História do sistema Toyota de produção -- Parte II
Idéias para otimizar os processos de produção
Em uma das empresas que trabalhei, tínhamos um sério problema com os processos e programas que envolviam centro de usinagem, os problemas eram os mais variados possíveis o que ocasionava baixa produtividade nesses equipamentos, algo em torno de 20% e consequentemente os centros de usinagem eram o gargalo nessa fábrica.
Depois do trabalho realizado a produtividade desses equipamentos aumentou cerca de 50%, ou seja, saltou de 20% para 70%. Esse trabalho durou aproximadamente 3 meses e para o sucesso foi necessário o apoio estratégico, tático e operacional da empresa.
Como os problemas eram os mais variados possíveis e difíceis de serem identificados, foi decidido que seria feito uma “reengenharia” nos centros de usinagem e todos os processos dos itens que passavam por essas máquinas, para isso foi necessário o seguinte:
-Classificação ABC (demanda x custo) dos itens que passavam pelos centros de usinagem;
-Padronização das ferramentas utilizadas nos processos (reduzimos o total de ferramentas nos processos em 63%);
-Criação de “famílias de ferramentas” específicas para a produção dos itens da classificação ABC;
-Filmagem do setup na máquina. Essa etapa foi de suma importância, para identificar o principais desperdícios nesses equipamentos;
-Identificação e conversão do interno para setup externo;
-Padronização do método de preparação das máquinas;
-Redução das operações de ajustes de ferramentas e ou acessórios;
-Padronização dos calços e outros acessórios;
-Padronização dos sistemas de fixação das peças;
-Gestão visual nos equipamentos e aplicação dos 5s;
-Implantação do sistema kanban para os itens que eram processados nessas máquinas;
-Padronização dos programas das máquinas CNC e homologação dos mesmos em conjunto com os operadores da fábrica. Esse foi outro ponto muito importante, pois as estratégias de usinagem foram melhoradas e houve comum acordo entre técnicos e operadores dos centros de usinagem formando assim uma equipe homogênea.
Como resultado do trabalho, um setup que antes tinha um tempo médio de 75,15 mnc foi reduzido para 0,25 mnc, ou seja, setup de 15 minutos.
Toda mudança foi documentada e disposta em local de fácil visualização, todos os setups, elaboração de programas, homologações e outras tarefas relativas passaram a seguir um comportamento único permitindo assim identificar potenciais melhorias no processo.
As mudanças promoveram também uma alteração até mesmo de comportamento em todos os membros da equipe.
Esse trabalho estendeu-se para o restante da fábrica o que resultou em um aumento significativo de produtividade e consequentemente liberação de horas máquina permitindo o incremento de novos pedidos e novos clientes.
Claro e naturalmente que todo o projeto teve o apoio irrestrito como citado anteriormente da direção, gerencia, técnicos, engenheiros e operadores de máquina sem o apoio de todos, fatalmente o projeto daria errado. Em uma organização não são apenas máquinas, ferramentas e alta tecnologia, que fazem a diferença, é preciso comprometimento, respeito, persistência e paixão pelo trabalho, com a somatória de todos esses fatores não há como uma empresa ser improdutiva.
Resumindo: Elimine os desperdícios no processo e a empresa tornar-se-á produtiva!
Padronizar para otimizar os processos
Não é raro encontrarmos empresas com a falta de padronização dos processos, e quando digo processos, não estou me referindo apenas aos processos de produção, falta até mesmo padronização nos processos organizacionais para a elaboração dos processos de produção, ou seja, cada técnico ou engenheiro desenvolve o processo segundo seu ponto de vista, conhecimento acadêmico e experiência. Não que o profissional esteja errado, mas tal prática pode acarretar inúmeros problemas para a produção de um determinado item ou bem e consequentemente gerar desperdícios.
A otmização de processos, pode até mesmo ser encarada como um “retrabalho” de processos, salvo os processos que necessitaram ser revistos por mudança de tecnologia.
Toda otimização de processo é baseada em três critérios, sendo eles:
- Máxima produção (MP);
- Máxima taxa de retorno (MTR);
- Mínimo custo (MC).
Isso é uma verdade, qualquer empresa quer ter seus processos maximizando os dois primeiros e reduzindo o último.
Essas três variáreis por sua vez, contemplam uma série de outras variáveis e que devem ser investigadas no instante da elaboração e ou otimização do processo.
Tomemos como exemplo o tempo de usinagem que é dado pela equação T = L / (n * f) , onde T= tempo de usinagem, L = comprimento a ser usinado, n= número de rotações por minuto e f= avanço de usinagem, para se ter uma idéia da complexidade de minimizar o tempo de usinagem, as variáveis L, n e f dependem de acordo com Gideon Halevi de 30 diferentes variáveis tornando a solução complexa. Da mesma forma é o trabalho para otimizar o processo para atingir níveis aceitáveis MP, MTR e MC.
Um fator que é muito importante na elaboração de processos é o agrupamento
de peças por similaridades, sejam de materiais, ferramentas, seqüênciamento e assim por diante.
O ideal em uma engenharia de processos é que seja criado procedimentos para a elaboração de processos, que seja estabelecida uma regra comum, que o “leque” de ferramentas seja o mais enxuto possível e que suas variáveis como avanço, velocidade de corte e profundidades sejam tabelados para que todos adotem os mesmos valores, dessa forma todo o processo de produção irá ganhar, pois, todos os envolvidos estarão familiarizados com os processos, ferramentas, velocidades, avanços, entre outras variáveis e isso torna o trabalho mais rápido acarretando ganhos de produtividade tanto para a engenharia de processos quanto para a produção.
No próximo post, apresentarei idéias de como iniciar o trabalho para a padronização dos processos de produção.
Boas práticas para elaborar processos de usinagem
Processo, o que é processo?
Processo é uma série de atividades logicamente inter-relacionadas que quando executadas produzem resultados esperados. O processo é a maneira através da qual a empresa transforma insumos em resultados que visam atender as necessidades e expectativas dos Clientes.
Seleção dos processos de usinagem
Os processos de fabricação por usinagem são bastante flexíveis em termos de formatos e dimensões das peças.
O custo e o tempo necessários podem variar bastante.
Para mostrar essa afirmação dentre outras, Gideon Halevi realizou uma pesquisa em que foi solicitado a 37 processistas que elaborassem um plano de processo de fabricação para produzir uma peça com um furo Ø30 mm, comprimento de 30 mm, tolerância no diâmetro de ±0,15mm e rugosidade Ra=7,5. Os processistas sugeriram 12 diferentes planos, todos viáveis, mas com tempos de usinagem variando de 0,13 min a 1,3 min.
Isto ocorre, porque o processo proposto depende muito da experiência anterior, da criatividade de cada um e do conhecimento.
Parâmetros, restrições e decisões na elaboração do plano de processo.
O planejamento de processos de usinagem é um conjunto de tomadas de decisões com o objetivo de encontrar uma maneira eficiente, eficaz e produtiva para transformar uma determinada matéria-prima em produto acabado de modo que maximize a relação homem máquina da empresa.
Ao contrário do que possa parecer, a elaboração do processo não é elementar (1). Requer, além da própria experiência, uma série de conhecimentos específicos em máquinas, ferramentas, desenho mecânico, cálculos, ergonomia, química, estatística, conhecimentos administrativos, transporte e movimentação, contabilidade, planejamento, normas ambientais e assim por diante, porém isso pode variar de empresa para empresa, mas na essência a elaboração de um processo aceitável requer boa parte desses conhecimentos.
Não existe uma regra específica para a elaboração dos processos de usinagem, mas algumas variáveis básicas nunca devem ser esquecidas ou ignoradas, a análise dessas variáveis é um bom começo para a elaboração do processo.
O processista geralmente recebe o desenho e especificações do projeto e só então pode transformar o projeto em linguagem de manufatura. Os parametros de base recebidos pelo processista são:
- Geometria da peça;
- Matéria-prima;
- Exatidão dimensional;
- Acabamento superficial;
- Tolerâncias geométricas;
- Tratamentos térmicos e ou superficiais;
De posse dessas informações iniciais que comumente são dadas pelo projeto, o processista deve identificar, antes de iniciar o processo, quais são as restrições existentes. Abaixo são citadas as restrições básicas, podendo variar de situação para situação. – Especificações e resistência da peça;
- Máquinas disponíveis;
- Ferramentas disponíveis;
- Dispositivos de fixação disponíveis;
- Tecnologia disponível.
As restrições devem ser tecnológicas e independentes da seqüência de operações e máquinas escolhidas, como por exemplo, a relação entre a força de usinagem e a deflexão da peça, a deflexão permitida depende da tolerância dimensional e de forma, a relação entre avanço e acabamento superficial, e assim por diante.
De posse dessas informações pode-se então:
- Selecionar o tipo de processo;
- Selecionar a máquina;
- Selecionar o tipo de fixação;
- Selecionar as ferramentas;
- Detalhar as operações;
- Selecionar as trajetórias;
- Selecionar as condições de usinagem.
Vale ressaltar que existem premissas básicas para a elaboração dos processos de usinagem, porém a experiência e o conhecimento técnico serão de vital importância para um projeto de processo aceitável.
No próximo post falarei sobre as boas práticas para a otimização dos processos de usinagem.
Medição de desempenho: Eficiência, eficácia e produtividade
“Não se gerencia o que não se mede, não se mede o que não se define, não se define o que não se entende, não há sucesso no que não se gerencia.” Edward Deming.
A medição de desempenho esteve ligada as organizações desde o surgimento das teorias administrativas de Frederick Winslow Taylor , quando em 1898 trabalhando na Bethlehem Steel Works, conseguiu reduzir o número de funcionários nessa empresa de 600 homens para 140 homens, através de medições e estudos
Nigel Slack (1999, p.444) diz que “Antes que os gerentes de produção possam idealizar sua abordagem para o melhoramento de suas operações, eles precisam saber quão boa ela já é. A Urgência, direção de prioridades de melhoramento serão determinadas parcialmente pela identificação de se o atual desempenho de uma operação é julgado bom, ruim ou indiferente. Todas as operações produtivas, portanto, precisam de alguma forma de medida de desempenho, como pré-requisito para melhoramento.”
Para melhorar qualquer atividade e ou processos em uma organização é necessário que haja medição, mas como medir?
A resposta parece óbvia: utilizando indicadores, porém a tarefa de criar indicadores não é tão elementar quanto parece.
Antes de apresentar a definição de indicadores é importante ressaltar que a inferência científica é um dos elementos estruturais na gestão de qualquer organização, é neste elemento que são embasadas as decisões das organizações, as quais são baseadas no que é mensurável, perceptível, ou seja, fatos, dados e informações. Tachizawa; Scaico (2006, p.116).
Uma dentre tantas definições de indicadores me chamou a atenção, por ser uma definição clara e objetiva:
“Indicadores são procedimentos ou regras que associam práticas sociotécnicas a escalas, que descrevem hierarquias ou ordens de preferência nos estados do mundo”. Barbará (2006, p.295)
A análise destes procedimentos ou regras tem por objetivo retirar através das informações conclusões necessárias para apoiar a avaliação e a tomada de decisões em qualquer nível da organização, seja para melhoria das operações, análise da concorrência e ainda sendo úteis para elaborar previsões, relações de causa e efeito dentre outros.
No entanto, a utilização isolada de medidas desempenho não significa absolutamente nada. É impossível dizer que trinta mil peças produzidas em um mês é um bom resultado ou não, tudo depende das finalidades do processo, da estratégia da organização, do preço e do volume da sucata e assim por diante.
É nesse ponto que entram as definições de eficiência, eficácia e produtividade.
O entendimento de eficiência, eficácia e produtividade é de suma importância, pois o equívoco nas definições dessas três palavras pode acarretar sérios problemas às organizações. A seguir, são apresentadas diversas definições, extraídas da literatura.
“Eficiência: Relação entre o resultado alcançado e os recursos utilizados.”
Um processo pode ser eficiente, porém ineficaz e vice-versa.
A IATF (International Automotive Task Force) define eficiência e eficácia de forma clara e análoga.
“Eficácia – é quando o cliente seja interno ou externo “percebe” o resultado do indicador – Este indicador mede a eficácia do processo”.
“Eficiência – é quando o cliente externo ou interno “não percebe” o resultado do indicador – Este indicador mede a eficiência do processo”.
Tachizawa; Scaico (2006, p.20) definem eficiência como sendo a necessidade “em otimizar os recursos e melhorar a qualidade dos processos na obtenção dos produtos”. (produto ÷ recursos consumidos), e eficácia é segundo a ótica dos autores “como a preocupação em conseguir o maior valor possível para o produto junto ao mercado”. (valor conseguido ÷ produto obtido).
O critério da eficiência na produção possui dois componentes, sendo o primeiro o componente físico que tem como objetivo a redução de desperdício e o segundo componente econômico que tem como objetivo avaliar a melhor relação entre os recursos empregados e resultados gerados no ponto de vista financeiro.
(TOLEDO, 2007, p.35) diz que “a eficiência na indústria está relacionada ao trabalho da máquina, seu bom ou mal aproveitamento, depende de seus fornecedores diretos como: Engenharia de projetos, engenharia de processos, suprimentos, planejamento, manutenção, dentre outros”.
O mesmo autor diz que: produtividade é a relação entre o que se produz e o que deveria ser produzido descontando-se as horas inativas (horas que o equipamento ou recurso ficaram inativos em função de outros departamentos) do total de tempo que deveria ser produzido.
Se tomarmos como premissas as definições apresentadas as empresas devem medir a eficiência a produtividade e a eficácia, pois assim terão informações e parâmetros para atingir a excelência em gestão, aumentando seus ganhos, diminuindo seus custos e satisfazendo seus clientes, porém a empresa deve ter cuidado para não efetuar medições em excesso que pode gerar informações em excesso e que de nada servirão para melhoria de suas atividades.
Melhorar todos os processos da empresa para reduzir, por exemplo, o lead time produtivo: Eficiência.
Melhorar o aproveitamento isolado dos recursos ou células: Produtividade.
Melhorar a percepção dos clientes internos ou externos para com os indicadores: Eficácia.
Programação CNC parametrizada
A técnica de parametrização de programas cnc é uma das técnicas de programação que pode contribuir para o aumento da eficiência operacional.
Mas afinal, o que é parametrização de programas CNC?
A definição de parametrização vem do verbo parametrizar mais o sufixo – ção, que significa segundo o dicionário Houaiss expressar em parâmetros. No caso dos programas CNC’s são expressos em parâmetros os deslocamentos dos eixos, cálculos internos entre outros através de variáveis. Todos os comandos numéricos possuem variáveis livres para esse tipo de programação, sendo que os valores atribuídos a essas são o programa parametrizado.
Uma das infinitas utilizações da parametrização é a contagem e deslocamento de “zero peça”.
Suponha que na empresa o centro de usinagem possui um dispositivo que permita a fixação de até 6 peças, porém os lotes de produção não são constantes devido a diversos fatores que podemos citar dentre esses a produção de acordo com a necessidade, ou seja, o tamanho do lote não é padrão, podendo ser produzidas de uma a n peças.
O programa para essa peça fixada nesse dispositivo ficaria da seguinte forma (Comandos 840D / 840Di / 810D /FM-NC)
N04 DEF REAL R1, R2, R3
N05 DEF INT COUNT
N06 ;R1= NÚMERO DE PEÇAS; R2=ponto zero inicial; R3=deslocamento em “X”;
N10 G90 G54 G71 G17
N20 G53 G0 Z-110 D0
N30 R1=5 R2=$P_IFRAME=$P_UIFR[1] R3=30+20
N40 T01
N50 M6
N60 G54 D01
N70 S2000 M3
N75 LOOP:
N80 N90 PERFIL1(Aqui entra o programa CNC);Loop
N95 COUNT=R1-1
N100 R2=R2+R3
N110 N120 IF COUNTER<R1 GOTOB LOOP
N130 G53 G0 Z-110. D0 M5
N140 R2=$P_IFRAME=$P_UIFR[1]
N150 FIM:
N160 M30
O exemplo apresentado mostra uma sintaxe muito simples e de fácil compreensão, porém o programa CNC parametrizado por ser muito complexo e com diversas estruturas de cálculos.
Na programação CNC parametrizada o que vale é a imaginação, sendo criativo e conhecendo todas as funcionalidades do comando o programador poderá desenvolver sistemas de usinagem incríveis e que sem dúvida facilitam a vida de todos os envolvidos no processo podendo gerar até mesmo economias significativas.
Algumas vantagens da programação CNC parametrizada:
-Um programa para diversas peças da mesma família, evitando assim que sejam feitas diversas preparações, ajustes no programa e condições de usinagem.
-Tempos de ciclos contínuos: Permite melhor administração dos recursos uma vez que os “caminhos de ferramentas” são exatamente os mesmos.
-Elaboração de subrotinas: Permite a criação de sub rotinas “customizadas” aproveitando melhor os recursos disponíveis na empresa.
-Controle de produtividade: Como a programação CNC parametrizada é “fechada” dificilmente serão promovidas alterações desnecessárias nos programas.
-Segurança: Dificulta alterações nos programas, minimizando as chances de não conformidades em peças e colisões na operação.
E assim por diante.
Como citado anteriormente, basta ter a imaginação e dedicação e você poderá desenvolver coisas incríveis com a programação parametrizada CNC.
Tempo padrão
Como citado no post anterior o emprego das ferramentas da produção enxuta é uma alternativa inquestionável para qualquer empresa e que gera resultados fantásticos, porém, essas ferramentas e sistemas de produção foram implantados com sucesso em grande parte das grandes indústrias, e outras pequenas e médias organizações usufruem da potencialidade dessas, mas não raro encontrarmos indústrias que relutam em sequer ouvir sobre essas ferramentas e sistemas de produção. Isso se da pelo desconhecimento dessas e pelo desconhecimento sobre o básico de qualquer sistema produtivo em indústrias:
Tempos de produção.
A motivação que surgiu para escrever esse texto foi em primeiro lugar a vontade de expressar minhas ideias em escrita e o outro fator é tentar, mesmo que de forma discreta convocar proprietários de empresas a refletir sobre o tema.
No Brasil as faculdades de Engenharia e Tecnologia (com exceção de algumas) ainda hoje não dão ênfase a esse tema, ou quando é parte do conteúdo programático é apresentado de forma superficial.
O meu estimado professor o Engº Itys fides comenta em seu livro tempos e métodos que “tempos e métodos no Brasil chegou com as multinacionais e ficou restrito a essas empresas, que usufruem de toda sua potencialidade enquanto que as empresas brasileiras que representam tecnológica nacional pura relegam a sua utilização a um segundo plano, devido ao descrédito dos administradores da terra, na técnica e nas suas possibilidades, descrédito esse causado pelo desconhecimento do que representa a análise do método, do que é um padrão de trabalho, da diferença entre eficiência e produtividade, enfim da importância da organização científica do trabalho, com todas as suas variáveis, nas tomadas de decisões, objetivando sempre a redução de custo de forma coerente e progressiva.” O que adianta os nossos técnicos e engenheiros conhecerem todas as filosofias de trabalho que estão na moda se não conseguem enxergar o básico de um sistema produtivo. Continuando Itys fides ainda afirma que “o assunto era obrigatório em todas as universidades dos Estados Unidos nos cursos de engenharia, economia e administração na década de 20 e no Brasil, profissionais com essa formação desconhecem o assunto, nem mesmo ouviram falar de alguma coisa relativa nos bancos escolares”.
Faça um teste e tente procurar sobre MTM na Wikipédia em português e em inglês!
Esse descaso com temas tão importantes chegam a levar indústrias a falência como já pude presenciar.
Isso não é particularidade das pequenas ou médias indústrias, mas também de algumas indústrias de grande porte.
Um caso muito famoso é o da empresa Metal Leve uma indústria do ramo de autopeças que era considerada uma excelência em tecnologia e qualidade. Essa empresa não teve como suportar a redução de preços em até 30% da concorrente Mahle conforme citado no livro A produtividade no chão de fábrica Dalvio Ferrari Tubino (1999).
Não que tempos e métodos tenha sido o fator determinante nesse caso, pois, como sabemos existem outros fatores, como por exemplo, os fatores externos que são difíceis de serem controlados, mas pode sim ser considerado um fator de insucesso.
Partindo da premissa de David Norton e Robert Kaplan “O que não se mede não se pode gerenciar” podemos fazer a seguinte analogia:
Com tempo padrão tem-se o custo padrão que dará condições de formar o preço padrão e ainda medir a produtividade e a eficiência produtiva.
Em minha opinião o tempo padrão é o alicerce de qualquer sistema produtivo.
Lote econômico de produção
Muitas empresas adotam lotes econômicos de produção em função do tempo elevado de setup nas máquinas. Não que o lote econômico seja uma prática que deva ser deixada de lado muito pelo contrário em determinadas situações é sadio para a empresa estabelecer lotes econômicos.
O que realmente preocupa é o estabelecimento dos lotes econômicos para o aproveitamento de setup nas máquinas o que acaba gerando uma série de inconvenientes e desperdícios nas empresas como, por exemplo:
- Estoques elevados;
- Gargalos em máquinas;
- Desperdício de material;
- Aumento do consumo de ferramentas;
- Aumento de estoque em processo;
- Descapitalização desnecessária de insumos para produção e assim por diante.
Muito se fala sobre produção enxuta e pouco se faz.
Diversas empresas acreditam que as técnicas de produção enxuta são privilégios apenas das grandes corporações deixando de usufruir toda potencialidade desta que sem dúvida gera resultados expressivos e em pouco tempo gerando excelente retorno sobre o investimento, mas mesmo que as empresas não adotem a produção enxuta como modelo algumas de suas ferramentas podem sim gerar aumento significativo de produtividade e redução nos custos de produção. Uma das ferramentas que pode ser utilizada para tal é a troca rápida de ferramentas que minimiza uma série de inconvenientes como citado anteriormente.
Para aplicação dos conceitos de troca rápida de ferramenta não são necessários grandes investimentos, uma equipe formada de profissionais com conhecimento do processo em estudo pode muito bem gerar resultados surpreendentes fazendo com que setups de 120mn sejam reduzidos a não mais que 10mn, ou seja, o estudo para a troca rápida de ferramentas é uma técnica que pode tornar a manufatura flexível e a empresa não necessitará de adotar lotes econômicos de produção onde não há necessidade e pode ainda atender seus clientes com maior eficiência.