melhoria no layout em uma indústria metal mecânica utilizando

MELHORIA NO LAYOUT EM UMA

INDÚSTRIA METAL MECÂNICA

UTILIZANDO FERRAMENTAS LEAN

MANUFACTURING

EVERTON LUIZ VIEIRA (UTFPR )

[email protected]

Marcelo Goncalves Trentin (UTFPR )

[email protected]

Sergio Eduardo Gouvea da Costa (PUC-UTFPR )

[email protected]

Edson Pinheiro de Lima (PUC-UTFPR )

[email protected]

Este estudo teve origem na necessidade de uma empresa de manufatura

de componentes para eletrodomésticos, localizada no sudoeste do

Paraná, em priorizar e aperfeiçoar seus processos de produção,

permitindo que a empresa aumente sua vantagemm competitiva. Assim

utilizaram-se algumas ferramentas de melhoria de produção para

estudar o melhor arranjo físico para o processo de fabricação de

grades para fogões cook top, visando a redução e eliminação de

desperdícios utilizando algumas ferramentas do Lean Manufacturing.

Este é um estudo de caso, que visa descrever e analisar os problemas

que impedem o atendimento da demanda solicitada pelo cliente e

propor soluções ao seu sistema de produção. O desenvolvimento da

pesquisa foi realizado a partir da obtenção de dados através de

cronoanálise realizada no processo, cálculo de tempo takt,

mapeamento de processo e observação do processo, buscando as

limitações e informações para a pesquisa. De acordo com a utilização

de técnicas e ferramentas Lean Manufacturing foi possível identificar

os pontos gargalos do processo e posteriormente propor melhorias no

layout.

Palavras-chave: Tempo takt, Lean Manufacturing, Fluxograma de

processo, Layout

XXXVI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCÃO Contribuições da Engenharia de Produção para Melhores Práticas de Gestão e Modernização do Brasil

João Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016.


João_Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016. .

2

1. Introdução

As organizações buscam alcançar suas metas, traçando suas estratégias, implementando

métodos e outros meios, numa tentativa de alcance do sucesso empresarial. Conforme

Mesquita e Alliprandi (2003), há uma carência nas empresas quanto a coordenação das

atividades de melhoria em seus processos existentes, demonstrando assim o mau emprego da

estratégia ou a inexistência desta, muitas vezes por falhas em suas decisões.

Em uma economia globalizada a sobrevivência das empresas depende da capacidade de

inovar e efetuar melhorias contínuas no processo de manufatura e assim garantir uma sólida

posição no seu mercado. Uma filosofia de gestão do processo produtivo utilizado com sucesso

nas empresas ocidentais é o Lean Manufacturing, ou produção enxuta, cujo objetivo

fundamental é promover a melhoria continua de modo a eliminar sistematicamente os

desperdícios.

Neste contexto, esta pesquisa visa o estudo de tempos e análise do layout existente na

empresa, de modo a propor melhorias no processo através da identificação de gargalos,

utilização de ferramentas para mapeamento de processo, buscando reduzir e eliminar os

desperdícios de produção e deixar o processo balanceado.

2. Lean Manufacturing

Para Hines (2000), o Lean Manufacturing, ou Produção Enxuta, é um termo utilizado para

caracterizar o STP (Sistema Toyota de Produção), e que requer uma filosofia de menores lead

times para produzir e entregar produtos e serviços padronizados, com elevada qualidade e

custos baixos, por meio do fluxo produtivo via eliminação de desperdícios ao longo do fluxo

de valor. Nesta perspectiva, o pensamento enxuto é uma forma de especificar o valor, alinhar

as ações que criam valor na melhor sequência possível e realizar essas atividades sem

interrupção toda vez que o cliente as solicite.

Womack, Jones e Roos (2004), afirmam também que o pensamento enxuto é uma forma de

tornar o trabalho mais satisfatório, oferecendo feedback imediato sobre os esforços para

transformar desperdícios em valor. Este está baseado em cinco princípios fundamentais, a

saber, especificar valor, identificar o fluxo de valor, fazer a produção fluir, puxar a produção e

buscar a perfeição.



3

2.1 Ferramentas do Lean Manufacturing

Segundo Liker e Meier (2007), O sistema Toyota está baseado em uma estrutura e não apenas

em um conjunto de técnicas. Durante décadas a Toyota obteve sucesso em aplicar e melhorar

o STP no dia-a-dia da fábrica sem documentar a teoria.

Porém à medida que as práticas se consolidavam na Toyota, ficou claro que a tarefa de

ensinar o STP para a base de fornecedores era uma tarefa contínua. Para este fim Liker

(2005), desenvolveu uma representação simples do sistema sob a ótica de uma casa. A figura

01, apresenta a Casa do STP que se tornou um símbolo na indústria moderna, nesta está

estruturado tudo que a Toyota utiliza para ser referência mundial.

Figura 01 - Casa do STP

Fonte: Adaptado de Liker (2005)

De acordo com Liker (2005), a casa foi escolhida, pois é um sistema estrutural, as colunas e

fundações são a base para telhado. No telhado estão as metas de melhor qualidade, menor

custo e menor lead time que é o objetivo que se deseja alcançar. Já nas duas colunas externas

estão o Just-in-time e a Autonomação que são os pilares necessários para suportar o sistema.

No centro do sistema estão as pessoas, pois a Toyota acredita que as pessoas impulsionam a

melhoria contínua.



4

Na base têm-se algumas ferramentas e conceitos para a implantação do Lean Manufacturing,

tais como produção nivelada ou Heijunka, padronização e o gerenciamento visual que são a

base para sustentação da casa. Cada elemento é crítico, porém mais importante é o modo

como os elementos reforçam uns aos outros.

2.2 Takt-time

A palavra alemã “takt” serve para designar o compasso de uma composição musical, tendo

sido introduzida no Japão nos anos 30 com o sentido de „ritmo de produção‟, quando técnicos

japoneses estavam a aprender técnicas de fabricação com engenheiros alemães (Shook, 1998).

O takt-time é definido a partir da demanda do mercado e do tempo disponível para produção;

é o ritmo de produção necessário para atender a demanda. Matematicamente, resulta da razão

entre o tempo disponível para a produção e o número de unidades a serem produzidas.

2.3 Estudo de tempos e movimentos

Conforme Martins e Laugeni (2006), pelo estudo de tempos pode-se estabelecer padrões para

os sistemas produtivos de modo a facilitar o planejamento do processo, uma vez que os

recursos disponíveis são usados com eficácia, atentando para o tempo necessário para a

execução de cada tarefa. Para ter uma visão detalhada da produção é necessário registrar cada

estágio do processo, uma vez que se torna mais claro o seu funcionamento, bem como a

identificação de problemas (SLACK; CHAMBERS; JOHNSTON, 2009). Para Barnes (1977),

o estudo de tempos e movimentos é uma junção dos princípios desenvolvidos por Frederich

Taylor, conforme abordado em Taylor (1967), com a sistematização dos movimentos

executados pelos trabalhadores ao realizar uma determinada tarefa, sendo essa o resultado do

estudo de Frank Gilbreth. Barnes (1977), diz que esse estudo sistemático do trabalho

possibilita a determinação do tempo despendido pelo trabalhador para a realização das tarefas

com o intuito de padronizar a realização das mesmas

“O estudo dos tempos tem um papel fundamental na organização do trabalho, pois através de

métodos padronizados das operações, são oportunizadas condições para avaliar a capacidade

produtiva da mão-de-obra, e, principalmente para identificar os pontos de melhorias dos

processos” (EUDES LUIZ COSTA JUNIOR, 2008, p. 74).

2.4 Balanceamento de linha

É o fluxo de operações em linha, onde o produto, ou parte dele, é dividido e distribuído para

os operadores em seus respectivos postos de trabalho, onde a determinação do número de



5

pessoas para realização das tarefas deverá estar conforme os estudos de tempos realizados

(MOREIRA, 1998). Para Ritzman & Krajewski (2003), balanceamento de linha é a agregação

de trabalhos a estações em uma linha de modo a obter o índice de produção desejado com o

menor número de estações de trabalho. Primeiramente devemos determinar o tempo de ciclo

(TC) das operações, para depois realizarmos um balanceamento de linha. Este tempo de ciclo

expressa o intervalo e a frequência de tempo em que uma peça ou mais, são produzidas

(MARTINS & LAUGENI 2006).

2.5 Teoria das Restrições – Theory of Constraints

A Teoria das Restrições teve seu início a partir da evolução de um Sistema de Administração

da Produção desenvolvido pelo físico israelense Eliyahu M. Goldratt, que deu base ao

software Optimized Production Technology – OPT. A partir da evolução do OPT, foram

criados princípios com base na produção optimizada, que deram origem à Theory of

Contraints – TOC (Teoria das Restrições), na década de 1980, segundo Gibbon et al (2008).

Há ocorrência de gargalos produtivos quando alguma etapa apresenta obstruções do seu fluxo

normal de produção, sendo assim considerado um erro de planejamento produtivo, que vem a

acarretar redução da capacidade produtiva e, em consequência disso, perda de eficiência e

recursos, tanto financeiros, quanto humanos.

Assim, Gibbon et al (2008), declara que o recurso gargalo é aquele que define o processo

produtivo, tendo em vista ser inviável aos demais recursos trabalharem em sua capacidade

máxima, pois a produção estará limitada ao recurso restritivo.

De acordo com Goldratt (2002), a limitação do processo de menor capacidade em um sistema

produtivo determina sua capacidade. Segundo o autor, este processo de menor capacidade

recebe o nome de gargalo, cuja capacidade é igual ou menor do que a demanda colocada nele.

Goldratt (2002), definiu uma sequência para obtenção do melhor resultado no gerenciamento

da capacidade produtiva: a identificação das restrições do sistema, a decisão sobre como

explorar as restrições do sistema, a subordinação de todo o sistema às restrições, a remoção

das restrições e o retorno ao primeiro passo e refazer a sequência caso haja mudança de

restrições. Desta forma, a TOC considera que o sistema deva trabalhar no ritmo do gargalo.

2.6 Folha de instrução de trabalho



6

A folha de instrução de trabalho, ou FIT, é um documento destinado a auxiliar o operador a

executar tarefas repetitivas no posto de trabalho, indicando de forma descritiva em que

sequência devem ser executados cada elemento de uma determinada atividade.

Conforme Liker e Meier (2007), a folha de instrução de trabalho pode estabilizar a operação,

melhorar a produtividade, realçar a qualidade, e estabelecer os elementos fundamentais do

trabalho. Com isso a etapa de balanceamento da linha no tempo takt ou adicionar outros

elementos de trabalho fica muito mais fácil e curta, para uma descrição mais fiel das

operações esta instrução deve ser escrita com o auxílio de quem executa as tarefas.

2.7 Layout

Conceitualmente layout pode ser definido de forma simplificada e por definições como: “O

layout industrial é a representação espacial dos fatores que concorrem para a produção

envolvendo homens, materiais e equipamentos, e as suas interações” (CAMAROTTO,

MENEGON, 2006).

O layout ou arranjo físico consiste da organização racional de todos os recursos e tecnologias

necessárias para a consecução em nível operacional dos objetivos da indústria,

materializando-se na forma como esses recursos serão dispostos no espaço tridimensional.

Como organização racional entende-se a busca da harmonização e integração de

equipamentos, mão-de-obra (direta e indireta), materiais, áreas de movimentação e de

estocagem e demais recursos e tecnologias (OLIVÉRIO, 1985).

2.8 Fluxograma de Processo

Para Peinado e Graeml (2007), fluxogramas são formas de representar, por meio de símbolos

gráficos, a sequência dos passos de um trabalho para facilitar sua análise. É um recurso visual

que é utilizado por gestores para analisar seus sistemas produtivos, buscando identificar

oportunidades de melhorar a eficiência dos processos.

Os símbolos utilizados para fluxogramas de processos industriais são representados no quadro

01.



7

Quadro 01: Simbologia fluxograma de processos

Fonte: Adaptado de Peinado e Graeml

O estudo minucioso desse mapa, fornecendo a representação gráfica de cada passo do

processo, certamente sugerirá melhorias. Após a análise do mapa de processo, é comum

concluir que certas operações podem ser inteiramente, ou em parte, eliminadas. Além disso,

operações podem ser combinadas, máquinas mais econômicas podem ser empregadas e

esperas entre operações podem ser eliminadas. Em suma, que outros melhoramentos podem

ser feitos, contribuindo para a produção de um produto melhor a um custo mais baixo. A

representação do processo através de fluxogramas ajuda a demonstrar que efeitos as

mudanças, em uma parte do processo, terão em outras fases ou elementos. Além disso, o

fluxograma de processo poderá auxiliar na descoberta de operações particulares do processo

produtivo que devam ser submetidas a uma análise mais cuidadosa.

3. Apresentação dos resultados da pesquisa



8

O presente estudo foi realizado em uma indústria metalúrgica que fornece peças para

fabricantes de eletrodomésticos da linha branca (fogões a gás), onde o cliente realizou a

solicitação de fornecimento do produto grade para mesa de fogão cook top A, conforme

demonstrado na figura 02.

Figura 02 - Desenho grade para mesa de fogão x cook top A

Fonte: Autor, 2015

A grade para mesa de fogão cook top A é composta por 01 arco fabricado em arame de aço

carbono Ø 5mm e 04 aletas fabricadas em chapa de aço carbono # 3/16”, conforme estrutura

do produto demonstrada na figura 03.

Figura 03 - Estrutura do produto grade para mesa de fogão cook top A

Fonte: Autor, 2015



9

O processo de fabricação da grade para fogão cook top A é composto pelo processo de solda,

montagem do arco e aletas no gabarito, soldagem dos componentes e calibração manual

(ajuste do alinhamento e eliminação do balanço) da peça, conforme demonstrado na figura 04

e quadro 02

Figura 04 - Fluxograma do processo de fabricação

Fonte: Autor, 2015

Quadro 02 - Descrição das etapas macro do processo

Sequência Operação Equipamento

01 Soldar arco Solda arcos 01

02 Montar 01 arco e 04

aletas no gabarito Manual

03 Soldagem Solda ponto 01



10

04 Calibrar Manual

Fonte: Autor, 2015

Dados de produção:

Demanda mensal: 30.000 peças/mês

Dias úteis: 20 dias/mês

Demanda diária: 1.500 peças/dia

Tempo de trabalho: 7,5 horas/dia – 27.000 segundos/dia

Cálculo do Tempo Takt:

Analisando o tempo disponível de trabalho e a demanda foi possível calcular o Tempo Takt

do processo que ficou em 18 segundos/peça, o tempo padrão das operações não podem ser

superiores ao takt para que seja possível atender a demanda, analisando o quadro 03 podemos

verificar os tempos padrões das operações em relação ao takt.

Quadro 03 - Sequência das operações e tempo takt

Seq. Operação Tempo

unitário

Tempo

total Tempo takt

% em

relação

ao tempo

takt

01

Transportar arcos do pallet até máquina

solda 2 segundos

12

segundos 18 segundos 66,6%

Soldar arco 9 segundos

Transportar arcos soldados até pallet 1 segundo

02

Transportar aletas do pallet até a mesa 1,8 segundos

20,2

segundos 18 segundos 112%

Transportar arcos do pallet até a mesa 2 segundos

Montar 04 aletas e 01 arco no gabarito de

solda

16,4

segundos



11

03

Soldar 04 aletas no arco da peça 16 segundos 21

segundos 18 segundos 116%

Retirar peça soldada do gabarito 5 segundos

04

Transportar peças da mesa de soldagem até

a mesa de calibração 2 segundos

15,8

segundos 18 segundos 87,7%

Calibrar peça 13 segundos

Armazenar peças em pallets 0,8 segundos

Fonte: Autor, 2015

Analisando o quadro 03, nota-se que foi realizado um agrupamento das operações, onde cada

número da sequência corresponde a um conjunto de atividades. A operação 02 ultrapassa em

12% o tempo takt e a operação 03 ultrapassa em 16% o tempo takt, deste modo, não tem

condições de atender a demanda com os tempos atuais, para facilitar a visualização dos

gargalos no processo foi criado um gráfico que está demonstrado no gráfico 01.

Gráfico 01 - Gráfico de análise do processo produtivo para fabricação da trempe para cook top A.

Fonte: Autor, 2015

As operações 02 e 03 são consideradas os gargalos do processo, pois o tempo padrão das

mesmas ultrapassam o tempo takt. Conforme o gráfico 01.

A demanda de produção solicitada pelo cliente é de 1.500 peças/dia, mas analisando o

processo nota-se que as atividades 02 e 03 não tem capacidade para atender a produção,



12

ficando abaixo da quantidade necessária por dia, conforme gráfico 02.

Gráfico 02 - Gráfico de capacidade de produção diária por processo.

Fonte: Autor, 2015

O layout do processo atual apresenta muitos desperdícios na produção devido ao

posicionamento dos equipamentos, dentre eles, podemos citar o transporte, espera,

movimentação desnecessária, estoques, tudo isso devido ao desbalanceamento das operações



13

e arranjo físico inadequado, conforme figura 05.

Figura 05 - Layout atual do processo



14

Fonte: Autor, 2015.

No quadro 04, foi utilizada a ferramenta de fluxograma de processos para identificar o fluxo

das operações que são realizadas e o deslocamento que o operador percorre para fazer suas

atividades, bem como, separar as atividades que agregam valor e as que não agregam valor ao

processo.



15

Quadro 04 - Fluxograma de processos fabricação grade

Fonte: Autor, 2015

Observando o fluxograma de processo do quadro 04 podemos perceber que existem 11

atividades no total, sendo que 05 são operações que correspondem a 45% e 06 de transporte

que correspondem a 55% do total, nota-se que o percentual de atividades que NAV – não

agregam valor é maior do que as AV – agregam valor.

Muitos deslocamentos que são realizados pelos operadores para transportar os materiais de

uma etapa do processo para outra somando as distâncias temos 31,5 metros, o que acaba

ocasionando em desperdícios de tempo.

Foram realizados estudos para melhorar o processo atual de fabricação das grades utilizando

os conceitos do Lean Manufacturing no que tange a eliminação e redução de desperdícios da

produção e padronização de processos.

Durante as análises realizadas foi detectado que o layout do processo favorecia o aumento dos

tempos padrões das atividades devido aos desperdícios com movimentação e transporte. Para

melhorar a situação do processo foi sugerido uma nova disposição do arranjo físico onde



16

buscou-se reduzir a distância entre os equipamentos e operadores para eliminar ou reduzir o

transporte e movimentações desnecessárias, conforme figura 06.

Figura 06 - Layout proposto

Fonte: Autor, 2015

Com essa proposta de layout foi possível criar um fluxo contínuo, pois com a aproximação

dos equipamentos e operadores reduziu-se as operações de transporte que não agregavam

valor ao processo.

No quadro 05, podemos verificar que todas as atividades estão abaixo do tempo takt, o que

representa o atendimento a demanda solicitada pelo cliente.

Quadro 05 - Sequência detalhada das operações e tempo takt processo melhorado

Seq. Operação Tempo

unitário

Tempo

total Tempo takt

% em

relação

ao tempo

takt

01 Transportar arcos do pallet até máquina

solda 2 segundos

11

segundos 18 segundos 61,1 %



17

Soldar arco 9 segundos

02 Montar 04 aletas e 01 arco no gabarito de

solda

16,4

segundos

16,4


03

Soldar 04 aletas no arco da peça 12 segundos 15,5


Retirar peça soldada do gabarito 3,5 segundos

04

Calibrar peça 13 segundos 13,8


Armazenar peças em pallets 0,8 segundos

Fonte: Autor, 2015

Pode-se verificar que todas as atividades estão abaixo do tempo takt, o que representa o

atendimento a demanda solicitada pelo cliente, para facilitar a visualização foi criado o

gráfico de balanceamento da produção, gráfico 03.

Gráfico 03 - Gráfico tempo padrão e tempo takt das operações após as melhorias

Fonte: Autor, 2015

No gráfico 04 é possível visualizar que os postos de trabalho estão com um volume de

produção superior a demanda do cliente.



18

Gráfico 04 - Gráfico de capacidade de produção após melhorias

Fonte: Autor, 2015

Pelo fato do layout ter sido alterado e os postos de trabalhos foram aproximados, isso resultou

em um aumento de produção comparado com a situação anterior, o que pode ser visto no

gráfico é que alguns postos estão com uma capacidade muito acima do normal, como no caso

a operação 01 que está com capacidade de 2.455 peças/dia sendo que a necessidade é de 1.500

peças/dia, para essa operação será necessário realizar uma realocação do colaborador para

outras funções dentro do setor, para não ficar ocioso.

O quadro 06, representa o novo fluxograma de processo da fabricação da grade para cook top

A, nota-se que houve uma redução no número de operações que não agregam valor.

Quadro 06 - Fluxograma de processo após melhorias



19

Fonte: Autor, 2015

Nota-se que o percentual de agregação de valor aumentou para 71% em relação ao processo

anterior que estava com 45%, fazendo com que o processo aproveite melhor o tempo

disponível em atividades que agregam valor para o cliente. As atividades que não agregam

valor tiveram uma redução para 29%, no processo anterior estava com 55%, estas atividades

somente geram custo para o processo, pois o cliente não está disposto a pagar por essas

atividades. A distância percorrida do layout proposto ficou em 4,5 metros e no layout anterior

estava com 31,5 metros, uma redução de 27 metros de deslocamento no processo,

economizando o tempo dos operadores e reduzindo transportes e movimentações.

Também foram implementadas IT – Instruções de trabalho em cada operação para que os

operadores fossem treinados nas atividades do processo, tendo em vista uma padronização das

atividades para que o tempo padrão fosse mantido dentro dos patamares levantados no estudo

realizado. Com a implementação das IT‟s será possível realizar o rodízio de colaboradores nas

funções, de modo que todos tenham capacitação para trabalhar em qualquer processo da

fabricação de grades para fogão cook top.

4. Considerações finais

Ao final deste estudo ficou evidente que um arranjo físico mal distribuído pode causar muitos

desperdícios no processo produtivo, e que estes desperdícios aumentam o tempo de

processamento dos produtos aumentando a ineficiência do processo e causando gargalos de

tempos nas atividades.



20

Através da cronoanálise foi possível levantar os tempos padrões de cada atividade que foram

separadas por elementos para identificar os pontos onde existem desperdícios, também a

importância do cálculo do tempo takt para visualizar através do tempo disponível de trabalho

e a demanda do cliente se os processos atendem a demanda.

O fluxograma de processo foi utilizado para visualizar as atividades com seus respectivos

tempos e deslocamentos durante as etapas, com essa ferramenta foi possível realizar um

comparativo com a situação anterior e proposta no layout, onde ficou muito claro que

eliminando as atividades que NAV – não agregam valor acabam atrapalhando e atrasando o

processo.

A padronização das atividades torna-se possível com a utilização de IT‟s – Instruções de

trabalho onde cada operação é descrita em fichas padrões para que os operadores sejam

treinados nas atividades onde estão desenvolvendo seu trabalho, para que tenham autonomia e

segurança na realização das operações.

Foi verificado que o lean manufacturing é uma metodologia que se corretamente empregada

trará enormes benefícios as organizações, pois foca seus esforços na melhoria contínua com a

eliminação de desperdícios. Mostrou-se também que a implantação das diversas ferramentas

apenas terá resultados satisfatórios se o trabalho padrão for aplicado, porque sem a

padronização todas as melhorias se perderão com o tempo.



21

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