias, a busca por uma alta eficiência dos recursos produtivos, como forma de maximizar o rendimento operacional, é freqüentemente perseguida em muitas empresas. Este modo de pensar está fundamentado na idéia de que, ao se utilizar todos os recursos ao máximo, os ganhos econômicos são maiores. Para (VOLLMANN et. al., 1993) uma alternativa para obtenção de uma boa posição competitiva é a utilização de um processo estruturado de gestão da produção e inventários. 23 Para Slack (1993) a manufatura é importante demais para ser gerenciada de forma estanque, segura no conforto de sua própria rotina. Ela precisa de direcionamento estratégico, caso se espera que seu potencial como motor competitivo da empresa, seja completamente realizado. Segundo Porter et. al. (1999), outra alternativa para obtenção de vantagens competitivas, que praticamente todas organizações perseguem, é a mudança da produção contínua para uma produção "intermitente para contínua", alcançando benefícios da economia de escala, e ao mesmo tempo, oferecendo grandes possibilidades de customização para seus produtos. Por outro lado Souza & Ires (1999) relatam que, existe uma defasagem entre as reais necessidades competitivas das empresas de manufatura e suas práticas usuais, geralmente substanciadas por seus indicadores de desempenho adotados. Outra forma encontrada por algumas empresas para obter melhores respostas e conseqüentemente posições no mercado, é possuir um elemento de suporte à decisão que trabalhe em tempo quase real, fornecendo conselhos inteligentes e informações para as funções de programação e liberação de ordens, no caso de distúrbios e eventos imprevistos no processo de produção controlado. As principais atividades do processo de gestão da produção são o planejamento, a programação e o controle da produção (CORRÊA, 2001). A integração das funções de planejamento e programação da produção pode introduzir melhorias significativas para a eficiência das condições de produção, através da redução de conflitos de programação, redução do tempo de fluxo e dos materiais em processo, aumento da utilização dos recursos de produção e adaptação a eventos irregulares do chão de fábrica. Embora a estratégia para alcançarmos objetivos e metas de produção da organização seja baseada em melhorias contínuas de longo prazo, no curto prazo, gerentes têm que tomar decisões de como reagir aos problemas diários. 24 3.1 PROCESSOS DE PLANEJAMENTO, PROGRAMAÇÃO E CONTROLE DA PRODUÇÃO (PPCP) Para Slack, Chambers & Johnston (2002) o planejamento e controle da produção é a atividade de decidir o melhor emprego dos recursos de produção, assegurando, assim, a execução do que foi previsto. Já para Martins & Laugeni (2006) é um sistema de transformação de informação, pois recebe informações sobre estoques existentes, vendas previstas, linha de produtos, modo de produzir e capacidade produtiva. Tendo como incumbência transformar essas informações em ordens de fabricação. Segundo Porter et. al. (1999), para que uma empresa encontre uma boa solução para o planejamento, programação e controle da produção, é necessário que seus principais processos de negócio sejam compreendidos. Martins & Laugeni (2006) relatam que a programação da produção deve assegurar uma alta taxa de utilização das instalações. Segundo Slack, Chambers & Johnston (2002) cada parte da operação precisa ser monitorada para assegurar que as atividades planejadas estão de fato ocorrendo. Completando Corrêa, Gianesi & Caon (2001) afirmam que o ambiente de manufatura é confrontado com mudanças freqüentes no mix de produção, quebras de equipamentos e prazos de entrega curtos. Neste ambiente, é essencial que o controle da produção seja realizado em tempo hábil, que em alguns casos pode ser em tempo real. Tais funções de controle e monitoramento devem ser realizadas pelos gestores da produção. 3.2 SISTEMAS DE ADMINISTRAÇÃO DA PRODUÇÃO De acordo com Corrêa, Gianesi & Caon (2001) os sistemas de administração da produção são genericamente chamados os sistemas de informação utilizados para apoio à tomada de decisão. Independente da lógica a ser utilizada pela empresa, os sistemas de administração da produção para cumprirem o seu papel de suporte ao cumprimento dos objetivos estratégicos da empresa, devem ser capazes de apoiar o tomador de decisões a: 25 • Planejar as necessidades futuras de capacidade produtiva da organização; • Planejar os materiais comprados; • Planejar níveis adequados de estoques de matérias-primas, semi-acabados e produtos finais, nos pontos certos; • Programar atividades de produção para garantir que os recursos produtivos envolvidos estejam sendo utilizados, em cada momento, nas coisas certas e prioritárias; • Ser capaz de informar corretamente a respeito da situação corrente dos recursos (pessoas, equipamentos, instalação, materiais) e das ordens de compra e de produção; • Ser capaz de prometer os menores prazos possíveis aos clientes e depois fazer cumpri-los; • Ser capaz de reagir eficazmente. Para Costa & Caulliraux (1995) o conceito de sistema de administração da produção revela severas limitações quanto à resposta a eventos de curto prazo, tais como quebra de máquinas ou materiais defeituosos. Para solução desse problema é necessário a utilização de sistemas de coleta de dados operacionais para garantir a alimentação de informações atualizadas sobre o que está ocorrendo na produção. Já Yusuf (1998) acredita que a estratégia de integração tem o potencial para facilitar a realização da escolha correta para alcançar uma disponibilidade ampla de informações em tempo real, para ter uma vantagem competitiva sobre seus competidores. 3.3 SISTEMAS INTEGRADOS DE GESTÃO – ERP (ENTERPRISE RESOURCE PLANNING) Para Martins & Laugeni (2006) estamos passando pela era da informação. Ela faz com que as empresas utilizem cada vez mais as técnicas e a Tecnologia da Informação (TI). Esta era da informação exige mudanças no modo de gestão das empresas, que passam a utilizar, de 26 maneira intensa, computadores para processamento de dados, redes de comunicação e automação de processos produtivos com o objetivo de gerar informações para suas operações. Surge um novo conceito de gestão empresarial, denominado de Gestão de Recursos de Iinformação ou GRI (Information Resource Management) fundamentado em três componentes: 1. Informação, como sendo o modo organizado para apresentar e usar conhecimento das pessoas para a gestão empresarias; 2. Sistemas de informação (SI), que criam um ambiente integrado e consistente capaz de tratar e fornecer informações necessárias a todos os usuários; 3. Tecnologia da informação (TI), entendida como a adequada utilização da ferramentas de informação, comunicação e automação, juntamente com as técnicas de organização e gestão alinhadas com a estratégia de negócio para aumentar a competitividade da empresa. Os sistemas de informação Enterprise Resource Planning (ERP), denominados de sistemas integrados de gestão, ou de sistemas para planejamento dos recursos da corporação, têm sido implantados largamente pelas empresas para atender a essas novas necessidades. O ERP é um modelo de gestão corporativo baseado num sistema de informações, com o objetivo de promover a integração entre os processos de negócios da organização e fornecer elementos para decisões estratégicas. O sistema ainda possibilita à empresa automatizar e integrar a maioria de seus processos de negócio, compartilhar dados e práticas em toda a empresa e produzir e acessar as informações em tempo real. Segundo Martins & Laugeni (2006), o ERP é um sistema que facilita o fluxo de informação dentro de uma empresa, integrando as diferentes funções, quais sejam: manufatura, logística, finanças, recursos humanos e engenharia, entre outras. Ainda apresenta uma base de dados que opera em uma única plataforma e que consolida todas as informações em um único ambiente computacional. O surgimento do ERP pode ser considerado a evolução do MRP e MRPII. Conforme a figura 4 o MRPII foi ampliado para cobrir áreas de engenharia, finanças, vendas, suprimentos, empreendimentos e recursos humanos, denominando-se ERP. 27 Figura 4: Evolução dos Sistemas ERP Fonte: Martins & Laugeni (2006) No mercado brasileiro, estão presentes ERPs mundialmente utilizados, por exemplo, o SAP R/3, Oracle ERP, I2. Os ERPs brasileiros de destaque são o Starsoft/Siscorp, Datasul e Microsiga. 3.4 MANUFATURA INTEGRADA POR COMPUTADOR (COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING CIM) Para Slack, Chambers & Johnston (2002) a manufatura integrada por computador pode ser definida como o “monitoramento baseado em computador e controle de todos os aspectos do processo de manufatura, baseado num banco de dados comum e comunicando por meio de 28 alguma forma de rede de computadores”. Apesar de o termo CIM ser agora freqüentemente usado para indicar formas muito menos ambiciosas de manufatura integrada. 3.5 INDICADORES DE DESEMPENHO DO SISTEMA PRODUTIVO Qualquer sistema produtivo necessita de parametros que expressem seu desempenho em números. Estes parâmetros são utilizados pela gerência para identificar disperdícios e perdas. A melhoria destes indicadores são tratados como objetivo da gestão da produção. Para Slack, Chambers & Johnston (2002) existem cinco objetivos de desempenho da produção que se aplicam a todos os tipos de operações produtivas. São divididos em: • Qualidade - fazer certo as coisas. A qualidade reduz custos e aumenta a confiabilidade do produto. • Rapidez - entregar no tempo certo. A rapidez enriquece a oferta. Quanto mais rápido estiverem disponíveis para o consumidor, mais provável é que este venha a comprálos. Rapidez reduz estoques internos tornando as operações mais enxutas e o risco de estoques de produtos acabados acima da média de giro normal ou ideal menor. • Confiabilidade – cumprir prazos. A confiabilidade economiza tempo que geralmente é gasto com procedimentos de emergência; economiza dinheiro uma vez que o uso ineficaz de tempo será transformado em custo operacional extra; dá estabilidade, previsibilidade. • Flexibilidade – capacidade de mudar o que se faz. Aplica-se, geralmente, a produtos e serviços, mix de produtos, volume e entrega. Na operação interna, agiliza a resposta, economiza tempo, e mantém a confiabilidade. • Custo – proporciona competitividade e deixa margem. Ganha-se dinheiro, geralmente, em custos de funcionários, instalações, tecnologia e equipamentos e materiais. Varia os ganhos de organização para organização, onde numa a tecnologia é o carro chefe, 29 em outra é o número de funcionários. É altamente afetada pelos outros objetivos de desempenho. Esses cinco objetivos devem ser atendidos para satisfazer os stakehoders e que formam o pano de fundo para todo processo decisório da produção. Para melhor entendimento dos objetivos de desempenho e seus efeitos internos e externos ver figura 5. OBJETIVOS DE DESEMPENHO DA MANUFATURA BAIXO PREÇO, ALTA MARGEM OU AMBOS VELOCIDADE ALTA PRODUTIVIDADE TOTAL FLUXO RÁPIDO PROCESSO SEM ERRO QUALIDADE PRODUTOS LIVRES DE ERRO, DE ACORDO COM AS ESPECIFICAÇÕES ENTREGA CONFIÁVEL CUSTO BAIXO TEMPO DE ENTREGA CONFIABILIDADE OPERAÇÂO CONFIÁVEL HABILIDADE PARA MUDAR ASPECTOS INTERNOS NOVOS PRODUTOS FLEXIBILIDADE FREQUENTES, LARGA FAIXA DE PRODUTOS, AJUSTES DE VOLUME E ENTREGA ASPECTOS EXTERNOS Figura 5: Objetivos de desempenho e seus efeitos internos e externos Fonte: Adaptado de Slack, Chambers & Johnston (2002) 3.6 PRODUTIVIDADE Conforme Martins & Laugeni (2006) a produtividade é assunto importante para qualquer nível da organização. O objetivo final de todo gerente é aumentar a produtividade da unidade organizacional sob sua responsabilidade, sem, entretanto, descuidar da qualidade. 30 Aumento na produtividade fornece os meios para o aumento da satisfação do cliente, redução dos desperdícios, redução dos estoques de matéria-prima, produtos em processos e de produtos acabados, redução nos preços de venda, redução dos prazos de entrega, melhor utilização dos recursos humanos, aumento dos lucros, segurança no trabalho e maiores salários. Aumentos de produtividade requerem mudanças na tecnologia, na qualidade ou na forma de organização do trabalho, ou em todas em conjunto. Para Martins & Laugeni (2006) a conceituação de produtividade tem abrangência ampla, uma delas, talvez a mais tradicional, é a que considera a produtividade como a relação entre o valor do produto e/ou serviço produzido e o custo dos insumos para produzi-lo. Assim, a produtividade depende essencialmente do output, ou seja, o numerador da fração, e do input, isto é, o denominador. O valor obtido na venda do produto e/ou serviço tem componente primordial, que é o mercado, muitas vezes totalmente fora do controle da empresa. O outro fator, a gestão dos custos dos insumos, pode ser controlado pela empresa. As empresas têm sofrido pressão do mercado no sentido de baixarem os preços de vendas, vale dizer, o valor do output, forçando, dessa forma, a baixarem na mesma proporção, ou de forma mais acentuada, os custos dos insumos. Isso tem levado a uma verdadeira guerra pela produtividade. Podemos afirmar que todas as técnicas modernas ou antigas, modismos ou não, atualmente divulgadas por meio de cursos, seminários, palestras etc. visam, em sua essência, o aumento da produtividade, seja em âmbito pessoal, departamental, empresarial ou macroeconômico. Conforme Martins & Laugeni (2006) vários são os fatores que determinam a produtividade nas empresas: a) Relação capital-trabalho: indica o nível de investimentos em máquinas, equipamentos e instalações em relação a mão-de-obra empregada. b) Escassez de alguns recursos: tem gerado problemas de produtividade, como a energia elétrica, em que aumentos de custos geram grande impacto nos processos industriais que utilizam à eletrólise. c) Mudanças na mão-de-obra: decorrente de alterações de processos produtivos, em que o pessoal com maior grau de instrução faz-se necessário. Hoje, não adianta ter mãode-obra barata se não for produtiva. Na era do trabalhador do conhecimento, seus elevados custos são mais do que recompensados por sua produção. 31 d) Inovações e tecnologias: são grandes responsáveis pelo aumento da produtividade nos últimos anos. Assim, investimentos em pesquisas e desenvolvimentos (P&D) dão indicativos das perspectivas de aumento da produtividade a médio prazo. e) Restrições legais: têm imposto limitações a certas empresas, forçando-as a implantar equipamentos de proteção ambiental, com impactos na produtividade. f) Fatores gerenciais: relacionados com a capacidade dos administradores de se empenharem em programas de melhoria de produtividade de sua empresa. g) Qualidade de vida: que refere a cultura do ambiente em que a empresa se situa. Muitas empresas se preocupam em melhorar a qualidade de vida dos seus funcionários. Muitas vezes o termo produtividade é confundido com uma alta produção, nem sempre uma superprodução estará garantindo uma alta produtividade, porém a produtividade é escrita da seguinte forma: Produtividade = Output = Qualidade = Faturamento Input Custos Custos A produtividade depende essencialmente do output, ou seja, o numerador da fração, e do input, isto é o denominador, pois o objetivo de toda empresa é aumentar a produtividade, sem, entretanto diminuir a qualidade de seus produtos e/ou serviços. Para Ritzman & Krajewski (2005) a produtividade é o valor dos resultados (produtos e serviços) dividido pelo valor dos insumos (salário, custos) utilizados. O resultado produtivo depende do constante acompanhamento de seus gestores 3.7 MONITORAMENTO E SUPERVISÃO DA PRODUÇÃO Somente através do monitoramento e supervisão da produção pode-se avaliar o desempenho de um sistema produtivo. Para isso é necessário coletar os dados da produção e controlá-los. Quanto maior o grau de informação controlada pela gestão da produção, maior a capacidade do time para visualizar as perdas que ficam escondidas atrás de indicadores que não são controlados (figura 6). 32 Figura 6: Perdas escondidas devido à falta do monitoramento Fonte: Adaptado de Slack, Chambers & Johnston (2002) Mesmo com o crescente desenvolvimento tecnológico, as técnicas de monitoramento da produção ainda são bastante deficientes. Os apontamentos de produção e dados das máquinas, na maior parte dos casos são coletados de forma manual gerando uma disparidade em relação à realidade do chão de fábrica. Conseqüentemente, as informações geradas a partir desses apontamentos manuais são inseridas nos sistemas ERP, que por sua vez geram respostas irreais para análises em um processo de tomada de decisão. Em um ambiente produtivo, a falta de informações confiáveis de chão de fábrica cria uma perspectiva que não retrata a realidade. Um monitoramento que forneça informações de forma rápida e confiável pode ser um grande diferencial para manter a competitividade das empresas de manufatura (CAETANO et. al., 1999) Os sistemas de monitoramento da produção que são responsáveis pela geração de informações do chão de fábrica estão se tornando inevitáveis, devido à demanda por qualidade e rapidez destas informações (JEMIELNIAK, 1999). A utilização de sensores instalados nos equipamentos de produção podem ser integrados a sistemas que criam 33 informações em forma gráfica e em tempo real para monitoramento do processo (SIEGEL, 1997). Os dados coletados e informações fornecidas utilizando este tipo de sistema podem ser de vários tipos: • Soares et. al. (2000) cita como exemplos análises reais de produtividade e situação (status) da produção; • Meireles (2000), afirma que um sistema de supervisão pode coletar informações tecnológicas e de produção. Referindo-se a alguns exemplos de dados tecnológicos coletados, cita os tempos de ciclo e de paradas, número de peças produzidas e motivos de paradas. • Caetano et. al. (1999), comenta que para cada ordem de produção podem ser coletados conjuntos de informações sobre o que foi realizado, como: tempos de execução e de máquinas paradas e quantidades produzidas. Para Jemielniak (1999) o monitoramento pode ser feito utilizando os seguintes componentes industriais: atuadores, sensores, condicionadores, amplificadores e monitores. O monitor possui função de apresentar as informações. Para Soares et. al. (2000) os sinais que são utilizados como dados podem ser coletados através de sensores ou diretamente através dos painéis de controle e botões dos equipamentos e máquinas. O uso de sensores para monitoramento fornece informações precisas e confiáveis pois não sofrem manipulação. A instalação desse sistema em alguns modelos de máquinas pode ser mais simples do que outros. Siegel (1997), afirma que equipamentos com controle computadorizado, como os equipamentos de controle numérico, facilitam a instalação de sensores para monitoramento de algumas variáveis do processo produtivo. Caetano et. al. (1999) apresenta uma solução denominada Sistema de Monitoramento, Supervisão e Diagnóstico da Produção, composta dos seguintes módulos funcionais: • Monitoramento da produção: faz o sensoreamento e coleta em tempo real dos dados de produção; • Supervisão da produção: análise dos dados coletados; 34 • Repositório de informações da produção: armazena as informações da produção e • Diagnóstico do chão de fábrica: trata as informações tecnológicas. 3.8 MANUFACTURING EXECUTION SYSTEMS (MES) As informações que são coletadas através do sistema de monitoramento automático de paradas de máquina, podem ser utilizadas em outros sistemas da empresa, como por exemplo, programação e alocação da produção. Segundo Corrêa, Gianesi & Caon (2001) o sistema de execução e controle de chão de fábrica (MES – Manufacturing Execution System) é um sistema orientado para a melhoria de desempenho que complementa e aperfeiçoa os sistemas integrados de gestão da produção. Um MES coleta e acumula informações do realizado no chão de fábrica e os realimenta para o sistema de planejamento, fazendo a ligação deste sistema com o chão de fábrica. Entre as funções do MES está o controle, liberação e alocação da produção. As funcionalidades principais destes módulos são as seguintes: • Gerência dos lotes de produção; • Gestão detalhada de recursos, incluindo seqüenciamento, liberação e monitoramento de equipamentos; • Alocação e coordenação de recursos humanos e ferramental; • Instruções de trabalho; • Rastreabilidade; 35 3.9 DEFINIÇÃO DE TEMPOS Os sistemas de produção necessitam de tempo para executar as tarefas que envolvem a manufatura de um produto ou serviço. O entendimento de como as industrias definem metas de produção pelo tempo de trabalho é extremamente importante para que o gestor controle a produção e identifique as perdas que ocorrem no sistema. 3.9.1 Takt Time Para Rother & Harris (2002) “Takt Time” é a velocidade na qual os clientes solicitam os produtos acabados. Ela é determinada pela divisão do tempo total disponível de produção por turno pela necessidade do cliente (veja a equação na figura 7). (“Takt” é uma palavra alemã para velocidade, com passo ou ritmo, figurativamente comparada à “batuta do maestro”). Figura 7: Cálculo do “takt time” Fonte: Rother & Harris (2002) “Takt time” é um número de referência utilizado para ajudar a vincular a taxa de produção em um processo puxador ao ritmo de vendas. Takt time = tempo de trabalho disponível por turno demanda do cliente por turno 36 Isto significa: o cliente está comprando este produto a uma taxa de 1 a cada X segundos. Existe um ponto adicional muito importante para o cálculo do próprio “takt time”, a quantidade de variação nas solicitações dos clientes. Se a demanda média de longo prazo e a demanda real do dia-a-dia forem diferentes? Sugerimos que você reveja as variações na demanda diária do cliente olhando para as entregas efetivas (não as ordens de fabricação) dos últimos doze meses. A sua célula deve ser capaz de operar de acordo com uma demanda sustentada. Para variações ocasionais na demanda, geralmente é melhor operar com um “takt time” constante e, ou manter um pequeno estoque de produtos acabados ou fazer um pouco de hora extra diariamente para assegurar a capacidade de fornecimento ao cliente. Mudanças freqüentes no “takt time” são ineficientes, interrompem o ritmo de trabalho e aumentam o potencial de surgimento de problemas de qualidade. 3.9.2 Tempo de Ciclo Segundo Martins & Laugeni (2006) o tempo de ciclo é definido como o período de ações que compreende todas as etapas para a execução de um projeto ou de um processo ou de uma etapa do processo. Tempo de ciclo é a freqüência com que uma unidade acabada sai do final da célula no processo puxador. Muitas vezes, encontramos processos operados com tempos de ciclos menores que o “takt time”. Quando o tempo de ciclo for muito menor do que o “takt time”, você aumenta as chances de gerar excesso de produção e pode estar utilizando operadores a mais. Para Rother & Harris (2002) o tempo de ciclo é a freqüência com que uma unidade acabada sai do final da célula no processo puxador. Muitas vezes, encontramos processos operados com tempos de ciclos menores que o takt time. Por exemplo, se você está operando as suas instalações em três turnos cheios (ás vezes, para obter um elevado grau de utilização de máquina), provavelmente você deve precisar sempre de templos de ciclo pouco abaixo do “takt time”, porque nunca haverá tempo disponível para recuperar atrasos, se o equipamento ou sistema de materiais falhar. 37 Para Slack, Chambers & Johnston (2002) o tempo de ciclo é definido pelo tempo que decorre entre a finalização de dois produtos. O tempo de ciclo é um elemento vital no projeto do arranjo físico da produção. 3.9.3 Tempo Padrão Segundo Martins & Laugeni (2006) a eficiência e os tempos padrões de produção são influenciados pelo tipo do fluxo de material dentro da empresa, processo escolhido, tecnologia utilizada e características do trabalho que está sendo analisado. Os tempos de produção de linhas automatizadas variam muito pouco, e quanto maior a intervenção humana na produção, maior é a dificuldade de se medir corretamente os tempos, uma vez que cada operador possue habilidades diferentes e são influenciados por acontecimentos externos ao posto de trabalho. Veja para que é importante o tempo padrão de cada operação. • Estabelecer padrões para programas de produção para permitir o planejamento da fabrica, utilizando com eficácia os recursos disponíveis e, também, para avaliar o desempenho de produção em relação ao padrão existente; • Fornecer dados para determinação dos custos padrões, para levantamento de custos de fabricação, determinação de orçamentos e estimativas de custo para novos produtos; • Fornecer dados para estudo de balanceamento de estrutura de produção, comparar roteiros de produção e fabricação e analisar o planejamento de capacidade; 3.10 GARGALOS DE PRODUÇÃO Em linhas ou células produtivas é comum a existencia de operações que possuem o tempo de ciclo ou a indisponíbilidade de máquina superior as demais operações do sistema, quando isso ocorre essa operação passa a ser conciderada o gargalo. 38 Para Martins & Laugeni (2006) um gargalo numa linha de produção é o equipamento ou a etapa de fabricação com o maior tempo unitário de fabricação, ou seja a mais demorada do fluxo. Para Slack, Chambers & Johnston (2002) operações que possuem variação de tempo de ciclo dentro de um fluxo podem causar filas e perda de tempo disponível para trabalho. Assim a operação que delimita o fluxo da produção é considerada gargalo. Uma ferramenta importante para minimizar os efeitos das operações garagalos é o balanceamento de linha. Para Moreira (2004) a tarefa do balanceamento de linha é atribuir as tarefas aos postos de trabalho ao ponto de atingir uma dada taxa de produção e de forma que o trabalho seja dividido igualmente entre os postos de trabalho. Segundo Slack, Chambers & Johnston (2002) o balanceamento de linha consiste em equilibrar os tempos de operações. A utilização do sistema de monitoramento automático de paradas na máquina gargalo pode facilitar a visualização e identificação das perdas. 3.11 PERDAS SEGUNDO FILOSOFIA MANUTENÇÃO PRODUTIVA TOTAL (TPM) O sistema de monitoramento de máquina visa melhorar a performance da produção, para isso é utilizado como ferramenta de identificação de perdas. As perdas identificadas pela filosofia TPM podem ser combatidas desde que sejam identificadas pelo administrador da produção. Para Martins & Laugeni (2006) a manutenção de instalações tem por objetivo básico mantê-las operando nas condições para quais foram projetadas, e também fazer com que retornem a tal condição, caso tenham deixado de exercê-la. A cada dia aumenta mais nossa dependência dos equipamentos e instalações. A interrupção do processo produtivo gera uma série de problemas, como reclamações dos clientes, que não serão atendidos no prazo especificado, receitas que deixaram de ser auferidas e custos de reparos nos quais se incorre aumento nos índices de acidentes no trabalho e outros. 39 Uma instalação bem mantida, com baixíssimas interrupções, acaba por trazer á empresa uma vantagem competitiva sobre seus concorrentes. A concepção de que todo equipamento quebra está sendo reformulada, pois hoje dentro dos conceitos modernos, já se adota o princípio de zero quebra, isto é, não se admite mais interrupção do processo produtivo em decorrência da parada de um equipamento. A manutenção produtiva total (TPM) visa atingir o que se chama de zero falha ou zero defeito. Isto é atingir uma situação aparentemente impossível, de que nenhum equipamento venha a quebrar em operação. É uma condição muito difícil de ser atingida, porém não impossível. O TPM surgiu no Japão na década de 1960, a partir de conceitos desenvolvidos nos Estados Unidos, e está se espalhando pelo mundo todo. Segundo Slack, Chambers & Johnston (2002) para aumentar a produtividade dos equipamentos e, conseqüentemente, de toda a empresa a filosofia do TPM recomenda o ataque á seis grandes perdas: Perda 1 – quebras: a quantidade de itens que deixa de ser produzida porque a máquina quebrou. É a mais conhecida e mais facilmente calculada. Deve ser combatida com uma manutenção preventiva eficaz; Perda 2 – ajustes (setup): a quantidade de itens que deixa de ser produzida por que a máquina estava sendo preparada e/ou ajustada para fabricação de um novo item. Deve ser combatida com técnicas de redução de setup (trocas rápidas); As perdas 1 e 2 definem a disponibilidade – ou índice de disponibilidade (ID) do equipamento. Assim: ID = TO/TTD em que: TO = tempo de operação TTD = tempo total disponível Valem as seguintes relações: TTD = disponibilidade possível – paradas programadas TO = TTD – paradas por quebras e por ajustes ou: TO = TTD – (perda 1 + perda 2) 40 Perda 3 – pequenas paradas/tempo ocioso: a quantidade de itens que deixa de ser produzida em decorrência de pequenas paradas no processo para pequenos ajustes, ou por várias ociosidades, como bate papo dos operados e paradas não apontadas; Perda 4 – baixa velocidade: a quantidade de itens que deixa de ser produzida em decorrência do equipamento estar operando em uma velocidade mais baixa do que a nominal especificada pelo fabricante; As perdas 3 e 4 definem a eficiência – ou índice de eficiência (IE)– do equipamento. Assim: IE = [TO – (perda 3 + perda4)]/ TO Perda 5 – qualidade insatisfatória: é a quantidade de itens que é perdida (para todos os efeitos é como se eles não tivessem sido produzidos) por qualidade insatisfatória, quando o processo já entrou em regime; Perda 6 – perdas com start-up: é a quantidade de itens que é perdida (para todos os efeitos, é como se eles não tivessem sido produzidos) por qualidade insatisfatória, quando o processo ainda não entrou em regime. No start-up ou partida, o índice de perda é em geral maior. As perdas 5 e 6 definem a qualidade – ou índice da qualidade (IQ) – do equipamento. Assim: IQ = [quantidade de itens conformes – (perda 5 + perda 6)] quantidade de itens conformes 3.12 ÍNDICE DE EFICIÊNCIA GLOBAL DO EQUIPAMENTO ( OVERALL EQUIPMENT EFFECTIVENESS – OEE) O Índice de Eficiência Global do Equipamento (OEE – Overall Equipment Effectiveness) é uma ferramenta importante na linha de produção para se conhecer o desempenho de seus equipamentos. Com um adequado tratamento de dados, verifica-se a 41 evolução do índice, o reflexo das ações implementadas nos equipamentos e eventuais falta de peças ou re-trabalhos, permitindo assim uma análise crítica e detalhada sobre os processos de produção. O cálculo do indicador OEE envolve três fatores: disponibilidade, eficiência e qualidade (www.oee.com). • A disponibilidade é dada pela porcentagem do tempo em que o equipamento é utilizado efetivamente em atividade produtiva. Essa medida aponta todas as perdas por avarias, troca de ferramentas, manutenção preventiva e corretiva, e quaisquer outras paradas de produção. • A eficiência da máquina ou da operação, segundo fator do indicador OEE, é dada pela relação percentual entre a produção real e a produção padrão, ou ainda, pela relação percentual entre o tempo padrão da operação e seu tempo real de execução. • E a qualidade é medida pela porcentagem de peças produzidas pela máquina que cumpriu todos os requisitos e exigências de qualidade. O indicador OEE é calculado por: OEE = EFICIÊNCIA x DISPONIBILIDADE x QUALIDADE. Para análise da capacidade líquida de produção da máquina é preciso antes conhecer a capacidade bruta de produção (Cb), definida como aquela capacidade que seria alcançada caso não existisse quaisquer tipos de perdas durante todo o tempo de operação do equipamento. A capacidade bruta da máquina, em peças por hora, pode ser calculada por: Cb = 3600(s/h)/Te(s/pç), onde Te é o tempo de ciclo da operação. Conhecendo-se o OEE e a Cb, obtém-se a capacidade líquida (Cl): C l = Cb x OEE A capacidade líquida de produção é a quantidade de peças que a operação vai efetivamente produzir. Obviamente, quanto mais próximo de 1 (100%) for o índice OEE, mais eficiente será a linha. Empresas que aplicam com freqüência os conceitos de melhoria contínua – Kaizen conseguem obter índices OEE entre 85 a 90% (www.oee.com). 42 A empresa que identifica rapidamente os problemas que estão influenciando de maneira negativa o índice OEE, pode resolvê-los com mais rapidez e melhorar seu desempenho. A utilização de um sistema automático de monitoramento de paradas pode facilmente identificar estas perdas. Segundo Slack, Chambers & Johnston (2002) as empresas que utilizam seus recursos acima da média de seus concorrentes provavelmente terão conquistado uma vantagem competitiva na produção. Para Martins & Laugeni (2006) a denominação OEE (de averall equipment effectiveness) é bem mais usada nos meios de manutenção do que a abreviatura da tradução, que poderia ser EGE (eficiência global do equipamento). 3.13 FILOSOFIA OPTIMIZED PRODUCION TECHNOLOGY (OPT) Para Slack, Chambers & Johnston (2002) o OPT é uma técnica computadorizada que auxilia a programação de sistemas produtivos, ao ritmo ditado pelos recursos mais fortemente carregados, ou seja, os gargalos. O foco do OPT é utilizar ao máximo o equipamento gargalo, pois cada minuto parado representa o sistema completo parado ao mesmo tempo. A eliminação das paradas no equipamento gargalo, leva uma melhor utilização de todo o sistema produtivo. A identificação dessas paradas e seus apontamentos via sistema de monitoramento de máquina automático pode facilitar o processo de tomada de decisão e também fornecer informações para grupo de melhorias continuas. 43 3.14 FILOSOFIA JUST IN TIME (JIT) A filosofia JIT visa atender à demanda instantaneamente, com qualidade perfeita e sem desperdícios. O Just in time (JIT) é uma abordagem disciplinativa que visa aprimorar a produtividade global e eliminar desperdícios. (BICHENO, 1991) A Toyota identificou sete tipos de desperdícios nos processos produtivos que formam a base da filosofia Just in time. • Superprodução: produzir mais do que é necessário; • Tempo de Espera: eficiência de máquina e da mão-de-obra são medidas para avaliar o tempo de espera em processo; • Transporte: as movimentações de estoque e de produtos em processo são operações que não agregam valor. • Processo: no próprio processo, pode haver desperdícios muitas vezes devido a projetos ruins que devem ser eliminados. • Estoque: para o JIT todo estoque de ser eliminado. Entretanto, somente podem-se reduzir os estoques pela eliminação das suas causas. • Movimentação: a simplificação do trabalho é uma rica fonte de redução do desperdício de movimentação desnecessária. • Produtos defeituosos: os refugos são uma fonte de desperdícios sendo extremamente importante atacar as suas causas. O sistema de monitoramento de parada é uma ferramenta que pode ser utilizada na identificação e medição do desperdício por Tempo de Espera em cada equipamento de uma linha ou sistema produtivo. 44 3.14.1 Técnicas JIT para Identificar Desperdícios. A utilização de informações precisas é de extrema importância para o processo de identificação e eliminação dos desperdícios. Para Slack, Chambers & Johnston (2002) a base do JIT é uma coleção de ferramentas e técnicas que representam os meios para a eliminação do desperdício. Algumas das principais práticas e ferramentas utilizadas pelo JIT na redução dos desperdícios são: manutenção produtiva total (TPM) e redução do set-up. A filosofia JIT utiliza a visibilidade como ferramenta de comunicação e também como identificadora de desperdícios para qualquer colaborador. As medidas de visibilidade incluem: • Exibição de gráficos de desempenho no local de trabalho. • Luzes, sistemas que indicam paradas de equipamentos. • Exibição de gráficos de controle da qualidade. Para identificar com maior precisão os desperdícios, pode-se atuar com sistemas de monitoramento de paradas. O sistema proposto é o sistema Injet, pois além de coletar os dados de paradas também os disponibiliza como informação para o gestor da produção analisar. 45 CAPÍTULO QUARTO 4 SISTEMA INJET DE COLETA DE DADOS O sistema Injet é uma solução integrada de hardware e software desenvolvidos para monitorar a produção em tempo real. Quantificando e qualificando as perdas de produção por áreas responsáveis e causas. Estas perdas são contabilizadas por: paradas (manutenção, falta de operador, setup e outras) , tempo de ciclo elevado e falta de programação para máquina. Além disso, o sistema Injet apresenta um diagnóstico instantâneo da eficiência, eficácia e efetividade da produção realizada em cada máquina em relação a sua capacidade padrão programada. O sistema é capaz de gerar relatórios precisos dos históricos de produção por produto, bem como de todo processo produtivo. A proposta do sistema Injet vai além da monitoração do processo no chão de fábrica. Grande parte de sua contribuição está no suporte a decisão gerencial. Pois basta lembrar que trata-se de um sistema de controle em tempo real. Os dados são obtidos e processados no momento em que as atividades acontecem. Esse processamento gera informações precisas que podem ser apresentadas em forma de relatórios e gráficos que facilitam a análise e a interpretação necessárias para às tomadas de decisão imediatas (YOSHIKAWA 2006). Para a MAP CARDOSO empresa que criadora do sistema, o aumento da produtividade está muitas vezes relacionado a detalhes imperceptíveis pelo homem, mas que quando tratados adequadamente podem levar a resultados surpreendentes. 46 4.1 ARQUITETURA DO SISTEMA A arquitetura física e lógica que o sistema Injet necessita para que o fluxo de dados ocorra é: 1. Aquisição de Dados das Máquinas 2. Servidor 3. Computador Mestre 4. Terminal de Monitoração (TM) Para visualizar como é feita a instalação física e lógica do sistema Injet ver figura 8. Figura 8: Instalação física e lógica do sistema Injet Fonte: www.mapcardoso.com.br 4.1.1 Aquisição de Dados das Máquinas A aquisição de dados das máquinas é baseada na utilização de IPÊS (CLP`s – Controladores Lógicos Programáveis) que além das interfaces para sensores e atuadores (responsáveis pelas coletas de dados automáticas) também, possuem teclado e display para coleta de dados manuais e visualização de informações 47 Em cada máquina monitorada deve existir um IPÊ. A interligação do sistema se dá através de uma rede industrial (YOSHIKAWA 2006). 4.1.2 Servidor O software do sistema Injet é baseado na arquitetura cliente-servidor, ou seja, as principais rotinas de processamento de análise dos dados coletados do processo produtivo estão escritas em store procedures no banco de dados. Isso permite que apenas os dados de consulta, feitos pelo software dos terminais de monitoração, trafeguem na rede corporativa, enquanto o processamento, que exige mais performance de hardware, seja feito no servidor de banco de dados. Assim é possível maior confiabilidade na integração dos dados e melhor performance para acessos feitos por terminais de monitoração remotos, com ligações de baixa velocidade de transmissão de dados com rede corporativa. É o caso de um TM que se conecte a rede corporativa através da Internet (YOSHIKAWA 2006). 4.1.3 Computador Mestre O computador mestre é o que gerencia o recebimento de dados, que são coletados pelos IPÊS em tempo real, e os escreve no banco de um servidor da rede corporativa. Os dados armazenados no banco de dados do servidor serão processados e analisados pelos programas escritos no próprio banco de dados e cujos resultados serão apresentados nos programas do terminal de monitoração, que são processados nas estações da rede corporativa (YOSHIKAWA 2006). 4.1.4 Terminal de Monitoração (TM) Os TMs são computadores que já são estações de trabalho da rede corporativa existente. Nestes computadores irão ser processados os programas de monitoração em tempo real, que acessam o banco de dados do servidor para apresentar as análises de performance de produção das máquinas em tempo real e apresentar relatórios de resultados já realizados, em forma gráfica ou descritiva. (YOSHIKAWA 2006). 48 O software do Sistema Injet usa telas gráficas com linguagem simbólica por ícones e cores para adensar de forma inteligente as informações que fazem o diagnóstico do desempenho de cada máquina que está sendo monitorada, em tempo real. As cores do ícone identificam a situação atual de desempenho da máquina (ex: vermelha está parada com perda de eficiência) conforme figura 9. Figura 9: Tela de monitoramento em tempo real do Injet Fonte: www.mapcardoso.com.br Este software possui integrado várias ferramentas da qualidade tais como o gráfico de pareto de perdas por paradas e refugos, com definição de tendência de ocorrências e histograma de cada tipo de perda. O supervisório do Sistema Injet oferece também diversos relatórios analíticos e gerenciais que auxiliam na definição do foco de ação de melhoria do processo produtivo (ver figura 10), seja numa visão do desempenho por máquina, seja numa visão de desempenho por produto. 49 Figura 10: Gráfico de paradas por área responsável Fonte: www.mapcardoso.com.br Figura 11: Gráfico da situação da fábrica. Fonte: www.mapcardoso.com.br 50 Estes gráficos oferecem um diagnostico em tempo real do desempenho do turno atual, com todos indicadores quantitativos de desempenho, e apresenta um gráfico de pareto vertical com uma classificação da máquina, ou produto, de melhor para pior desempenho, segundo o índice escolhido (ver figura 11). Assim sendo, pode-se definir focos para os planos de ações de melhoria contínua, com prioridade em relação aos piores desempenhos de máquina ou produto. Este procedimento analítico tornar-se uma rotina de apoio para a gestão de melhorias do dia a dia do processo produtivo. 51 CAPÍTULO QUINTO 5 METODOLOGIA CIENTÍFICA A ciência se apresenta como um processo de investigação que procura atingir conhecimentos sistematizados e seguros. Para que se alcance esse objetivo é necessário que se planeje o processo de investigação cientifica. Conforme Gil (2002) as pesquisas podem ser classificadas em três grupos: • Exploratória: na pesquisa exploratória não se trabalha com a relação entre variáveis, mas com o levantamento da presença das variáveis e da sua caracterização quantitativa e qualitativa. • Descritiva: estuda as relações entre duas ou mais variáveis de um dado fenômeno sem manipulá-las. • Explicativa: preocupa-se em identificar os fatores que influenciam na ocorrência de fenômenos. 5.1 METODOLOGIA UTILIZADA Como o pesquisador não participou da implantação do sistema de coleta de dados e não vivenciou o processo de gestão antes da implantação do sistema, optou-se por desenvolver uma pesquisa descritiva assumindo a forma de estudo de caso visando identificar os benefícios da utilização deste sistema (CERVO, 2002). 52 5.1.1 Identificação do problema Segundo Gil (2002), problema é uma questão não resolvida, que é elemento de discussão, em qualquer grau de conhecimento. O problema a ser analisado neste trabalho é como identificar os benefícios que se obteve com a utilização de um sistema de monitoramento automático de paradas de máquina em uma linha de usinagem. 5.1.2 Delimitação do estudo de caso Para Lakatos & Marconi (2005) delimitar a pesquisa é estabelecer limites para investigação. Por se tratar de uma linha de produção onde que é o gargalo que delimita o ritmo de produção, o estudo de caso será feito apenas na operação gargalo da linha. Os períodos definidos para coletas de dados para avaliação dos benefícios são os meses de Março (caso 1) e Setembro (caso 2) de 2007 representando o antes e o depois da implantação do sistema respectivamente. As áreas envolvidas são; planejamento da produção, produção, gestão da produção e manutenção dessa linha de usinagem. 5.1.3 Coleta de Dados A coleta de dados da máquina gargalo foi feita de maneira diferente para os dois casos: • Março de 2007 (caso 1); coletaremos dados de paradas de máquina e de produção nos cadernos utilizados na empresa como meio de comunicação e registro. • Setembro de 2007 (caso 2); coletaremos os dados de parada de máquina e de produção utilizando um Terminal de Monitoração do sistema Injet. 53 5.1.4 Análise e interpretação dos Dados Nesta etapa, através dos dados coletados serão calculados os indicadores de desempenho da produção dos dois sistemas de coleta de dados. 5.1.5 Avaliação dos resultados A avaliação dos resultados será feita através da comparação dos resultados obtidos na fábrica utilizando os indicadores, e também das informações disponíveis para gestão da produção em cada sistema de coleta de dados. 54 CAPÍTULO SEXTO 6 ESTUDO DE CASO O objeto deste estudo de caso é um sistema de monitoramento de paradas de máquina automático, que foi instalado em uma linha de usinagem de cabeçotes de motor de uma empresa do setor metalúrgico. Esta empresa visa utilizar este sistema como fonte de informação para tomada de decisão e melhoria do desempenho do sistema produtivo. A empresa aqui estudada não será identificada por solicitação da mesma. 6.1 APRESENTAÇÃO DA LINHA DE USINAGEM A linha Vista, nome da linha de usinagem que foi estudada, foi projetada e instalada no ano de 2005 com o objetivo de atender a uma montadora estrangeira. O projeto foi concebido utilizando conceito de produção em linha gerando um fluxo entre as operações. A linha é composta de: • quatro fresadoras; • duas furadeiras especiais; • três lavadoras; • duas máquinas de montagem de componentes; • uma cabine de inspeção final e embalagem; • quatro centros de usinagem verticais; • três centros de usinagem horizontais; • uma máquina de teste de estanqueidade 55 É predominante a utilização de máquinas que trabalham em automático, porém necessitam do operador para abastecer, desabastecer, controlar a qualidade e trocar ferramentas. Para visualizar o layout Vista ver figura 5. Figura 12: Layout Linha Vista. Fonte: Primária (2007) 6.1.1 Demanda do Cliente Pelo fato da linha ser projetada especialmente para o cliente, existe um contrato que garante uma demanda mínima por ano, este é utilizado para garantir o retorno do investimento feito pela empresa ao implantar o projeto. Este valor de demanda mínima por ano foi utilizado Engenharia de Manufatura para estipular os tipos de máquinas, a quantidade de máquina e o takt-time de fabricação no projeto. O cliente também possui uma linha de usinagem deste cabeçote em sua planta, porém sem contrato de demanda. Caso sua linha apresente problemas, parte da demanda é oferecida como acréscimo para a empresa que possui a linha Vista. Desde o mês de Janeiro de 2007 são constantes os acréscimos de produção, totalizando até o mês de setembro uma média de 21% de demanda acima do programado. 6.1.2 Turnos de Trabalho Como a empresa estudada não planeja ampliar a capacidade com a inclusão de novas máquinas, para aproveitar este bom momento de vendas foi necessário utilizar um sistema de turnos extra para que a linha trabalhe 24 horas por dia, 7 dias por semana, buscando a melhor utilização dos equipamentos disponíveis para esta linha. 56 6.1.3 Capacidade de Produção da Linha Vista A capacidade de produção da linha é definida através do departamento de Engenharia de Manufatura que cronometra todos os tempos de ciclo e juntamente com o departamento de padrões definem os tempos padrões e a quantidade de operadores. A capacidade produção horária de cada operação é definida pela formula; Capacidade (peças/hora) = 60 (minutos) / Tempo padrão (minutos). A operação que possuir o maior tempo padrão é considerada o gargalo da linha, toda e qualquer parada neste equipamento resultarão em uma perda em todo o sistema. A operação gargalo deve ser altamente monitorada visando identificar rapidamente as paradas e minimizar as perdas por paradas desnecessárias. Para visualizar o tempo padrão, capacidade de produção horária de cada operação e da operação gargalo ver quadro 1 e figura 13. TEMPOS POR OPERAÇÃO CABEÇOTE VISTA Operação OP10 OP20 OP30 OP40 OP45 OP60 OP70 OP50 OP80 OP90 OP100 OP110 OP120 OP130 OP140 OP150 OP160 OP170 OP180 OP190 Descrição das operações Tempo de Ciclo Padrão(min) Peças/Hora Fresar face de fogo Furações face da tampa Furar furos de fixação Fresar faces laterais Lavadora intermediaria Vela e bico Fresar torres Faces laterais Furar furo inclinado Alojamento das sedes e guias Lavadora intermediaria Montar componentes Fresar face de fogo Sedes e Guias Lavadora final Sopro Montar selos Teste de estanqueidade Inspeção 4,42 4,56 3,22 4,07 1,50 4,74 2,43 4,96 2,67 5,23 0,83 2,67 3,45 4,92 4,50 4,50 2,25 3,42 4,50 13,58 13,16 18,65 14,75 40,00 12,65 24,66 12,11 22,50 11,46 72,00 22,50 17,39 12,20 13,33 13,33 26,67 17,56 13,33 Oleação e embalagem 3,33 18,00 Quadro 1: Tempos e capacidade horária por Operação. Fonte: Primária (2007) 57 Tempos Por Operação 6,00 4,424,56 4,92 4,504,50 4,50 4,07 4,00 3,45 3,22 3,00 2,67 2,43 2,00 3,33 2,25 1,50 OP190 OP180 OP170 OP160 OP150 OP140 OP130 OP120 OP90 OP80 OP50 OP70 OP60 OP45 OP40 OP30 OP20 OP10 OP110 0,83 1,00 0,00 3,42 2,67 OP100 Tempos (min) 5,00 5,23 4,96 4,74 Operações Figura 13: Gráfico de tempos por operação. Fonte: Primária (2007) De acordo com as informações coletadas, operação gargalo é a OP90, pois apresenta o maior tempo de ciclo. A máquina utilizada nessa operação é um Centro de Usinagem Mazak.(ver figura 14). Figura 14: Centro de Usinagem da OP90. Fonte: Primária (2007) 58 6.2 SISTEMA DE COLETA DE DADOS MANUAL (CASO 1) O sistema de coleta de dados manual necessita da interação entre as pessoas envolvidas no processo para que a informação flua. Na empresa estudada as pessoas envolvidas no processo de coleta e apresentação das informações são: • Operadores • Técnicos de Linha • Líderes de Produção Cada nível possui uma função no processo de coleta de dados. 6.2.1 Função dos Operadores na Coleta de Dados Os operadores são a principal fonte de informação, eles sabem de tudo que aconteceu com o equipamento durante seu turno. Na empresa existe o caderno de Registro de Acompanhamento de Processo (RAP) que deve ser preenchido pelo operador, neste caderno devem estar registradas as seguintes informações; • peças produzidas • paradas por manutenção • trocas de ferramenta de corte • controles de qualidade realizados Para visualizar um exemplo de caderno RAP preenchido e as informações contidas ver figura 15. 59 Figura 15: Caderno RAP preenchido. Fonte: Primária (2007) 6.2.2 Função dos Técnicos de Linha na Coleta de Dados No final de cada turno de produção os técnicos de linha passam por todas as operações verificam as anotações, filtram alguns dados de possível irrelevância e repassam as informações para outro caderno, o caderno de Controle Diário de Produção (CDP). Neste caderno deve conter a quantidade produzida e as paradas de produção. Para visualizar um exemplo de caderno CDP preenchido ver figura 16. 60 Figura 16: Caderno de CDP preenchido. Fonte: Primária (2007) 6.2.3 Função dos Líderes de Produção na Coleta de Dados Os líderes de produção são os responsáveis pela apresentação do desempenho da linha de produção nas reuniões diárias. Para isso utilizam as informações do caderno CDP. As informações contidas neste caderno são repassas para um quadro de CDP, onde é possível visualizar o histórico do mês (ver figura 17). 61 Figura 17: Foto do quadro de CDP. Fonte: Primária (2007) Nessas reuniões diárias de produção participam todas as equipes de apoio como; coordenadores de manutenção, ferramentas, qualidade, produção, manufatura e Gerência. A função da participação das equipes de apoio é identificar problemas ou perdas e no mesmo momento, tomar decisões e definir pendências para serem corrigidas. 6.2.4 Coleta dos Dados e Resultados Obtidos Através do Sistema Manual (caso 1). Através dos registros de todos os cadernos RAP e CDP da operação 90 de março de 2007, foi criada uma tabela que contem nome do operador, quantidade produzida, data, turno de trabalho, ocorrência de paradas e tempos de parada. Parte da tabela pode ser vista no quadro 2. 62 Registros Linha Vista Março de 2007 Operador Marco / Alex Ribeiro Peças Produzidas 90 75 Renato Avanci 18 Alexsandro 61 Ribeiro 67 Palhano Marco 80 86 Ribeiro 77 Palhano 80 Marco 68 Ribeiro 63 Palhano 77 Marco 90 Ribeiro 70 Palhano 75 Data Turno Tempo de Parada (h) 1/3/2007 6° 1/3/2007 1° 0,5 1/3/2007 2° 4 2/3/2007 6° 2 0,66 0,41 2/3/2007 1° 0,5 1,16 2/3/2007 2° 3/3/2007 6° 0,5 3/3/2007 1° 0,33 0,33 0,25 0,33 3/3/2007 2° 0,5 0,08 1,16 4/3/2007 6° 0,5 4/3/2007 1° 2,08 0,5 4/3/2007 2° 0,5 5/3/2007 6° 1,83 5/3/2007 1° 0,16 5/3/2007 2° 0,33 Motivo da Parada Não Houve Não Houve Falta de peça devido a CU0032 Iniciando TPM Cu0074 Troca de Ferramenta Aguardando peça 3D Ajuste de Ferramenta Batimento de ferramenta Manutenção Não Houve Não Houve Revezamento de operador Manutenção Falta de peça Troca de Ferramenta Manutenção Revezamento para refeição Ajuste de Ferramenta Falta de energia elétrica Ajuste de Ferramenta Falta de energia elétrica Revezamento para refeição Ajuste de Ferramenta Não Houve Manutenção Problemas com apalpador Manutenção Quadro 2: Informações coletadas no RAP e CDP. Fonte: Primária (2007) Utilizando a tabela 2 e outros dados apresentados, extraímos as seguintes informações: Produção horária padrão (pç/h) Quantidade de peças boas produzidas Quantidade refugos produzido Tempo total disponível TTD (h) Paradas apontadas (h) Paradas não apontadas (h) 11,46 6365 39 744 87,09 101,50 Através dessas informações, calculamos os indicadores de desempenho da produção do mês de março da linha Vista conforme demonstrado no quadro 3: 63 CASO 1 Índice de Disponíbilidade ID = TO/TTD ID = 656,9 ID = 744,0 88,29% Índice de Eficiência ID =[ TO - (paradas não apontadas)]/TO IE = 656,9 IE = 101,5 656,9 84,55% Índice de Qualidade IQ = [quantidade de itens conformes – (perda 5 + perda 6)] quantidade de itens conformes IQ = IQ = 6365 39 99,39% 6365 Índice de Eficiência Global do Equipamento OEE = OEE = OEE= ID * IE * IQ 88,29% 84,55% 74,19% Quadro 3: Indicadores desempenho. Fonte: Primária (Março de 2007) 99,39% 64 6.3 SISTEMA DE COLETA DE DADOS AUTOMÁTICA (CASO 2) O sistema de coleta de dados automático foi instalado na empresa com a função de; 1. identificar problemas, 2. registrá-los 3. e demonstrá-los como informação Desta forma os problemas ficam visíveis e com essas informações as equipes de apoio podem solucioná-los. O sistema instalado na empresa foi o sistema Injet do fornecedor MAP Cardoso pois, o mesmo utiliza uma estrutura hardware simples e para operar os sistema não é necessário alta qualificação em informática. A supervisão do equipamento é feita automática pelos IPÊS em tempo integral e a única interação humana necessária é com o operador que deve informar a causa das paradas. Com este sistema as pessoas envolvidas da coleta até a apresentação dos dados foi alterada ficando da seguinte forma; • Operadores e IPÊS • Líderes e terminais de monitoramento 6.3.1 Estrutura do Sistema Injet na Empresa O sistema Injet instalado na empresa conta com a seguinte estrutura; • sete IPÊS • um Computador Mestre • um Servidor • terminal de monitoramento, (software disponível na rede coorporativa). Para melhor visualização da estrutura de funcionamento do sistema na empresa ver figura 18. 65 Figura 18: Estrutura do sistema Injet na empresa. Fonte: Primária (2007) 6.3.2 Função dos Operadores e dos IPÊS na Coleta de Dados Com este sistema, quando o equipamento pára de funcionar o IPÊ gera um alarme visual e começa a apontar no sistema como equipamento parado, tendo o motivo da parada como Parada Não Informada. Para que o status de Parada Não Informada seja alterado, o operador deve atribuir alguma causa para esta parada, Para isso existe uma tabela que correlaciona todos os tipos de paradas com números (ver quadro 4). Esse número deve ser digitado no IPÊ, e quando isso ocorre o status da parada muda de acordo com a informação digitada pelo operador. Assim que o equipamento voltar a trabalhar o alarme deixa de atuar automaticamente e o sistema considera que o equipamento voltou a trabalhar 66 Tabelas de Auxílio aos Operadores Manutenção 209 Manutenção Mecânica Corretiva 210 Manutenção elétrica/eletrônica corretiva 211 Manutenção de Dispositivo 212 Aguardando Manutenção/Lubrificação 213 Manutenção Devido a Colisão 214 Manutenção Preventiva Produção 205 Intervalo de Café / Refeição 206 Falta de Peça na Linha 207 Reunião 208 Banheiro 215 Limpeza de Máquina / Área de Trabalho 216 Falta de Operador 218 Recuperação de Peças / Retrabalho 219 Correções de Programa / Ferramentas 220 Aguardando Técnico de Processo 221 Aguardando Técnico da Qualidade 223 Realizando Batimento de Ferramenta 224 Troca de Ferramenta 228 Aguardando Auditor da Qualidade 231 Falta de Instrumento de Medição 232 Falta de Peça Devido FR0076 233 Falta de Peça Devido CU0070 234 Falta de Peça Devido CU0032 235 Falta de Peça Devido CU0058 236 Falta de Peça Devido CU0060 237 Falta de Peça Devido CU0056 238 Falta de Peça Devido CU0064 239 Falta de Peça Devido LV0045 240 Falta de Peça Devido EQ0033 241 Falta de Peça Devido CU0074 242 Falta de Peça Devido FU0097 243 Falta de Peça Devido FR0077 244 Falta de Peça Devido FR0078 245 Levando Peça para 3D 246 Aguardando Peça da 3D 247 Falta de Peça Devido FU0058 248 Falta de Peça Devido LV0039 249 Falta de Peça Devido PR0079 250 Medindo Peça 251 Carga e Descarga Manual 252 Tempo de Carga e Descarga Esgotado 253 Problemas com Apalpador 254 Revezamento para Refeição 255 Teste de Ferramenta 256 Limpeza das Vedações 257 Reprovando Peças 258 Trabalhando com Operação 50 259 Trabalhando com Operação 60 260 Finalizar Ordem de Produção 261 Inicializar Ordem de Produção 262 Parada para Final de Semana Ferramentas 225 Falta de Ferramenta 227 Teste de Ferramenta Outros 217 Set up da Máquina 222 Ambulatório 226 Try out de Máquina 228 Aguardando Auditor de Qualidade 229 Falta ou Queda de Energia Elétrica 230 Falta de Ar Comprimido Alertas 01 Falta de Ferramenta 04 Aguardando Técnico 05 Aguardando Relatório 02 Falta de Bruto Refugos 01 Refugo de Usinagem 02 Refugo de Fundição 03 Peça para Retrabalho Tabela de auxílio a utilização do ipê F1 F2 F3 F4 F5 F6 Digitar Refugo Cancelar o Último Refugo Corrigir Última Parada Digitada Finalizar Parada Atual Operador ( login / logout) Abrir / Fechar Alerta 263 Linha Cheia / Excesso de Peça 264 TPM 265 LV005 Lavadora Parada 266 Peça Desalinhada 267 Manutenção Elétrica na Talha 268 Falta de Óleo 269 Revezamento de Operador 270 Retrabalhando Peça 271 Estouro de Ciclo 272 Treinando Novo Operador 273 Altura da sede não conforme 274 Falta de Bruto 275 Furo Inclinado 276 Análise de Vibração 277 Troca de Turno 278 Férias / Máquina Inativa 279 Ajuste de Ferramenta / Teste de Fer. 280 Manutenção Preditiva 281 Preenchendo Carta Farol 282 Troca da Fresa / Broca 283 Quebra de Broca / Ferramenta 284 Troca de óleo / Limpeza no Tanque Quadro 4: Códigos para auxílio dos operadores. Fonte: Primária (2007) 67 6.3.3 Função dos Líderes e os TM na Coleta de Dados Os líderes de produção deixaram de ser a única fonte de informação. Com este sistema toda a equipe de apoio pode acessar ao sistema Injet por um computador ligado a rede cooperativa. Cada computador se torna um Terminal de Monitoramente, onde nele pode-se verificar o desempenho de cada equipamento. 6.3.4 Informações Fornecidas pelo TM Através do TM todos os dados coletados são apresentados na forma de informação. O sistema permite a elaboração de inúmeros relatórios que demonstram o desempenho dos equipamentos. Os relatórios podem ser: • Tempo de paradas • Motivo das paradas • Histórico dos tempos de ciclo • Quantidade produzida • Utilização do equipamento • OEE do equipamento A empresa utiliza esses relatórios com identificação das perdas e desenvolve ações de melhoria contínua para que o mesmo problema não volte a se repetir e prejudicar o desempenho da produção 6.3.5 Coleta dos Dados e Resultados Obtidos Através do Sistema Automático (caso 2). O procedimento de coleta dos dados através do sistema Injet é simples e rápido. Utilizando um computador ligado a rede coorporativa, podemos acessar ao banco de dados e solicitar ao software a elaboração dos gráficos conforme a necessidade.Veja alguns exemplos a seguir. 68 A figura 19 demonstra o gráfico de paradas por área responsável e a porcentagem que cada uma contribui para o total de horas paradas. Figura 19: Gráfico de paradas por área responsável. Fonte: Primária (Setembro de 2007) A identificação dos motivos de paradas que mais influenciaram no tempo total das paradas pode ser visto no TM através do gráfico ABC acumulado. (ver figura 20). Figura 20: Gráfico ABC dos motivos de paradas. Fonte: Primária (Setembro de 2007) 69 Divergências entre o tempo de ciclo padrão e o realizado podem ser identificadas através da tela de monitoramento de ciclo. A figura 21 demonstra em amarelo quais ciclos tiveram um tempo acima do programado no padrão do software. Figura 21: Gráfico dos últimos tempos de ciclo. Fonte: Primária (Setembro de 2007) A rastreabilidade dos operadores também pode ser feita através do Terminal de Monitoração conforme figura 22. 70 Figura 22: Gráfico ABC dos motivos de paradas. Fonte: Primária (Setembro de 2007) Utilizando as informações contidas no banco de dados do sistema Injet foram retiradas as seguintes informações. Produção horária padrão (pç/h) Quantidade de peças boas produzidas Quantidade refugos produzido Tempo total disponível TTD (h) Paradas apontadas (h) Paradas não apontadas (h) 11,46 7009 30 720 81 27,39 Através dessas informações calculamos os indicadores de desempenho da produção do mês de setembro da linha Vista (ver quadro 5). 71 CASO 2 Índice de Disponíbilidade ID = TO/TTD ID = 639,0 ID = 720,0 88,75% Índice de Eficiência ID =[ TO - (paradas não apontadas)]/TO IE = 639,0 IE = 27,4 639,0 95,71% Índice de Qualidade IQ = [quantidade de itens conformes – (perda 5 + perda 6)] quantidade de itens conformes IQ = IQ = 7009 30 99,57% 7009 Índice de Eficiência Global do Equipamento OEE = OEE = OEE= ID * IE * IQ 88,75% 95,71% 99,57% 84,58% Quadro 5: Indicadores desempenho. Fonte: Primária (Setembro de 2007) 6.4 COMPARAÇÃODOS RESULTADOS OBTIDOS ENTRE O CASO 1 E CASO 2 6.4.1 Comparação Entre os Indicadores de Desempenho do Caso1 e Caso 2). Através da comparação dos indicadores dos dois períodos (ver quadro 6), será possível identificar qual foi a variável que influenciou nos resultados obtidos. 72 CASO 1 Índice de Disponíbilidade CASO 2 Índice de Disponíbilidade ID = TO/TTD ID = ID = TO/TTD 656,9 ID = 744,0 ID = 88,29% ID = 639,0 720,0 88,75% Índice de Eficiência Índice de Eficiência ID =[ TO - (paradas não apontadas)]/TO ID =[ TO - (paradas não apontadas)]/TO IE = 656,9 101,5 IE = 656,9 IE = 84,55% Índice de Qualidade 6365 OEE = OEE = 639,0 IQ = [quantidade de itens conformes – (perda 5 + perda 6)] quantidade de itens conformes 39 99,39% 6365 Índice de Eficiência Global do Equipamento OEE= ID * IE * IQ 88,29% 27,4 95,71% Índice de Qualidade IQ = [quantidade de itens conformes – (perda 5 + perda 6)] quantidade de itens conformes IQ = IQ = 639,0 IE = 84,55% 74,19% 99,39% IQ = IQ = 7009 30 99,57% 7009 Índice de Eficiência Global do Equipamento OEE = OEE= ID * IE * IQ 88,75% OEE = 95,71% 99,57% 84,58% Quadro 6: Comparação entre indicadores desempenho. Fonte: Primária (2007) O melhor resultado do Índice de Eficiência Global OEE foi obtido no caso 2, onde foi utilizado o sistema Injet para registro de apontamento de paradas. O ganho obtido em relação ao caso 1 foi de 14%. Para melhor identificação das variáveis que influenciaram na melhora do OEE a figura 23 demonstra em porcentagem quanto cada índice (ID, IE e IQ) contribuiu nos 14% de ganho em OEE no caso 2. Porcentagem de contribuição na melhora do OEE 1% 4% Índice de Disponíbilidade Índice de Eficiência 95% Índice de Qualidade Figura 23: Gráfico da porcentagem de contribuição do OEE. Fonte: Primária (2007) 73 Após da análise da figura 23 fica claro que o principal fator que determino o ganho de 14% de OEE foi o Índice de Eficiência (95% do total). A melhora deste indicador que no caso 1 foi de IE=84,55% para IE=95,71 no caso 2 é atribuída ao sistema Injet, pois, através do acompanhamento instantâneo da operação gargalo o gestor pode identificar as perdas 3 e 4 da filosofia do TPM (Perda 3 – pequenas paradas/tempo ocioso, Perda 4 – baixa velocidade) e tomar ações para eliminá-las. 6.4.2 Comparação Entre os Dados Disponíveis do Caso1 e Caso 2). Na empresa, é de cultura a utilização de registros manuais para a produção. Estes são considerados eficientes quando é necessário um maior detalhamento de informações, porém quando é preciso analisar o histórico ou um acompanhamento de minuto à minuto os registros manuais perdem competitividade. Pelo contrário o sistema de apontamentos de paradas automático Injet se destaca em vários aspectos; • no monitoramento instantâneo, • na análise dos históricos registrados, • nas várias opções gráficas de divulgação de informações, • utiliza a visibilidade como ferramenta para identificação de desperdícios, • reduz a possibilidade de conter informações a divergentes pois, a quantidade de pessoas envolvidas no fluxo de dados é menor, • auxilia a gestão da produção no processo de tomada de decisão, • e dá fluxo as informações via rede coorporativa para todos departamentos que á necessitam. Apesar de todas as qualidades do sistema o mesmo não dá resultados sozinho, a função do Injet não é resolver problemas e produzir mais, sua função é coletar dados e demonstrá-los de maneira que as perdas fiquem visíveis. As ações de melhoria que são desenvolvidas com base nessas informações é que dão produtividade para empresa. 74 CAPÍTULO SÉTIMO 7 CONSIDERAÇÕES FINAIS No mercado competitivo atual, as empresas cada vez mais buscam o melhor aproveitamento do parque fabril reduzindo assim investimentos e custos de produção. Ao final desta pesquisa fica claro, que a utilização do sistema de monitoramento automático de paradas contribuiu para o melhor aproveitamento da máquina gargalo da linha de usinagem. A utilização do sistema Injet proporcionou uma melhora em 14% do OEE. Este valor é representativo, pois ocorreu um aumento de produção sem investimentos em novas máquinas ou mão de obra. O sistema Injet não melhora os resultados operacionais sozinho, não é de sua função resolver problemas e produzir mais, sua função é coletar dados e demonstrá-los de maneira que as perdas fiquem visíveis. As ações de melhoria que são desenvolvidas com base nessas informações é que dão a melhor produtividade para empresa. A evolução da gestão da produção é um caminho sem volta, os métodos antigos com registros 100% manuais apresentam inúmeros problemas como, necessidade de tempo para que os operadores façam os apontamentos, fluxo de dados lento, envolvimento de muitas pessoas, risco de apontamentos incorretos, sem acompanhamento histórico e também a falta de apontamentos. O sistema Injet se destaca em relação ao modelo antigo, pois com a qualidade e a rapidez que as informações sobre os apontamentos são disponibilizadas na tela do computador, facilitam o fluxo e a gestão da informação da empresa. O gestor da produção e todos da equipe de apoio possuem acesso às mesmas informações do banco de dados. A grande variedade de gráficos que sistema disponibiliza são extremamente úteis para o processo de tomada de decisão e identificação de perdas. A adoção de sistemas mais avançados de comando eletrônico tem encontrado grandes justificativas em fatores não muito objetivos, pois de uma forma geral, não se pode justificar a 75 automação quando se deseja continuar produzindo a mesma quantidade, e o mesmo produto com a mesma qualidade, mas encontram-se justificativas claras quando o objetivo é melhorar a qualidade, aumentar a flexibilidade e a produtividade. Enfim melhorar a qualidade, competitividade dos produtos da empresa. A empresa onde foi realizada a pesquisa obteve sucesso com a utilização da nova tecnologia de monitoramento de máquina. O aumento da eficiência da sua produção na manufatura tornou-se mais um diferencial competitivo em relação a seus concorrentes. Para trabalhos futuros, recomenda-se: • Melhorar a visibilidade do status de cada máquina e os indicadores de desempenho através da instalação de painel eletrônico ou uma televisão ligado ao banco de dados do sistema Injet para apresentar os valores de todos equipamentos da linha para todas as pessoas que passam pelo corredor em tempo real. • Instalar o sistema Injet em outras linhas ou até mesmo em células e verificar se a melhora da eficiência irá se repetir. 76 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BICHENO, J. Implementing JIT. IFS Publications, 1991. CAETANO, A. G. L. S; MEIRELES; G. S. C.; OLIVEIRA, J. F. G.; LEÃO E SOUZA, G W. Informações de chão de fábrica num ambiente de manufatura integrada. Congresso e Exposição Internacionais da Tecnologia da Mobilidade (SAE Brasil 99), 1999. CERVO, Amado Luiz. Metodologia Científica. 5 ed. São Paulo: Prentice Hall, 2002. CORRÊA, Henrique L., GIANESI, Irineu G. N., CAON, Mauro. Planejamento, Programação e Controle da Produção. São Paulo: Atlas, 2001. 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