TROCA RÁPIDA DE FERRAMENTAS

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e-F@Nzine, Monte Alto, ano 1, n. 4, abr./jun. 2009. ISSN 1984-6452. 
 
A R T I G O 
 
Área: Administração da Produção. 
 
TROCA RÁPIDA DE FERRAMENTAS (TRF): SUA APLICAÇÃO NA 
REDUÇÃO DE SETUP 
 
André Fabiano Dionysio 
Rosana Cristina Colombo Dionysio 
 
RESUMO: 
A intensa competição gerada pela globalização, da qual rege o modelo econômico atual, faz 
com que as empresas necessitem mudar para sobreviver, pois além do aumento significativo 
da concorrência, os consumidores estão exigindo uma maior qualidade e variedade a um custo 
menor e em menos tempo. Como conseqüência, as empresas voltaram para si com o propósito 
de aumentar sua competitividade, e para tanto passaram a rever a forma como as quais 
administram seus negócios e produzem seus produtos. Com isso, a fim de melhorar o 
atendimento ao cliente, a produtividade, a agilidade, os níveis de desperdícios e a qualidade 
dos seus produtos, muitas empresas têm buscado desenvolver novas técnicas ou mesmo fazer 
uso de ferramentas já existentes, como o caso da Troca Rápida de Ferramentas (TRF). Dessa 
forma, o objetivo deste trabalho é demonstrar a aplicabilidade da TRF em qualquer empresa 
industrial, comercial, rural ou de serviços. Com base na pesquisa bibliográfica, onde se 
apresenta a fundamentação teórica deste conceito, pode-se concluir neste trabalho que a TRF 
é utilizada com o objetivo de reduzir o tempo de preparação (setup) de equipamentos, 
minimizando períodos não-produtivos no chão de fábrica. Como conseqüência, é possível a 
redução do tamanho dos lotes de produção na manufatura. A TRF fundamenta-se em técnicas 
que enfatizam o trabalho cooperativo em equipe e a proposição de formas criativas de melhoria 
de processos e, sobretudo, sua eficiência está no que diz respeito ao aumento da 
competitividade das empresas. 
Palavras-chave: Troca Rápida de Ferramentas; Setup; Just in Time. 
ABSTRACT: 
The intense competition generated by globalization, which governs the current economic model, 
means that companies need to change to survive, because in addition to the significant growth 
of competition, consumers are demanding greater quality and variety at a lower cost and in less 
time . As a result, companies turned to them for the purpose of increasing their competitiveness, 
and both began to review the way in which manage their business and produce its products. 
Therefore, to improve customer service, productivity, agility, the levels of waste and the quality 
of their products, many companies have sought to develop new techniques or even make use of 
existing tools, like the case of the Rapid Exchange Tools (TRF). Thus, the objective of this work 
is to demonstrate the applicability of the TRF in any industrial, commercial, rural or service. 
Based on the literature, which presents the theoretical basis of this concept, we can conclude 
that the TRF in this work is used in order to reduce the preparation time (setup) of equipment, 
minimizing non-productive periods in the factory floor. As a result, it is possible to reduce the 
 
 
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size of the batches of production in manufacturing. The TRF is based on techniques that 
emphasize the collaborative work in teams and to propose creative ways to improve processes 
and, especially, their efficiency is with respect to increasing the competitiveness of enterprises. 
Key words: Rapid Exchange of Tools. Setup. Just in Time. 
1 INTRODUÇÃO 
Dentro de um sistema produtivo existem vários fatores que podem comprometer o 
desempenho da produção, dentre eles os gargalos gerados pelos tempos de preparação das 
máquinas (setup), que na maioria das vezes são muito demorados, influenciando toda a 
eficiência de uma linha de produção. Essa é uma característica comum em empresas que 
trabalham com produção diversificada e baixo volume. 
A produção diversificada de produtos em pequenos lotes exige um número relativamente 
alto de preparação das máquinas, quase sempre difícil de reduzir. Porém, mesmo que o seu 
número não possa ser reduzido, o seu tempo (setup), muitas vezes, pode. Na maior parte dos 
casos, o setup pode ser reduzido drasticamente de horas para minutos, representando assim a 
teoria Single Minute Exchange of Die (SMED), que significa reduzir o tempo de preparação 
(setup) em um número de minutos expresso em um único dígito. 
A partir de exames detalhados de aspectos teóricos e práticos de melhorias de setup 
durante um período de 19 anos, surgiu o sistema de troca rápida de ferramentas (TRF), vista 
como uma solução para o alcance de redução de setup. 
A troca rápida de ferramentas (TRF) pode ser descrita como uma metodologia para 
redução dos tempos de preparação de equipamentos, possibilitando a produção econômica em 
pequenos lotes. A utilização da TRF auxilia na redução dos tempos de atravessamento (lead 
time), possibilitando à empresa resposta rápida diante das mudanças do mercado. Outra 
vantagem da TRF é a produção econômica de pequenos lotes de fabricação, o que geralmente 
exige baixos investimentos no processo produtivo (SHINGO, 2000). Além disso, a TRF reduz a 
incidência de erros na regulagem dos equipamentos (HARMON; PETERSON, 1991). 
Dessa forma, o objetivo deste trabalho é demonstrar como a TRF pode ser aplicada em 
empresas que trabalham com alta variedade e baixos estoques de produção, sejam do ramo 
industrial, comercial, rural ou de serviços. 
Para melhor compreensão deste trabalho, detalha-se inicialmente a definição de setup, 
considerado um dos maiores entraves na produção de produtos diversificados. Na seqüência, 
apresenta-se o conceito de Troca Rápida de Ferramenta (TRF), técnica que pode ser descrita 
 
 
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como uma sistemática para redução dos tempos de preparação de equipamentos que 
possibilita a produção econômica em pequenos lotes. 
Finalmente é mostrado como a troca rápida de ferramentas (TRF) pode ser utilizada 
como técnica apropriada na redução de setup, muito presente em empresas que trabalham 
com alta variedade e baixos estoques de produção. 
2 SETUP 
Muitos gerentes de indústrias consideram uma produção diversificada e de baixo volume 
como seu único e maior desafio. Para vencer os problemas gerados pela diversificação da 
produção, algumas empresas optam por fabricar poucos produtos e tentam estimular a 
demanda. Em resposta a este aumento da diversificação para atender a demanda do mercado, 
a produção necessita de numerosas operações de setup para diversificar a produção e obter 
pequenos lotes. 
Tempo de setup é definido como tempo decorrido na troca do processo da produção de 
um lote até a produção da primeira peça boa do próximo lote (SLACK, 2000). Para Black 
(1998) a seqüência de atividades típicas de um setup é: trocar as ferramentas da máquina ou 
equipamento, produzir algumas peças, inspecionar estas peças, ajustar a máquina, fabricar 
outra amostra, medir, ajustar e assim por diante, até que peças de qualidade aceitável sejam 
produzidas. Este método gera sucata e retrabalho. Veja Figura 1 . 
 
 
Figura 1 – Elementos de setup 
Fonte: Black (1998) 
 
O problema que as indústrias enfrentam não é a produção diversificada e de baixo 
volume, mas sim a produção envolvendo múltiplos setups e de pequenos lotes. 
Setup Fabricar 
peças 
Verificar 
peças 
Ajustar a 
máquina 
Fabricar 
mais peças 
Setup 
Primeira 
peça boa 
Sucata ou 
retrabalho 
Tempo de Setup 
I F
 
 
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Dessa forma a produção diversificada de baixo volume se torna um problema, pois a 
maior dificuldade está, geralmente, nas operações de tempo de preparação (setup) 
necessárias (regulagem /combinação, troca de ferramentas e matrizes, etc.). Preparações 
freqüentes são necessárias para produzir uma variedade de produtos em pequenos lotes. 
O tempo de setupengloba vários tempos distintos. Nepomuceno (2005) destaca os 
seguintes: 
• tempo de desaceleração do equipamento; 
• tempo gasto com sua desmontagem; 
• tempo gasto com sua remontagem; 
• tempo de ajuste; 
• tempo até que seja produzido o primeiro item dentro das especificações, com o 
equipamento já acelerado até sua velocidade normal de produção. 
A Figura 2 explana os tipos de tempos. 
 
 
Figura 2 – Atividades de setup 
Fonte: Arquivo da empresa Lean Way Consulting 
 
No entanto, os elevados tempos de setup representam os seguintes problemas para a 
produção: 
• aumento dos custos; 
• comprometem a agilidade da empresa com relação à entrega; 
• a dificuldade de assumir novos pedidos; 
• a conquista novos mercados; 
• uma posição pouco agressiva perante a concorrência. 
Para reduzir os problemas oriundos de várias operações de setup, algumas melhorias 
vem sendo estudadas e implementadas. Dentre várias delas, uma muito estudada e 
 
 
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implementada dentro da TOYOTA (SHINGO, 2000), é a melhoria nos tempos de setups. As 
melhorias dos tempos de setup normalmente obtidas dependem do tamanho do lote ou da 
habilidade desenvolvida pelo operador. Nos sistemas Just in Time, as operações de setup são 
desenvolvidas através de uma técnica chamada SMED (Single - Minute Exchange of Die), da 
qual significa realizar operações de setup em um número de minutos expresso num único 
dígito. Posteriormente esta técnica foi “batizada” de Troca Rápida de Ferramentas – TRF 
(BLACK, 1998). 
3 TROCA RÁPIDA DE FERRAMENTAS (TRF) 
Durante um período de dezenove anos, Shigeo Shingo, um engenheiro da fábrica 
Toyota, desenvolveu uma técnica chamada de Troca Rápida de Ferramentas (TRF), onde 
através de análise detalhada de aspectos teóricos e práticos que envolvem as operações de 
setup, chegou a conclusão que o primeiro passo para realizar a TRF consiste em separar as 
atividades realizadas durante o setup em externas e internas. Shingo deu continuidade a seus 
estudos e concluiu que tempos de setup aceitáveis não deveriam possuir mais do que um 
dígito de minuto. Porém, para que isso se tornasse realidade, a sua metodologia deveria 
amplificar-se, ultrapassando o seu primeiro princípio. Shingo, então, estabeleceu sua 
metodologia de setup rápido a partir de quatro princípios básicos, batizando-a de Single Minute 
Exchange of Die (SMED), que significa troca de ferramentas em apenas um dígito, atualmente 
conhecida como TRF (SHINGO, 2000). 
A TRF compreende quatro estágios conceituais de melhoria (SHINGO, 1996 e 2000). O 
primeiro estágio consiste em separar o setup interno do externo. No estágio inicial as 
condições de setup interno e externo não se distinguem, ou seja, o que poderia ser realizado 
externamente é realizado internamente e, por isso, as máquinas ficam paradas por longos 
períodos. Separar o setup interno do setup externo é um dos passos mais importantes da TRF, 
pois a preparação de componentes e a manutenção não devem ser realizadas com a máquina 
parada. Se for desenvolvido todo empenho científico para realizar o máximo possível da 
operação de setup como setup externo, então o tempo necessário para interno (realizado 
enquanto a máquina está desligada) pode ser reduzido, de 30% a 50 %. Controlar a separação 
entre setup interno em externo é um dos caminhos para atingir a TRF. 
O segundo passo da TRF converte o setup interno em externo. Este estágio envolve 
duas noções muito importantes. Uma, é a de reexaminar as operações para verificar se algum 
passo foi erroneamente tomado como interno. A outra diz respeito a encontrarem meios 
 
 
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(soluções tecnológicas) para converter estes passos para setup externo. É comum verificar que 
as operações que são realizadas atualmente como setup interno podem, muitas vezes, ser 
convertidas para externas reexaminando a sua real função. 
Black (1998) propõe uma tabela de elementos importantes que podem ser 
imediatamente transformados de internos em externos: 
 
 
Tempo de procura Tentando achar a matriz correta 
Procurando pelos parafusos, porcas, fixadores etc. 
corretos 
Tempo de espera Esperando por talhas, carrinhos, empilhadeiras ou 
instruções 
Tempo de posicionamento Posicionamento matrizes, ferramentas, fixadores etc. 
Quadro 1 - Elementos internos que podem ser transfo rmados em externos. 
Fonte: BLACK (1998) 
 
 
O terceiro passo da TRF racionaliza todos os aspectos da operação de setup. Leva em 
consideração a eliminação de ajustes e a linearização dos métodos de fixação. A maneira mais 
rápida de trocar uma ferramenta é não ter de trocá-la. 
Na Figura 3 está a representação figurada do SMED contendo os estágios conceituais e 
suas respectivas técnicas. Percebe-se que há dois níveis distintos no SMED, que são os 
estágios conceituais e as técnicas correspondentes aos estágios conceituais. 
 
 
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Figura 3 – SMED 
Fonte: Shingo (2000) 
 
 
Muitas pessoas não acreditam na idéia de que o tempo de setup possa ser reduzido; 
isso ocorre devido à crença de que o sistema atual não pode ser alterado. Outro conceito 
errado é de que muito investimento deveria ser feito, por que equipamentos de alta sofisticação 
seriam necessários para atingir uma redução no tempo de setup. TRF é realmente uma análise 
de tempos e movimentos, um método científico e senso comum, que aplicado ao setup, 
permite uma troca mais freqüente de ferramentas, tamanhos de lotes menores e menores 
tempos de atravessamento (BLACK, 1998). 
3.1 Padronização de funções 
Além dos estágios descritos anteriormente, o que pode auxiliar na redução dos tempos 
de setup é a padronização de elementos das máquinas, bem como a padronização de funções 
 
 
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realizadas nas máquinas. Algumas operações que podem ser padronizadas são: fixação, 
centragem, dimensionamento, extração, aperto e alimentação. Dessa forma, é o engenheiro 
responsável quem decide, quais destas operações precisam ser padronizadas. Ele deve, 
então, separar os componentes que podem ser padronizados daqueles que necessitam de 
mudanças. 
Em síntese, uma padronização eficiente de funções exige a análise das funções de cada 
peça do conjunto, elemento por elemento, e a substituição do menor número de peças 
(SHINGO, 2000). 
Como mostra a Figura 4, a padronização dos parafusos e porcas a serem utilizados 
durante o ciclo de setup para a fixação de matrizes trás como conseqüência uma diminuição do 
número de chaves e ferramentas diferentes a serem utilizados e também a perda de tempo na 
procura da ferramenta certa. 
 
 
Figura 4 - Padronização dos parafusos e ferramentas . 
Fonte: SHINGO (2000). 
A Figura 5 mostra que também se pode reduzir o número de parafusos utilizados logo 
após um estudo da viabilidade desta melhoria para que não haja comprometimento nenhum da 
peça. 
 
Figura 5 - A redução de parafusos utilizados. 
Fonte: SHINGO (2000) 
 
 
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A melhoria de parafusos também pode contribuir para as reduções de tempos. É 
importante repensar os métodos de fixação desde o início, considerando as magnitudes e as 
direções das forças que agem sobre os parafusos. Isso está representado na Figura 6. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6 - Exemplo de melhoria de parafusos 
Fonte: SHINGO (2000) 
 
 
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3.2 Organização 
É extremamente importante também pensar em organização para as ferramentas 
usadas nas operações de setup. Reduzir a variedade de ferramentas, tornar os parafusos 
uniformes e padronizar as ferramentasmesmo se os parafusos forem de diferentes tamanhos 
podem ajudar na redução do tempo. Além disso, manter as ferramentas por perto e 
organizadas, etiquetar os seus ganchos ou mantê-las juntas em quadros facilita sua 
visualização e acesso. Veja um exemplo na Figura 7. 
 
Figura 7 – Modelo de quadro de ferramentas. 
Fonte: http://qualidadepclq.blogspot.com/2008_04_01 _archive.html 
 
Tubino (1999) comenta: 
 
Eliminar a atividade de setup é o objetivo final da TRF. O melhor setup é aquele que não 
existe, ou seja, em vez de se supor que os setups são inevitáveis, deve-se responder à 
seguinte pergunta: como produzir itens diferentes sem promover setups? A resposta a 
essa pergunta pode ser uma simples modificação no projeto do produto, a produção 
focalizada em células, ou a produção de peças em grupos. 
 
 
 
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4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
A TRF é essencial para a obtenção das qualidades necessárias à manutenção da 
estratégia competitiva das empresas em relação aos clientes e mercados e, principalmente, 
para atingir uma produção Just in Time, em que tais qualidades dependem da redução do lead 
time. A redução do lead time depende da redução dos estoques intermediários, da 
sincronização da produção e do tamanho dos lotes de fabricação. A redução do tamanho dos 
lotes é função da redução dos tempos de setup, isto é, possui elevado grau de dependência na 
TRF. 
Com base na pesquisa bibliográfica, onde se apresenta a fundamentação teórica deste 
conceito, pode-se concluir que a TRF é utilizada com o objetivo de reduzir o tempo de 
preparação (setup) de equipamentos, minimizando períodos não-produtivos no chão de fábrica. 
Como conseqüência, é possível a redução do tamanho dos lotes de produção na manufatura. 
Entre as vantagens proporcionadas pela implantação da TRF, destacam-se: 
• rapidez e facilidade nas tarefas de setup e troca de produtos com redução de custos; 
• aumento da capacidade produtiva; 
• redução de setup e por conseqüência o lead-time; 
• facilidade de produção de mix variado de produtos em curto espaço de tempo, 
• menor exigência de operações especializadas (em função da simplificação das 
operações); 
• trabalho com lotes menores; 
• diminuição do tempo de resposta; 
• redução dos estoques intermediários; 
• redução do tempo de atravessamento; 
• uso mais racional e efetivo do espaço do chão de fábrica; 
• quebra de paradigmas e novas atitudes e 
• redução de custos pela eliminação de retrabalho e desperdícios de materiais. 
Dessa forma, com a inserção dos conceitos do sistema TRF em uma empresa, 
processo, ou até mesmo numa máquina, um grande número de resultados começa a surgir, 
modificando a rotina da companhia. Como a TRF abrange a diminuição ou simplificação de 
setup, tem-se maior segurança, pois setup mais simples equivale a operações mais seguras. 
Isso acaba gerando menor exigência de operações especializadas, já que as operações 
passam a ser mais simples. Com operações mais simples, esse novo sistema de trabalho 
 
 
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passa a ser preferência do operador, que acarreta na sua satisfação. Além disso, com a 
redução de setup, a empresa poderá reduzir, ou até mesmo eliminar os estoques entre os 
processos de produção, além de reduzir significativamente o lead-time. Com a redução do 
lead-time produz-se uma maior flexibilidade da produção. Dessa forma, a empresa adquire 
uma maior capacidade produtiva. 
Por fim todas as técnicas, estágios de implantação e efeitos benéficos apresentados 
anteriormente, fazem crer que a TRF possa ser implantada em qualquer empresa industrial ou 
mesmo comercial, rural ou de serviços. 
Estudos empíricos devem ser ainda realizados a fim de melhor compreender e implantar 
a TRF, construindo assim uma forma estruturada para que as empresas e seus dirigentes 
possam implementar um sistema produtivo de qualidade. 
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