TRF Conceitos básicos

Prévia do material em texto

ENGENHARIA
DE MÉTODOS
Altair Flamarion Klippel
Catalogação na publicação: Poliana Sanchez de Araujo – CRB 10/2094
E57 Eng enharia de métodos / Altair Flamarion Klippel, Henrique 
Martins Rocha, Carolina Abbud, Paulo Henrique Caixeta. – 
2. ed. – Porto Alegre : SAGAH, 2017.
Editado como livro impresso em 2017.
ISBN 978-85-9502-021-4
1.Sistema de produção - Engenharia. 2. Método de 
trabalho. 3. Método Troca Rápida de Ferramentas. I. 
Klippel, Altair Flamarion. II. Rocha, Henrique Martins. III. 
Abbud, Carolina. IX. Caixeta, Paulo Henrique. 
CDU 658.5
Troca Rápida de 
Ferramentas (TRF): 
conceitos básicos
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Identi� car os principais pressupostos que deram origem ao método 
de Troca Rápida de Ferramentas.
  Aplicar os conceitos da TRF na prática, em sua realidade pro� ssional.
  Relacionar os conceitos da TRF.
Introdução
Neste texto, você identificará os principais pressupostos que deram origem 
ao método de Troca Rápida de Ferramentas, bem como aprenderá a 
aplicar os conceitos da TRF em sua própria realidade profissional, rela-
cionando os conceitos inerentes ao método.
Pressupostos da TRF
O conceito de Troca Rápida de Ferramentas (TRF) foi desenvolvido por 
Shigeo Shingo, um dos construtores do Sistema Toyota de Produção (STP) 
ao longo de 19 anos. 
Inicialmente, em 1950, na fábrica Mazda da Toyota Motor Company, em 
Hiroshima, a análise dos gargalos realizada por Shingo resultou na formulação 
dos conceitos de setup interno e externo. 
Em 1957, um estudo no estaleiro da Mitsubishi em Hiroshima mostrou a 
Shingo a importância do setup externo, pois se trocavam matrizes externamente 
de um lote para outro, reduzindo drasticamente o tempo de troca de ferramentas. 
No final dos anos 60, mais precisamente em 1969, Shingo teve a ideia de 
transformar o setup interno em setup externo, inspirado na exigência da direção 
da Toyota Motor Company em reduzir o tempo de setup de suas prensas de 
quatro horas para apenas três minutos. Foi o nascimento do conceito de Single 
Minute Exchange of Dies, ou seja, o tempo de setup deve ser completado em 
menos de um dígito (no máximo, em 9 minutos e 59 segundos). O termo Single 
Minute Exchange of Dies (SMED) foi traduzido para o português como Troca 
Rápida de Ferramentas (TRF).
O conceito de setup é o ato de trocar e ajustar os dispositivos e as fer-
ramentas de uma determinada máquina que está produzindo certo tipo de 
peça para poder produzir outro tipo de peça. A partir desse conceito, surge o 
conceito de tempo de setup, que é o tempo decorrente desde a última peça 
boa de um determinado lote até a primeira peça boa do lote subsequente. 
Esse tempo inclui os ajustes necessários após a troca do ferramental.
A mais conhecida aplicação do conceito de TRF são os pit stops realizados 
nas corridas de automobilismo, cujos tempos de parada nos boxes são cons-
tantemente reduzidos (ver Figura).
Fonte: Action Sports Photography / Shutterstock.com.
123Troca Rápida de Ferramentas (TRF): conceitos básicos
Aplicação dos conceitos da TRF na prática
Após conhecer e estudar os conceitos relacionados com a TRF, você deve 
saber aplicá-los em cada realidade profi ssional. A seguir, você verá casos de 
aplicação dos conceitos de setup em diferentes realidades profi ssionais.
Caso 1: montagem da máquina de lavar
A montagem automática é um processo intermediário na construção da máquina 
de lavar. Nesse processo, os batentes de posicionamento são instalados no 
palete onde a máquina será montada. Em uma empresa, havia quatro modelos 
e cada mudança exigia um reposicionamento dos batentes.
Essa operação foi modificada com a instalação, nos cantos do palete, de 
quatro batentes que são girados automaticamente antes do início da montagem. 
As larguras e os comprimentos dos modelos de máquina variam, e os batentes 
rotativos foram feitos com entalhes correspondentes a essas diferenças, que 
podem ser facilmente girados para a posição apropriada.
Essa mudança tornou o setup muito simples e eliminou a necessidade de 
mão de obra. A produção em pequenos lotes foi adotada e nenhum problema 
surgiu, apesar do aumento do número de setups.
Caso 2: transporte e fixação de matrizes para uma prensa
Em uma empresa do segmento metalomecânico, a matriz de dobra de dois 
ou três metros de comprimento era transportada, por dois colaboradores, de 
um rack de matriz até a prensa específi ca onde era montada. As matrizes 
superior e inferior eram transportadas separadamente, com o risco de serem 
derrubadas e de causarem acidentes, porque os colaboradores atrapalhavam-
-se. Os setups também eram problemáticos e com pouca segurança, porque 
as matrizes superiores eram armazenadas de cabeça para baixo e tinham de 
ser viradas antes de serem entregues nas prensas.
Para melhorar o setup, um carrinho de armazenamento móvel foi colocado 
junto à prensa, de forma que as matrizes não precisassem mais ser trazidas de 
locais de armazenamento distantes. Matrizes superior e inferior são coloca-
das nele e itens capazes de cair são presos com fixações auxiliares. Quando 
um setup é realizado, o carrinho é movido para alinhar a matriz e o centro 
da prensa. Com os rolamentos, as matrizes se movem facilmente ao serem 
empurradas para os lados. Pontos de fixação permitem o alinhamento das 
matrizes e dos fixadores da prensa.
 Engenharia de métodos 124
Essa melhoria facilitou o método de trabalho do setup. Em função disso, 
cada setup, que levava 10 minutos com dois colaboradores, passou para dois 
minutos e meio com um único colaborador. Isso resultou, com oito setups 
diários, na redução de cerca de 51 horas/mês. Por outro lado, em termos de 
segurança, a eliminação do transporte de matrizes e o posicionamento das 
matrizes superior e inferior eliminou o perigo das quedas e dos ferimentos 
nas mãos dos colaboradores. Essa melhoria foi realizada a um custo estimado 
de 413 dólares.
Caso 3: troca de bobinas em uma prensa
Uma das etapas do método de Troca Rápida de Ferramentas é a conversão de 
operações em setup externo. Em uma empresa do ramo metalomecânico, na 
troca de bobinas de uma prensa, as bobinas precisavam de um gabarito para 
sustentá-las. Só após todas as bobinas terem sido utilizadas, as novas bobinas 
tinham que ser colocadas, com a seguinte ordem de operação:
1. remover os batentes de posicionamento no gabarito de sustentação;
2. puxar as barras de aço das bobinas usadas;
3. colocar as bobinas atuais nos carrinho;
4. colocar as barras de aço nas novas bobinas;
5. instalar as novas bobinas no gabarito de sustentação; e
6. acoplar os batentes de posicionamento ao gabarito de sustentação.
A situação foi melhorada pela instalação de um gabarito extra de armaze-
namento de bobinas, sobre o qual as novas bobinas poderiam ser instaladas 
com a prensa em funcionamento.
A nova ordem das operações possibilitou trocar os gabaritos de sustentação, 
enquanto a prensa continuava em operação, reduzindo o tempo de setup a zero.
Caso 4: implantação de um preset em uma indústria 
metalomecânica
Ao iniciar uma consultoria com foco na redução dos tempos de setup em uma 
empresa do setor metal mecânico, você constata que os conceitos, técnicas 
e práticas do método de Troca Rápida de Ferramentas eram inexistentes. O 
setup dos equipamentos é realizado pelos próprios operadores, com base em 
sua experiência profi ssional, sem nenhum compromisso com a redução dos 
tempos de setup. Os dispositivos e o ferramental estão espalhados pelo ambiente 
125Troca Rápida de Ferramentas (TRF): conceitos básicos
fabril. Você observa inclusive que, no início de cada setup, com frequência 
os operadores percorrem a fábrica procurando dispositivos e ferramental.
A primeira atividade realizada por sua consultoria é um processo de ca-
pacitação tecnológica com os gestores e os operadores com foco nos concei-
tos do método de Troca Rápida de Ferramentas. Você faz uma capacitação 
teórico-prática,e os conceitos aprendidos em sala de aula gradativamente são 
implantados na fábrica, com o monitoramento da consultoria.
O passo seguinte para implantar e consolidar os conceitos do método de 
Troca Rápida de Ferramentas foi reservar uma área na fábrica para a implan-
tação de um preset. O preset é um local em que todos os dispositivos e ferra-
mental passam a ser guardados, mantidos e recuperados/substituídos conforme 
a necessidade. Um efetivo específico responsável pelo preset foi treinado.
Após um semestre, você conclui que os tempos médios de setup nessa 
empresa do setor metalomecânico foram reduzidos em 68%, propiciando o 
aumento da flexibilidade e da produtividade, a redução de custos e, por fim, 
o aumento do resultado financeiro da empresa.
Relacionamento dos conceitos da TRF
Ao longo de 19 anos, Shingo desenvolveu o conceito de TRF e estabeleceu 
o relacionamento dos tempos envolvidos em um setup. Foram defi nidos os 
seguintes conceitos em relação às atividades que ocorrem em um setup:
  Atividades internas: são todas as atividades que, para serem realizadas, 
a máquina deve estar necessariamente parada; por exemplo, a troca de 
matrizes na máquina.
  Tempo interno: é o tempo gasto para realizar as atividades internas.
  Atividades externas: são todas as atividades que podem ser realiza-
das enquanto a máquina estiver operando; por exemplo, a procura de 
ferramentas, a busca de matrizes, etc.
  Tempo externo: é o tempo gasto para realizar as atividades externas.
As etapas básicas na realização de um setup são as seguintes: 
a) Preparação, ajuste e verificação de matéria-prima. Nesta etapa são 
realizadas atividades como: 
 ■ localização adequada de peças, equipamentos e ferramentas; 
 ■ verificação das ferramentas em estado adequado de funcionamento;
 Engenharia de métodos 126
 ■ remoção, limpeza e retorno das ferramentas do último item de tra-
balho para o estoque, etc.
Esta etapa compreende cerca de 30% do tempo total de setup. 
b) Montagem e desmontagem de ferramentas. Esta etapa, que realiza a 
remoção e a fixação de ferramentas para o próximo lote, compreende 
cerca de 5% do tempo total de setup. 
c) Medições, ajustes e calibrações: Esta etapa, que realiza as centragens, 
alinhamentos, ajustes finos, medições de temperatura, vazão, etc., 
compreende cerca de 15% do tempo total de setup.
d) Testes para início da produção e ajustes. Esta etapa compreende 
cerca de 50% do tempo total de setup.
1. Dentre as alternativas abaixo, 
selecione a que estiver 
CORRETA de acordo com os 
princípios gerais da TRF. 
a) O tempo de setup compreende 
o tempo de troca de 
ferramental em máquinas.
b) Durante a realização de um 
setup, o tempo de procura de 
ferramentas para realizá-lo não é 
considerado no tempo de setup
c) No tempo de setup deve 
ser considerado, também, 
o tempo de ajustes.
d) O tempo para a realização 
de ajustes não é considerado 
no tempo de setup.
e) Nenhuma das alternativas.
2. De acordo com os conceitos da TRF, 
selecione a alternativa CORRETA.
a) Atividades internas de setup 
são todas aquelas que, para 
serem realizadas, a máquina 
pode estar operando.
b) Atividades externas de setup 
são todas aquelas que, para 
serem realizadas, a máquina 
deve estar parada.
c) A busca de ferramentas 
na ferramentaria durante a 
realização de um setup se 
constitui em uma atividade 
interna de setup.
d) A atividade de troca de 
ferramental corresponde a uma 
atividade interna de setup.
e) Nenhuma das alternativas.
3. Selecione a alternativa que 
NÃO é verdadeira.
a) O maior tempo despendido 
em um setup corresponde, 
normalmente, à montagem e 
desmontagem de ferramental.
127Troca Rápida de Ferramentas (TRF): conceitos básicos
b) O alinhamento de uma 
peça durante um setup faz 
parte da etapa de medições, 
ajustes e calibrações.
c) O estado adequado de 
ferramentas e dispositivos 
para realização de um setup é 
necessário e fundamental.
d) Testes para início da produção 
e ajustes normalmente 
demandam o maior tempo 
na realização de um setup.
e) A aferição das medidas de uma 
peça durante a realização de 
um setup normalmente não 
demanda elevados tempos.
4. Dentre as alternativas abaixo, 
selecione a que estiver 
CORRETA de acordo com os 
princípios gerais da TRF. 
a) O ato de trocar dispositivos 
e ferramentas em uma 
determinada máquina para 
produzir outro produto é 
denominado de setup ou 
preparação de máquina.
b) Ao finalizar a produção de 
um lote de uma determinada 
peça, o tempo necessário 
para preparar a máquina para 
produzir um novo produto, 
até a obtenção da primeira 
peça, independentemente de 
sua qualidade, corresponde 
ao tempo de setup.
c) O tempo necessário para trocar e 
ajustar dispositivos e ferramentas 
em uma máquina para produzir 
um novo item corresponde 
ao tempo total de setup.
d) As peças refugadas produzidas 
durante o tempo de setup fazem 
parte da etapa de medições, 
ajustes e calibrações.
e) As alternativas acima 
estão erradas.
5. Os princípios básicos da TRF 
compreendem conceitos e tempo 
de setup, definição de atividades 
e tempos internos e externos e 
apresentação das etapas básicas de 
uma operação de setup. Dentre as 
alternativas abaixo, assinale a que 
NÃO é verdadeira. 
a) O setup é o ato de trocar e ajustar 
os dispositivos e ferramentas 
de uma determinada máquina 
que está produzindo um 
tipo de peça para poder 
produzir outro tipo de peça.
b) Atividades externas são aquelas 
que, para serem realizadas, a 
máquina deve estar parada.
c) São quatro as etapas básicas 
de uma operação de setup.
d) Se durante a realização de 
um setup forem produzidas 
e refugadas quatro peças, 
o tempo despendido para 
a produção delas é parte 
integrante do tempo de setup.
e) O sistema SMED, desenvolvido 
por Shingo durante a construção 
do Sistema Toyota de Produção, 
preconiza que o tempo de setup 
deve ser inferior a 10 minutos.
 Engenharia de métodos 128
SHINGO, S. Sistema de troca rápida de ferramenta: uma revolução nos sistemas produ-
tivos. Porto Alegre: Bookman, 2000. 
Leitura recomendada
129Troca Rápida de Ferramentas (TRF): conceitos básicos
Conteúdo: