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AULA 2 TÉCNICAS AVANÇADAS DE PRODUÇÃO, SIX SIGMA E LEAN PRODUCTION Prof. Sérgio Zagonel 2 INTRODUÇÃO As últimas décadas viram o avanço tecnológico nas linhas de processos para a produção em massa de produtos de bens duráveis, assim como a necessidade do atendimento a inúmeras exigências dos consumidores globalizados, com qualidade assegurada e custos otimizados. Em resposta a essas novas organizações, foi implementada a filosofia STP, que engloba o sistema de produção enxuto, lean manufacture e Just in Time (JIT), desenvolvida pela montadora Toyota por meio de seu fundador Taiichi Ohno. Fica evidente a supremacia organizacional dos sistemas de produção da montadora Toyota no mundo automobilístico quando, em 2008, superou a marca da venda de 8 milhões de carros. Assim, alcançou a posição de número 1 no mundo, superando a gigantesca montadora americana GM e, em 2010, a marca dos 10 milhões de carros (Monden, 2015). Dando continuidade à disciplina, abordaremos os aspectos históricos e técnicos que deram origem ao modelo organizacional da Toyota (STP), a filosofia Just in Time para eliminação de desperdícios, o cadenciamento da produção pelo sistema kanban, a organização voltada aos resultados pelo sistema OPT, os sistemas autogeridos pelo MES/MOM e finalizamos com a produção enxuta e suas ferramentas de gerenciamento produtivo. TEMA 1 – TOYOTISMO Após a Segunda Grande Guerra Mundial, o povo japonês teve de se reinventar de várias formas a fim de sobreviver e reconstruir o seu país. Segundo Monden (2015, p. 3), a empresa Toyota Motors, no auge da crise do petróleo em 1973, se apresentava como uma das mais lucrativas no Japão, principalmente por seu programa de aperfeiçoamento e eliminação de desperdício na produção, atraindo atenção do meio industrial mundial. O Sistema Toyota de Produção (STP) vem demonstrando, ainda nos dias de hoje, ser adaptável a diversos segmentos e uma potente estratégia dentro da competição industrial (Monden, 2015). 3 Figura 1 – Linha de montagem de automóveis Crédito: Jacky Co/Shutterstock. Ainda para Monden (2015, p. 3), o objetivo central do STP consiste em “capacitar as organizações para responder com rapidez às constantes flutuações da demanda do mercado a partir do alcance efetivo das principais dimensões da competitividade: flexibilidade, custo, qualidade, atendimento e inovação”. Para a engenharia de produção, o STP tornou-se uma das ferramentas indispensáveis para a sobrevivência das fábricas modernas, competitivas e enxutas. O STP tem como objetivo final a maximização dos lucros. Dessa forma, seus preceitos fundamentais estão alavancados na redução dos custos e aumento da produtividade. São claros os quatro maiores desperdícios da produção: 1. excesso de recursos de produção; 2. superprodução; 3. excesso de estoques; 4. investimento desnecessário de capital. Os desperdícios nas áreas produtivas decorrem da falta de planejamento e insegurança a respeito dos recursos necessários para a manufatura, desde excesso de pessoal, matéria-prima, instalações, insumos e estoques demasiados. Em consequência desses descontroles produtivos, é inevitável a geração de 4 superprodução, que requer transportes, acondicionamentos e estoques desnecessários. O descontrole produtivo deverá gerar a necessidade de novos investimentos de capital para: 1. novos prédios de armazenagens; 2. mão de obra extra para transporte e acondicionamentos; 3. aquisição de sistemas de transportes; 4. novos processos de administração; 5. gerenciamento de estoques. Figura 2 – Fábrica de automóveis Mitsubishi Crédito: Alexander Davidyuk/Shutterstock. Ainda, para o STP, o sistema de produção exige um controle da qualidade que se adapte e flexione as variações de demandas e variedades de produtos. A garantia deve assegurar a fidelidade dos clientes e o respeito à condição humana e cultural dos colaboradores para alcançar os objetivos predeterminados das organizações. 5 Figura 3 – Controle de qualidade Crédito: Docstockmedia/Shutterstock. Shingo (2007) deixa claro que “o Sistema Toyota de Produção (STP) foi construído utilizando-se simultaneamente a teoria geral de produção e uma simulação da teoria e dados práticos do chão de fábrica, do tipo tentativa e erro”. Esse novo modelo de gerenciamento da produção, proposto originalmente na fábrica da Toyota por Shigeo Shingo e Taiichi Ohno, possibilita várias formas de aplicação organizacional, desde aspectos ligados à economia industrial até a engenharia de produção. As ferramentas geradas pelo STP são: 1. Just in Time (JIT) – significa produzir os produtos necessários no tempo necessário; 2. automação (jidoka) – processos livres de defeitos e assegurados; 3. mão de obra flexível – trabalhadores motivados e flexíveis à demanda; 4. Kanban (cartão) – melhor controle da produção, sustentado pelos seguintes itens: a. sincronização da produção; b. padronização das operações; c. redução do tempo de preparação; d. atividades de melhorias; e. projeto de layout de máquinas; f. automação. 6 A diferença entre o Sistema Toyota de Produção (STP) e o sistema Kanban é que o primeiro fabrica produtos, enquanto o segundo gerencia o método Just in Time (JIT) de produção. TEMA 2 – JUST IN TIME Em inglês, just in time significa no tempo exato ou no momento preciso. Embora suas ideias não sejam novas, o JIT se popularizou após a experiência na Toyota. Como já mencionado, após a Segunda Guerra Mundial, o povo japonês se preocupou em maximizar o ganho e empregar todos os recursos disponíveis. A alta densidade da população, consequência do pouco espaço, resultou em hábitos de comportamento que garantiram a convivência tranquila e eficiente, tanto no trabalho como na vida social. Figura 4 – JIT Crédito: Wright Studio/Shutterstock. É nesse contexto que o JIT se torna o método adotado pelos japoneses para empregar os recursos à disposição da empresa de forma ótima, apoiando- se em três ideias fundamentais: reduzir todo e qualquer tipo de perda; tornar todos os processos ótimos; valorizar as pessoas enaltecendo a responsabilidade. Os estoques, no JIT, são vistos como desculpas pobres para um planejamento deficiente, falta de flexibilidade, máquinas inadequadas ou falhas de qualidade. O estoque aqui significa ineficiência. O objetivo maior do JIT é 7 oferecer respostas rápidas aos clientes e, simultaneamente, minimizar os estoques. As pessoas envolvidas no JIT são tratadas com respeito. Sua responsabilidade é enaltecida e premiada. Os funcionários são os responsáveis pela manutenção das máquinas e equipamentos que usam, pela verificação da qualidade, pelo desenvolvimento da solução e por sugerirem melhorais no local onde os problemas ocorrem, ou seja, no chão de fábrica. Figura 5 – Aspectos dos processos logísticos modernos da empresa Crédito: Julia.m/Shutterstock. A Toyota, quando aplicou esses conceitos em sua linha de montagem, reduziu de 15 dias para apenas um dia a produção de um automóvel, simultaneamente à drástica redução de custos e alto nível de qualidade. Foram exatamente esses fatos que despertaram a atenção do mundo, que, se interessando pela experiência, levou à difusão dessa forma de gestão. Apesar de se pautar nos conceitos culturais japoneses, trata-se de uma filosofia que pode ser aplicada em qualquer outro país, fazendo-se as adaptações necessárias, de acordo com os conceitos de cultura da empresa que a adota. Ballestero-Alvarez (2015, p. 196) esclarece que: “o Sistema Just-in-Time é um método que visa eliminar todo e qualquer tipo de desperdício dentro de uma indústria buscando garantir o incremento da competitividade”. Ainda, o autor comenta que o desperdício não é fácil e imediatamente identificadodentro das empresas, pois, via de regra, ele está camuflado e se manifesta nos altos estoques, na baixa qualidade, no longo tempo de fabricação e na movimentação frequente e acentuada dos materiais. (Ballestero-Alvarez, 2000) 8 As causas frequentes para as falhas no processo produtivo são classificadas em três grandes grupos: Relacionadas à qualidade: usa-se os estoques entre as etapas de produção para dar continuidade ao processo no caso de ocorrer algum problema com os materiais utilizados. Relacionadas à máquina: na linha de produção, invariavelmente ocorrem defeitos nas máquinas que executam as etapas no processo produtivo. Relacionadas ao setup de máquina: pretendendo reduzir o efeito da ociosidade da máquina, os lotes produzidos se tornam maiores, para que esses custos sejam divididos entre a quantidade maior de peças, diminuindo o custo resultante por unidade. Nos três casos, ocorre o aumento de estoques, e eles, por sua vez, exigem maiores investimentos, sem considerar a demanda do produto. É exatamente aí que o JIT atua, na redução drástica dos estoques. Figura 6 – Exemplo de controle de estoques Crédito: Urbans/Shutterstock. 2.1 Produção do JIT Para Ballestero-Alvarez (2015, p.197), os principais tipos de produção aplicados ao JIT são: Manufatura: o JIT limita o mercado-alvo e diminui a variedade dos produtos, já que o importante é o fluxo de materiais. Os produtos devem 9 ser padronizados. Menor variedade de produtos padronizados gera melhor índice de produtividade e o fluxo de produção não é afetado. Modular: é fundamental para um bom projeto reduzir o número de componentes utilizados na produção de um produto qualquer e pode ser variável aplicando-se os conceitos de projeto modular, ou seja, a empresa mantém grande variedade de produtos, combina componentes predefinidos e padronizados e amplia a variedade de produtos oferecidos. Simplificação: o JIT, visando a simplificação, investe em projetos de produtos que sejam simples de fabricar e montar. Automação: adequar o processo à automação significa trabalhar na manufatura das peças, evitando montagens laterais, mantendo, de preferência, movimentos de baixo para cima e trabalhando com o mínimo de faces ou lados de produto, pois esses fatores prejudicam sobremaneira o projeto de automação. Figura 7 – Exemplo de produção JIT Crédito: Bankrx/Shutterstock. 2.2 Perdas ou desperdícios no JIT Shingo (1996, p. 131) identificou os tipos possíveis de perdas ou desperdícios e algumas soluções, que são: Produção além do necessário: faça apenas o estritamente necessário porque o restante é desperdício. Tempo demasiado de espera entre processos: deve-se balancear as quantidades de produção com as capacidades de processamento entre os processos e sincronizar a linha de produção inteira. 10 Transporte: transporte e movimentação de materiais são necessários, mas não agregam valor ao produto. É preciso minimizar as distâncias a serem percorridas com layouts mais enxutos. Processamento: processar apenas o essencial para o perfeito funcionamento e qualidade do produto final. Movimento: deve ser apenas o necessário no processo de fabricação. Realizar estudos de método e tempos ajuda na definição de quais movimentos são necessários para reduzir perdas. Defeitos: deve-se buscar zero defeito. Estoque: deve ser o mínimo, sempre de acordo com a demanda. Dessa forma, Ballestero-Alvarez (2015) conclui que tais ações levam às principais metas estabelecidas pelo sistema JIT: zero defeito; zero tempo de setup; zero movimentação; zero quebra; zero lead time; lote unitário. O autor conclui que: “são metas muito ambiciosas, mas ela assegura uma base para o uso da filosofia benchmarketing, constante aprendizado, busca da melhoria contínua, enfim, não se contentar com fazer bem feito, pois sempre pode ser melhorado” (Ballestero-Alvarez, 2015, p.199). TEMA 3 – KANBAN Após a Segunda Guerra Mundial, um grupo de japoneses da empresa Toyota foi aos Estados Unidos para estudar o funcionamento dos sistemas de produção de automóveis. Ficaram surpresos ao observar em um supermercado local que os clientes, ao retirar produtos das gôndolas, determinam o momento de reposição dos produtos. Era o consumidor quem puxava as atividades de todas as pessoas no supermercado. Naquela época, as linhas de produção funcionavam pelo modelo de produção de empurrar, ou seja, uma operação empurra o resultado de sua produção para outra posterior, mesmo quando não necessita desses materiais ou não está pronta para utilizá-los. Esses executivos voltaram ao Japão e estabeleceram o JIT com a produção puxada por meio de cartões: o kanban. 11 Figura 8 – Quadro kanban Crédito: Visual Generation/Shutterstock. A palavra kanban (ou kan ban) em japonês significa visual (kan) e cartão ou quadro (ban), ou seja, “um quadro ou cartão com sinalização visual”, com a função de controlar o fluxo dos materiais entre os postos de trabalho. Quando usamos o kanban, a produção é comandada pelas linhas de montagem, e somente após o consumo das peças existentes na linha de montagem é gerada a autorização para fabricação de um novo lote de produção. Cada lote é armazenado em caixas padronizadas, contendo o número definido de peças para a montagem do produto final. Laugeni (2015, p. 397) define kanban como um método de autorização da produção e movimentação de material. Suprir a necessidade de produção na quantidade exata, no tempo necessário, eliminado, assim, os estoques intermediários na linha de produção. Há diversos tipos de kanban, de acordo com a sua aplicação: Kanban de produção ou ordem de produção ou de processo: identifica o tipo e a quantidade de produto que uma área produtiva deve gerar; Kanban de movimento ou de retirada ou de transporte ou de recebimento: informa o tipo e a quantidade de itens que a área consumidora deve retirar da área produtora; Kanban de aquisição: apresenta a mesma função do kanban de movimentação, com a diferença de que se movimenta entre o cliente externo (consumidor final) e o estoque de produto acabado da empresa. 12 Figura 9 – Modelo de cartão kanban genérico O número de kanban (cartões) pode ser calculado da seguinte maneira: estoque máximo (Q + α) número de kanban (N) = --------------------------------- = ---------------- capacidade de 1 palete (n) Considerando: (ª) = quantidade diária consumida; P = ciclo de produção para as peças a serem fornecidas; α = quantidade mínima estocada; Q = tamanho de um lote de produção de peças a ser fornecido; (n) = número de palete. Figura 10 – Funcionamento do sistema kanban genérico O sistema kanban, aplicado de forma correta e robusta, evidencia problemas na produção, reduz estoques e o lead time individual da obtenção do 13 produto final, estimula o desenvolvimento de mão de obra, reduz a necessidade de documentos, melhora o controle visual da produção e a capacidade de responder ao cliente da empresa, pois as informações circulam mais rapidamente. TEMA 4 – SISTEMAS OPT, MES E MOM 4.1 Sistema OPT (Optimized Production Technology) Figura 11 – Exemplo de produção e dinheiro Crédito: AMV_80/Shutterstock. Segundo Laugeni (2015, p. 400), sistemas de tecnologia de produção otimizada (OPT) focam os esforços da empresa em uma única finalidade: fazer dinheiro. Portanto, existem três indicadores financeiros que são os mais importantes para a OTP: lucro líquido; retorno sobre o investimento; fluxo de caixa. Ainda há outros três indicadores de desempenho operacionais que, conforme Laugeni (2015, p. 401), também são fundamentais: Taxa de produção: ter uma boa taxa de produção é desnecessário se não hámercado. Assim, esse sistema junta as áreas de produção, marketing e venda para obter um melhor resultado para a empresa. 14 Inventário: é definido aqui como o dinheiro suficiente de que a empresa necessita para obtenção de bens que ela pretende vender posteriormente. Não estão inclusos no investimento de mão de obra indireto e administrativo. Custo operacionais: custos da atividade de converter o inventário em taxa de produção e incluem mão de obra direta e indireta, eletricidade, entre outros. Essas informações indicam a situação econômica da empresa. Ainda, Laugeni (2015, p. 401) comenta que: “se a taxa de produção aumenta, enquanto o inventário e os custos operacionais permanecem constantes, haverá aumento do lucro líquido, retorno sobre o investimento e consequentemente aumento do fluxo de caixa”. Na visão da OPT, os maiores problemas da fábrica são os gargalos e precisam ser resolvidos rapidamente da seguinte forma: 1. identificar os gargalos da produção; 2. descobrir como é possível eliminá-los de forma racional; 3. todas as decisões devem estar subordinadas às decisões da etapa 2; 4. maximizar o gargalo para que um nível alto de desempenho seja obtido; 5. se o gargalo for eliminado, voltar à etapa 1. A grande vantagem da aplicação do OPT é a simplificação dos sistemas com base nas restrições ao gargalo. Esse sistema traz grandes vantagens ao ser aplicado em fábricas com linha de produção complexas. 4.2 Sistema MES (Manufacturing Execution System) MES são ferramentas computacionais projetadas e desenvolvidas para auxiliar a gestão da manufatura – da alta direção ao chão de fábrica – a realizar o seu trabalho de produção de forma mais eficaz (MacClellan, 1997). Segundo a AMR Reserch (2014), MES é uma tecnologia informacional que liga o planejamento dos negócios e os sistemas de controle do chão de fábrica a fim de entregar à manufatura um plano de produção realista. O planejamento de negócios abrange praticamente tudo que se possa imaginar. Assim, quanto mais complexo o plano de negócio, mais complexo será o MES. Por outro lado, os sistemas de controle do chão de fábrica podem ser definidos como uso de dados para manter e comunicar o estágio das Ordens de 15 Produção (OPs) ou Ordens de Fabricação (OFs) ao longo do processo produtivo. Controlar o fluxo tendo em vista a cadência previamente fixada (takt time), fornecendo os recursos e monitorando o trabalho a fim de cumprir os objetivos de produção. As funções essenciais de um MES podem ser divididas em: 1. gerir as sequências (prioridades) das ordens de fabricação; 2. manter as informações sobre a quantidade de trabalho em processo; 3. enviar informações sobre o andamento das ordens à gerência; 4. programar a utilização dos equipamentos em função de sua capacidade produtiva; 5. fornecer informações para fins contábeis dos trabalhos em processo; 6. fornecer as medidas de eficiência, utilização e produtividade da força de trabalho e dos equipamentos. 7. gerir as execuções, a fim de permitir a antecipação (alarmes) de problemas na produção para que a gerência possa agir em tempo. Figura 12 – Exemplo de sistema MES para produção Crédito: Macrovector/Shutterstock. 4.3 Sistema MOM (Manufacturing Operations Management) Os sistemas MOM são mais abrangentes e flexíveis que os sistemas MES para soluções dos problemas de chão de fábrica. Os softwares integram não somente os processos de chão de fábrica aos demais processos do ERP, como também integram o chão de fábrica às redes de suprimento a que a empresa 16 pertence, tendo escopo mais abrangente, obtendo e sustentando a excelência na manufatura (APRISO, S.d.). Segundo a Siemens (S.d.), o sistema MOM é o elemento essencial para integrar o ERP, a automação e os processos relativos à gestão do ciclo de vida do produto PLM (Product Lifecycle Management). Figura 13 – Exemplo de sistemas de simulação de manufaturas Crédito: Alexander Tolstykh/Shutterstock. TEMA 5 – PRODUÇÃO ENXUTA A produção enxuta é um conceito decorrente do livro A máquina que mudou o mundo (Womack, 1992), que é, sem dúvida, a obra mais recomendada para se conhecer este sistema. A referência internacional em produção enxuta é a montadora Toyota, que criou seu próprio sistema de produção, levando-a a resultados muito superiores aos obtidos pelas montadoras norte-americanas e europeias, que adotaram naquela época o tradicional sistema de produção em massa. 17 Figura 14 – Linha de produção de carro, exemplo de produção enxuta Crédito: Narai Chal/Shutterstock. Segundo Balestero-Alvarez (2019, p. 60), são três os conceitos fundamentais para o sucesso da produção enxuta: controle de qualidade: é a capacidade do sistema de se adaptar às necessidades de flexibilização da demanda de mercado; qualidade assegurada: assegura a produção somente peças boas; respeito às pessoas: a mão de obra é o centro de desenvolvimento e melhorias na produção e deve ser tratada com muito respeito e admiração. Para assegurar o fluxo contínuo de produção no modelo enxuto, ainda comenta Balestero-Alvarez (2019, p. 61), é fundamental tratarmos dos quatro conceitos-chave: JIT: produzir produtos e serviços na quantidade exata e tempo necessário; automação: na filosofia do controle autônomo (jidoka, em japonês), os sistemas devem evitar defeitos; flexibilidade de mão de obra: realizar a rotatividade de funcionários na linha de produção (shejinka, em japonês) para melhorar a criatividade e o desenvolvimento profissional; pensamento criativo: possibilita o incremento de ideias novas (soikufu, em japonês), sistemas mais criativos e inovadores, aumento significativo de sugestões e assertividade nas decisões por parte das equipes produtivas. 18 Para atingir o objetivo principal e as submetas, considerando todos os conceitos-chaves enunciados para a produção enxuta, esta lança mão das seguintes ferramentas: kanban: para acompanhar o andamento da produção; JIT: para manter a produção no tempo exato; nivelamento da produção: para adaptar-se às variações de demanda; análise do tempo de setup: tempo de preparo de máquina; padronização de operações: para balancear de forma adequada a linha de produção; estudo de layout dos postos de trabalho e funcionários multifuncionais: para incrementar o conceito de flexibilidade da mão de obra; 5S para controle visual: para a automação; gestão por função na empresa inteira: para enaltecer a filosofia da qualidade em toda as áreas. O diagrama de correlação entre as ferramentas da produção enxuta pode ser verificados conforme a Figura 15. Figura 15 – Os pilares da produção enxuta Fonte: Adaptado de Balestero-Alvarez, 2019. 19 REFERÊNCIAS APRISO. Disponível em: <http://www.apriso.com.solutions/manufacturin_operatins_management.php>. Acesso em: 14 jan. 2020. BALLESTERO-ALVAREZ, M. E. Gestão da qualidade, produção e operações. 3. ed. São Paulo: Atlas, 2019. MONDEN, Y. Sistema Toyota de produção: uma abordagem integrada ao just- in-time. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2015. LAUGENI, F. P. M.; GARCIA, P. Administração da produção. 3. ed. São Paulo: Saraiva, 2015. OHNO, T. The Toyota Production System. Cambridge, MA: Productivity Press, 1987. SHING, S. O sistema Toyota de produção: o ponto de vista da engenharia de produção. Porto Alegre: Bookman, 2007. SIEMENS. Disponível em: <http://www.siemens.com >. Acesso em: 14 jan. 2020. WOMACK, J. P.; JONES, D. T. A máquina que mudou o mundo. 3. ed. Rio de Janeiro: Campos, 1992.
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