Ferramentas do Lean aplicadas a um estudo de caso no setor Oftálmico

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XLI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
 “Contribuições da Engenharia de Produção para a Gestão de Operações Energéticas Sustentáveis” 
Foz do Iguaçu, Paraná, Brasil, 18 a 21 de outubro de 2021. 
 
 
 
 
Ferramentas do Lean aplicadas a um estudo de 
caso no setor Oftálmico 
Tassia Carolina Forasteiro Pinto (Universidade do Estado do Amazonas) 
tcfp.eng16@uea.edu.br 
Diego Bandeira de Melo Akel Thomaz (Universidade do Estado do 
Amazonas) 
dbdmat.eng16@uea.edu.br 
 
 
 
Com base em uma abordagem de estudo de caso, este artigo apresenta 
a implementação de ferramentas da Manufatura Enxuta em uma fábrica 
do setor de polímeros oftalmológicos localizada no Polo Industrial de 
Manaus. O trabalho envolveu mapear as atividades atuais de uma linha 
de produção utilizando o Value Stream Mapping (VSM) e identificar 
oportunidades de melhoria. Após várias entrevistas com funcionários 
que estão atualmente envolvidos no processo, o mapa do estado atual foi 
preparado para descrever os principais desperdícios. As conquistas da 
implementação do VSM foram mostradas em 72 Kaizens propostos pela 
equipe. O projeto escolhido para o presente artigo mostrou que, com a 
nova mudança do processo, foi possível reduzir 12.5% do custo com mão 
de obra. 
Palavras-chave: Lean Manufacturing, Value Stream Mapping 
 
mailto:email2@exemplo.com
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1. Introdução
A manufatura enxuta é uma das iniciativas que muitas das principais fábricas vêm tentando
adotar para se manterem competitivas em um mercado global cada vez mais competitivo
(EMILIANO, 2006). O foco dessa prática é a redução de custos por meio da eliminação de
atividades sem valor agregado ao ponto de vista do cliente, por meio da aplicação de uma
filosofia de gestão que se concentra na identificação e eliminação de desperdícios de cada
etapa da cadeia de produção.
Desde o nascimento do Sistema Toyota de Produção, muitas das ferramentas e técnicas de
manufatura enxuta (por exemplo, just-in-time (JIT), Manutenção Produtiva Total,
Single-minute exchange of die) têm sido amplamente utilizadas. Essas ferramentas estão
voltadas para o Sistema Toyota de Produção (TPS), uma abordagem sistemática, como
mostrado na Figura 1, para identificar e eliminar desperdícios de atividades por meio da
melhoria contínua. Todo esse esforço é realizado para manter os custos baixos e ficar à frente
no mercado competitivo.
Figura 1 - “Casa” do Sistema Toyota de Produção
Fonte: Lean Enterprise Institute, 2021
A empresa em questão neste artigo produz inúmeros tipos de produtos oftalmológicos. O
trabalho consistiu na coleta de informações in-loco, aplicação da ferramenta Value Stream
Mapping (VSM), análise de balanceamento de linha utilizando a metodologia Yamazumi e
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posterior implementação de atividades Kaizen. Ao fim, uma análise foi realizada para
verificar os ganhos financeiros para a produção.
O artigo começa com um breve resumo dos princípios e ferramentas aplicadas neste estudo,
seguida de informações básicas sobre o estudo de caso na indústria de produtos
oftalmológicos.
1.1.Sistema Toyota de Produção (TPS)
Sendo um líder mundial de sistemas de produção, ultrapassando até a General Motors, a
Toyota se tornou referência no setor industrial em questão de quantidade de veículos
produzidos.
Os gurus de qualidade mais conhecidos como Toyoda, Shigeo Shingo e Taiichi Ohno são
aqueles responsável na formulação de um novo sistema disciplinado e orientado para o
processo, que é conhecido hoje como “Toyota Production System” (TPS) ou '' Manufatura
Enxuta''.
Com o intuito de sobreviver no ambiente extremamente competitivo do setor de manufatura,
várias empresas passaram a tentar entender quais as razões fazem a Toyota se sobressair,
obtendo melhores resultados e reduzindo custos. Nasceu assim o TPS, constituído de uma
série de axiomas e postulados culturais.
Antes de tudo, é necessário entender qual cenário foi responsável pelo nascimento do TPS e
qual modelo ele buscava sobrepor. Procurando possíveis melhorias para o seu modelo fabril,
Eiji Toyoda, juntamente com Taiichi Ohno analisaram a FORD que era, até aquele momento,
a unidade de manufatura mais eficiente do planeta, devido ao modelo de produção em massa
criado por Henry Ford, que por sua vez já era uma forma de sobrepor um outro modelo mais
antigo ainda, o sistema clássico artesanal, nada escalável (WOOD, 2021).
Através de visitas às fábricas da FORD, os engenheiros da Toyota viram que não seria
possível copiar o modelo completamente para o mercado japonês, tendo em vista que não
seria viável altos volumes de produção para um mercado com demanda fragmentada.
Buscando um ponto ótimo entre flexibilidade de volume, baixo lead-time, baixo custo e alta
qualidade.
Para resolver esse problema, Toyoda e seus engenheiros decidiram optar pelo benchmarking
da empresa americana somente na questão da linha de produção contínua, mas aplicando
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algumas modificações na parte de estocagem, após notar que o processo de acumulação de
produtos em vários estoques intermediários na fábrica da Ford era responsável pelo excesso
de produção e defeitos escondidos em grandes lotes acumulados por semanas. Assim, foram
implementadas ferramentas como o Just in Time, produzindo somente o necessário para cada
momento, Kaizen (melhoria contínua). De forma pragmática, o TPS é composto por várias
ferramentas que orbitam o conceito de produção enxuta, em todas as etapas do processo,
evitando quaisquer gastos desnecessários.
Segundo Shingo e Dillon (1989) o objetivo do TPS é identificar e reduzir três obstáculos
primários ou desvios da alocação ideal de recursos dentro do sistema:
− Sobrecarga (muri)
− Inconsistência (mura)
− Desperdícios (muda)
Figura 2 - 3Ms Toyota - Muri Mura & Muda
Fonte: Lean Institute Brasil, 2021
1.2. Manufatura enxuta
Na visão geral, a Manufatura Enxuta (Lean Manufacturing) é um arranjo de técnicas e
atividades para administrar uma indústria de produção ou operação de serviço. As técnicas
podem diferir de acordo com a indústria em que é aplicada, mas elas têm o mesmo princípio
básico: a eliminação de todas as atividades que não agregam valor ao cliente e desperdícios
do negócio.
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Segundo Juran e Godfrey (1999) os tipos de desperdícios (Muda) incluem 7 categorias:
Figura 3 - Os 7 desperdícios (Muda)
Fonte: Autores
Esses podem ser descritos da seguinte forma:
− Espera compreende quaisquer momentos sem produção na linha, acarretando recursos
desperdiçados. Essa espera pode ser tanto uma máquina ou operador que não consegue
acompanhar o fluxo, se tornando um gargalo, mas também alguma máquina ou pessoa
parada por algum imprevisto acontecido.
− Superprodução é o exagero de itens produzidos, ocasionando na existência de um
estoque, um dos maiores problemas analisados pelo TPS. Esse é o desperdício mais
considerável, é responsável por gerar todos os outros desperdícios.
− Processamento excessivo consiste em qualquer atividade que não necessariamente
agrega valor ao produto, sendo somente uma etapa desnecessária e dispendiosa no
processo. Podendo ser alguma modificação não importante realizada no produto ou
excesso de testes.
− QualquerTransporte que não agrega valor ao produto final, seja por ser lento demais,
distante demais ou simplesmente desnecessário, podendo ser resolvido de outra forma
mais barata, ao invés de agregar no custo final do produto.
− Estoque, como sempre citado pelo TPS, consiste na má gestão dos estoques e do
planejamento de produção de uma fábrica, acarretando outros desperdícios. Buscando
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a produção puxada, ou seja, a quantidade de produtos criados depende da demanda
momentânea do cliente, o sistema Lean sempre evita criar estoque, seja para a matéria
prima ou para o produto final.
− Defeitos/Retrabalhos são produtos abaixo do nível de qualidade exigido pelo cliente,
gerando assim, retrabalhos ou refugo. Seja qual for a causa, esses problemas acarretam
perda significativa de tempo e dinheiro, gastando recursos, tempo e energia em um
trabalho que não seria necessário caso o processo inicial fosse realizado de forma
correta.
− Movimentação, de forma parecida com transporte, é a movimentação específica dos
operadores dentro do processo. Seja através de grandes deslocamentos ou de
micromovimentos, que quando somados ao longo de muitos ciclos acarretam uma
perda considerável de tempo.
Um último desperdício que surgiu após alguns anos, mas ainda não é tão analisado quanto os
outros, é o mal aproveitamento de ideias dos funcionários, ou seja, um desperdício de
oportunidade. Quando as pessoas passam a conhecer mais um processo, naturalmente surgirão
pequenas ideias para melhorias locais. Não criar um ambiente para aproveitar essas ideias
pode ser considerado um desperdício (SIMÕES, 2016).
O Value Stream Mapping dentro das técnicas do Lean foi escolhido como o ingrediente-chave
para adequar o processo ao propósito de remoção desses desperdícios citados acima, pois
possui uma aplicação simples e guiada por 5 etapas como descrito por Nave, 2002:
− Identificação do valor do processo;
− Identificação do fluxo de valor do processo;
− Foco no fluxo do processo;
− Foco no fluxo de produção puxada;
− Trabalho em direção à perfeição do processo.
1.3. Value Stream Mapping
Desde o início dos anos 2000, o Value Stream Mapping tem sido o framework predominante
para análise de fluxos de manufatura, uma etapa crucial na resolução de problemas com o
Lean. O VSM mapeia não só o fluxo de material através do processo, mas também o fluxo de
informações (LASA, 2008).
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Através desse acompanhamento completo do material, desde a etapa de matéria prima até o
produto final, é possível criar uma representação visual que facilita muito a implementação de
melhorias, por ajudar na identificação de etapas de valor agregado (VA) e na eliminação de
etapas sem valor agregado (NVA).
Um ponto central do VSM é ser uma ferramenta holística, que otimiza não só pequenas partes
do fluxo, mas também considera e otimiza o processo como um todo.
Figura 4 - Análise de valor agregado do processo
Fonte: Autores
Durante a sua construção, ao adicionar dados do processo, é importante reconhecer o que é
útil para a situação estudada. Em alguns casos, o propósito pode não estar totalmente claro
para os participantes antes de a análise ser feita, o que nos leva a adquirir a maior quantidade
possível de dados conhecidos sobre o processo.
A lista abaixo fornece uma visão geral dos dados do processo e abreviações que são úteis para
um VSM:
− Demanda do cliente;
− Tempo de ciclo (C/T);
− Tempo de processo (P/T);
− Tempo de setup (C/O);
− Número de operadores (Op. Ou o símbolo);
− Capacidade (Cap.);
− Tempo disponível (Uptime);
− Taxa de qualidade ou defeitos (Q);
− Número de variações do produto;
− Tamanho do lote;
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− Níveis de estoque;
− Número de pessoas (HC).
Após o levantamento dos dados acima, precisamos calcular o tempo takt, os tempos de
processo e tempos de espera (prazos de entrega de estoque) e adicioná-los ao VSM deste
trabalho. Eles serão usados para estimar o total lead time, tempo de processamento e
eficiência de processo. O tempo takt é o ritmo de produção que precisamos ser capazes de
manter a fim de atender a demanda do cliente (FRANDSON, 2013). Isso é calculado pela
seguinte equação:
Takt Time = Tempo disponível de Produção / Demanda do Cliente
1.4. Balanceamento de Linha
O balanceamento de linha é o nivelamento da carga de trabalho ao longo do fluxo de valor
para remover gargalos e excesso de capacidade (DEMBOGURSKI, OLIVERA e
NEUMANN, 2008). O objetivo do balanceamento de linha é tornar os recursos da produção
eficientes. Por eficiência consideramos para um certo arranjo de produção quanto tempo
livre, ocioso, ele gera. Para se iniciar um balanceamento é necessário definir os limites
técnicos da capacidade de produção, bem como o tempo do ciclo que é disponível em cada
posto de trabalho de uma linha de produção.
Para uma mesma linha de produção, podem existir diversos produtos os quais vão variar no
tempo total produtivo. Esse tipo de estudo pode ser definido da seguinte maneira: dado o
número de modelos, as suas tarefas associadas, o tempo para realização de cada tarefa e suas
relações de precedência, o problema consiste em alocar as tarefas a uma determinada
sequência de estações, de modo que as relações de precedência sejam satisfeitas e a
capacidade otimizada (BECKER, 2006).
1.5. Gráfico Yamazumi
Yamazumi é uma palavra japonesa que significa literalmente “Empilhar”. As tarefas do
processo são representadas individualmente em um gráfico de barras empilhadas e podem ser
categorizadas como Valor agregado ou Valor não agregado que podem ser divididos como
categorias de desperdícios (JÚNIOR, SILVA e ALVES, 2021). O tempo médio de duração de
cada tarefa é registrado e exibido no gráfico de barras. Cada tarefa do processo é empilhada
para representar toda a etapa do processo.
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Os eixos do gráfico Yamazumi são os seguintes:
− eixo y representa o tempo de ciclo.
− O eixo x representa cada etapa do processo.
Figura 5 - Gráfico Yamazumi
Fonte: Autores
Essa ferramenta auxilia eficientemente a reorganizar as etapas do processo, ou excluí-las se
possível. Essa ferramenta é amplamente utilizada para facilitar o balanceamento de uma linha
de produção, como vimos no tópico acima, pois utiliza um mecanismo de classificação da
atividade para reequilibrar rapidamente um processo quando o Takt muda.
O gráfico também permite uma indicação visual de quais operações estão sobrecarregadas
(além do takt) e quais são subutilizadas.
1.6. Referência Tecnológica sobre o Processo
As lentes oftálmicas passaram por um processo de revolução em 1940 (TOH, 2001), no qual o
primeiro polímero termofixo foi utilizado para produzir lentes de plástico e continua em uso
hoje como um material chave.
Esse polímero ficou conhecido com CR-39 (TOH, 2001) e permitiu que lentes oftálmicas
fossem produzidas em larga escala, diferentemente do que era feito quando as essas eram
produzidas com vidro, necessitando de uma confecção artesanal.
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Este procedimento é usado parafabricar tanto lentes acabadas (à pronta entrega para o cliente)
como semiacabadas (bloco com grau genérico, que após produzido irá passar por processo de
surfaçagem para adquirir o grau solicitado pelo cliente).
Nesse projeto foi utilizada a ferramenta que facilmente identifica as principais fontes de
desperdício: o Value Stream Mapping, comumente utilizado em projetos como Rodrigues e
Kieling (2020), Sarmento, Sanches e Santos (2018) e Santos e Souza (2020). Em seguida,
outras ferramentas com abordagem de simplificação de processo: estudo de tempo de ciclo,
análise de valor agregado e não agregado (VA & NVA) com Yamazumi e balanceamento de
Linha foram aplicadas.
2. Metodologia
Para aplicar os conceitos e ferramentas do lean o estudo de caso escolhido para esse trabalho
foi a produção de lentes, voltadas para o mercado de lentes acabadas. Antes da
implementação das melhorias e respectivas reduções de custo, se fez necessária uma revisão
do processo para investigar os métodos de trabalho existentes por meio de observação direta. 
As informações impressas sobre as atividades reais de manufatura são baseadas em seus
Manuais de Operações e/ou no Procedimento Operacional Padrão (SOP). O Tempo de Ciclo
ou Tempo de Processamento medido é de acordo com os dados coletados durante as
observações e depois são comparados em sequência com a SOP.
 Além disso, foi realizada uma observação de linha para monitorar e entender a prática atual
na linha de montagem, bem como para identificar os tipos de desperdícios no processo. Os
dados de tempo de setup, tempo de transporte, estoque, manuseio e tempo de máquina foram
também monitorados. Os tipos de dados para construir o VSM são apresentados a seguir no
Gemba:
− Demanda do Cliente e Takt da linha;
− Dados de tempo de ciclo ou tempo de processamento
− Tempo de ciclo (C/T);
− Tempo de processo (P/T);
− Dados de tempo de setup/ Eficiência de máquina. (C/O)
− Coleta inicial do WIP, tempo de espera, distância percorrida pelos operadores.
− Coleta de dados para % de material rejeito.
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Com essas informações coletadas, foi possível desenhar o fluxo completo do processo,
seguindo a metodologia do VSM como mostra na Figura 6.
Figura 6 - Análise do Estado Atual - VSM
Fonte: Autores
Com o desenho do Estado Atual da linha, foi possível verificar os principais GAPs do
processo.
De maneira a facilitar o foco das melhorias e balancear a linha, foi realizada uma avaliação
posto a posto para classificar as principais oportunidades de eliminação de desperdícios,
criando um gráfico de Yamazumi como mostrado abaixo:
Figura 7 - Gráfico Yamazumi após análise do VSM
Fonte: Autores
Essa visualização trouxe para a equipe a seguinte classificação:
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Tabela 1 - Somatória de Desperdícios avaliados
Type of Waste %
Waiting 5%
Transport 10
%
Other NVA 17
%
Process NVA 61
%
Fonte: Autores
Para o processo analisado, apenas a transformação de matéria-prima é considerada Valor
Agregado, no padrão de análise, entretanto, a categoria Process NVA é composta de todas as
atividades do processo que não agregam valor do ponto de vista do cliente, mas são inerentes
ao processo, não sendo tão simples de eliminar. O foco é então sempre voltado para as
categorias: Waiting, Transport e Other NVA.
É possível estimar a partir dessas 3 categorias quantos operadores pode-se otimizar apenas
pela redução de valor não agregado dentro dos postos de trabalho, conforme a equação
abaixo.
Oportunidade HC = (Waiting + Transport + Other NVA)% × 0,5 × Total HC
Portanto, a metodologia acima sinalizou para a equipe a oportunidade de redução de 5
operadores no total, tendo em vista que:
Oportunidade HC = (5+10+17)% × 0,5 × 32 = 5,12
A partir das ferramentas utilizadas é realizado um brainstorming para:
− Propor iniciativas – Kaizens
− Definir e priorizar as ideias que são mais viáveis
− Criar um plano de ação
− Implementar Kaizens
− Estimar savings das ações
Com as propostas de Kaizens várias ideias aplicáveis surgiram, sendo somente algumas
escolhidas para implementação, após avaliação de riscos e retorno financeiro. Tendo as
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propostas definidas, foi montado um plano de ação para os Kaizens e a consequente
implementação dessas ideias. 
3. Resultados
Foram identificados no total 76 Kaizens propostos para o processo pelo time. Dos quais o que
possuia o Prazo de Retorno de Investimento (PRI) < 1 ano foi definido como prioridade.
Sendo esse a unificação da Op 2 e Op 3.
Foi verificado que ao unificar as operações era possível eliminar a categoria Waiting da Op 1
e 2 e ainda reduzir em ambas as operações 10% da categoria Other NVA otimizando o layout
como mostrado na Figura 8.
Figura 8 – Layout Atual vs. Layout Proposto
ANTES DEPOIS
Fonte: Autores
Com as reduções de valor não-agregado a unificação das operações foi possível, atendendo o
Takt Time da linha como mostrado na Figura 9, e possibilitando reduções de mão de obra.
Figura 9 - Análise do Tempo de ciclo das duas operações
ANTES DEPOIS
Fonte: Autores
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Através do rebalanceamento das operações, a redução anual em custo de mão de obra está
demonstrada na Tabela 2.
Tabela 2: Redução total
Antes Depois Economia Anual
Custo de HC R$ 400.000 R$ 350.000 R$ 50.000
Fonte: Autores
5. Conclusão
Com os resultados obtidos através da análise de VSM e outras ferramentas de Lean
Manufacturing, foi possível constatar a influência dessas ferramentas na análise de fluxo para
possíveis otimizações. Essas iniciativas tornam cada vez mais as empresas competitivas e
enxutas.
O Kaizen escolhido nesse trabalho representou uma redução 12.5% do custo com mão de obra
do estudo de caso em análise, com Prazo de Retorno de Investimento (PRI) < 1, e economia
anual de R$ 50.000, apresentando um bom investimento para a empresa pois a otimização tem
baixo risco e maior retorno financeiro potencial.
REFERÊNCIAS
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