troca rápida de ferramentas

Aplicação da Troca Rápida de Ferramentas (TRF) no Processo de Extrusão de Borracha

Marcel de Gois Pinto (PPGEP/UFPB) marcelgois@gmail.comMárcia L. Souto (PPGEP/UFPB) masouto@ct.ufpb.br

Estrutura da Apresentação

1. Introdução2. Sistema Toyota e TRF3. Extrusão de Borracha4. Procedimentos Metodológicos5. Resultados da Pesquisa6. Considerações Finais

1. Introdução

O tempo de setup é aquele decorrido desde a saída da última peça boa do setup anterior até a primeira peça boa do próximo. (BLACK 1998, p. 131)

Limitações causadas pelos setups: consumo da capacidade instalada, necessidade de produzir em grandes lotes (minimizar o tempo de paradas), perda de matéria-prima.

1. Introdução

No presente artigo é apresentado um estudo de caso realizado em uma empresa produtora de calçados esportivos.

O objetivo do estudo foi obter melhorias no setup no processo de extrusão de borracha, tendo por ferramenta de intervenção a troca rápida de ferramentas (TRF).

2. Sistema Toyota e TRF

“80% eliminação de perdas, 15% um sistema de produção e apenas 5% o Kanban” (SHINGO, 1996, p.101)

Tipos de perdas: superprodução, espera, transporte, no processo, estoque, em movimentação e fabricação de produtos defeituosos.

2. Sistema Toyota e TRF

Shingo (1996) define dois tipos de espera:– Do processo – um lote inteiro aguarda para ser

processado– Do lote – cada peça aguarda o tempo de

processamento das demais do mesmo lote.

Reduzindo o tempo do setup é possível a diminuição dos dois tipos de espera.

2. Sistema Toyota e TRF

Para a redução dos tempos de setup foi desenvolvida a troca rápida de ferramentas (TRF).

Shingo (1996, p.82) desdobra o setup em quatro funções:– Preparação da matéria-prima (30%)– Fixação e remoção das matrizes (5%)– Centragem e determinações das ferramentas (15%)– Processamentos Iniciais e Ajustes (50%).

2. Sistema Toyota e TRF

Estágios Conceituais da TRF (SHINGO, 1996)Estágio Preliminar

Não é feita distinção entre Setup interno e externo

Estágio 1Separação do Setup

interno e externo

Estágio 2Conversão do Setupinterno em externo

Estágio 3Simplificação de todos os

aspectos

• Utilização de listas de verificação• Execução das funções de checagem• Aperfeiçoamento das funções de checagem

• Preparação antecipada de operações• Padronização de funções• Utilização de gabaritos intermediários

• Melhoria da estocagem e transporte das ferramentas de corte, matrizes, dispositivos, padrões, etc.

• Implementação de operações paralelas• Utilização de grampos funcionais• Eliminação de ajustes• Sistema do mínimo múltiplo comum• Mecanização

Setup interno

Setup externo

Estágio PreliminarNão é feita distinção entre

Setup interno e externo

Estágio 1Separação do Setup

interno e externo

Estágio 2Conversão do Setupinterno em externo

Estágio 3Simplificação de todos os

aspectos

• Utilização de listas de verificação• Execução das funções de checagem• Aperfeiçoamento das funções de checagem

• Preparação antecipada de operações• Padronização de funções• Utilização de gabaritos intermediários

• Melhoria da estocagem e transporte das ferramentas de corte, matrizes, dispositivos, padrões, etc.

• Implementação de operações paralelas• Utilização de grampos funcionais• Eliminação de ajustes• Sistema do mínimo múltiplo comum• Mecanização

Setup interno

Setup externo

2. Sistema Toyota e TRFNa proposição de Shingo (1996) a TRF consis- te na adoção de oito técnicas associadas aos estágios apresentados, quais sejam:– Separação Setup Interno e Externo – Converter Setup interno em Externo – Padronizar a Função e Não a forma– Utilizar grampos funcionais ou eliminar os grampos – Utilizar dispositivos intermediários – Adotar operações paralelas – Eliminar ajustes – Mecanização

2. Sistema Toyota e TRF

A metodologia apresentada não é a única presente na literatura.– Fogliatto e Fagundes (2003) / Mondem (1983)– Harmon e Peterson (1991) / Black (1998).– Shingo (1996)

Benefícios da aplicação da TRF– Ganho de capacidade– Redução de lead-time– Ganho de materiais

GARGALOS

3. Extrusão de Borracha

Definição – passagem forçada de um material por uma matriz vazada, que assume o perfil do referido gabarito.Aplicação – onde se deseja peças contínuas e lineares.Equipamentos:– Extrusora (Câmara e cilindro de alimentação ,

Rosca, Câmara de extrusão e cabeçote)– Matriz– Equipamentos e dispositivos auxiliares

4. Procedimentos Metodológicos Classificação da pesquisa– Metodológica e intervencionista– Estudo de caso (unidade produtora de calçados)

Tipo e coleta dos dados– Primários– Observação direta e cronometragem

Tratamento dos dados– Microsoft Excel– Priorização da ações através da classificação das

funções do setup e de benefícios esperados

5. Resultados da Pesquisa

Levantamento completo da atividade:– Conhecer atividade– Dividir em elementos– Cronometragem (amostra não-probabilística)

Não se pretendia determinar o tempo-padrão do setup, mas estimar do % de melhoria.

5. Resultados da PesquisaN° Etapas Tempo (dmh) % do Setup1 Folgar Parafusos 75 1,9%

2 Retirar matriz e resíduo 125 3,2%

3 Folgar Parafusos 270 6,9%

4 Recuar Canhões 190 4,9%

5 Acionar fuso e retirar resíduo 830 21,3%

6 Alimentar tiras menores (frisos) 88 2,3%

7 Limpar acesso dos canhões laterais 680 17,4%

8 Retirar restante do resíduo 52 1,3%

9 Conectar e apertar parafusos 400 10,3%

10 Retirar resíduos (mistura) 75 1,9%

11 Acionar canhões / limpeza do trajeto 275 7,1%

12 Alimentar tira principal (vira) 340 8,7%

13 Retirar resíduos (mistura) 25 0,6%

14 Colocar a matriz 34 0,9%

15 Fechar conjunto e apertar parafusos 115 2,9%

16 Acionar canhões / limpeza final 205 5,3%

17 Ajustes de velocidade e espessura 120 3,1%

TABELA 1Tempos das etapas no setup da extrusora

5. Resultados da Pesquisa

TABELA 2 Classificação dos elementos do setup nas funções propostas por Shingo (1996)

Classificação dos Elementos Elementos % do Setup

Preparação da matéria-prima 6,12 11,0%

Fixação e remoção das matrizes 1, 2, 3, 4, 9, 14,15 31,0%

Centragem e determinações das ferramentas 17 3,1%

Processamentos Iniciais e Ajustes 5, 7, 8, 10, 11, 13,16 54,9%

MAIOR % DE TEMPO DO SETUP INDICAVA A PRIORIDADE DA AÇÃO DE MELHORIA

5. Resultados da Pesquisa

Entretanto, como a extrusão de borracha não era uma operação gargalo foram levantadas as perdas de matéria-prima a fim de assumir critério de priorização.Identificou-se uma perda de 7.500 quilogramas de borracha por mês (média)Posteriormente, estratificou-se a referida perda nas funções do setup.

5. Resultados da Pesquisa

Desperdício de borracha por função:– Centragem e determinação das ferramentas 46%– Fixação e remoção de matrizes– Processamento inicial e ajustes– Preparação da matéria-prima – 0%

54%

5. Resultados da Pesquisa

Análise das causas do desperdício por função:Centragem e determinação das ferramentas

Causa identificada– Necessidade de aquecer as matrizes da extrusora

Ação– Estufa para o aquecimento das matrizes

Resultados– R$ 40 mil/ano

5. Resultados da Pesquisa

Análise das causas do desperdício por função:Processamento inicial e ajustes

Causa identificada– Necessidade de limpeza do fuso metálico e da

camisa da extrusora (contaminação de cores)Ações previstas– Desmoldante pulverizado no interior da extrusora– Mudança na formulação da borracha

Resultados esperados– Ganho de tempo (54,9% do tempo do setup)

5. Resultados da Pesquisa

Análise das causas do desperdício por função:Fixação e remoção de matrizes

Causa identificada– Sobra de borracha no interior da extrusora

proveniente do lote anterior ao setupAções previstas– Interrupção da vulcanização da borracha através

do resfriamento, e sua reincorporação no processo– Uso de engates rápidos (ganho de tempo)

Resultados esperados– Ganho de material (nenhuma influência no setup)

5. Resultados da Pesquisa

Análise das causas do desperdício por função:Preparação da matéria-prima

Causa identificada– Não existe perda de material

Efeitos previstos– Espera-se que o uso do desmoldante no interior da

máquina venha a reduzir os tempos dos elementos constantes nesta função

5. Resultados da PesquisaClassificação do setup nos estágios da TRF:Situação Inicial

Situação Final

Estágio 1 (separação de setup interno e externo)– Busca do material que será extrudado– Busca da matriz a ser trocada– Pré-posicionamento de ferramentas

Estágio 2 (conversão de setup interno e externo)– Ações implantadas e previstas

6. Considerações FinaisO presente trabalho mostrou a aplicação TRF nade borracha em uma empresa calçadista.A aplicação partiu do estudo do setup, sua divisão em etapas e, posteriormente, sua classificação nas funções (SHINGO, 1996)Ao tratar da TRF geralmente se abordam vantagens relacionadas às reduções do tempo indisponível, de lead time e à flexibilidade conferida ao processo.

6. Considerações FinaisEntretanto, outras vantagens podem ser obtidas como a redução da perda de matéria- prima em testes, ajustes e aquecimento de matrizes.Tal benefício não está atrelado a situações diversas (necessidade de ser gargalo)No desperdício de borracha, o ganho além de econômico é de ambiental.

6. Considerações Finais

Por fim, cabe destacar que a maioria das ações ainda precisa ser implantada.Deste modo, verifica-se que este é um trabalho ainda em curso, com potencial para geração de benefícios ao setup em estudo.