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Melhoria Contínua e Implementação do SMED numa
Indústria Farmacêutica
Sofia da Silva Gomes
Dissertação para obtenção do grau de mestre em
Engenharia Química
Orientadores: Professora Doutora Maria de Fátima Coelho Rosa
Doutora Filipa Ferreira Guilherme
Júri
Presidente: Professor Doutor Henrique Aníbal Santos de Matos
Orientadora: Doutora Filipa Ferreira Guilherme
Vogal: Professor Doutor Licínio Mendes Ferreira
Novembro, 2017
i
Dedicatória
À minha família.
ii
iii
Epígrafe
“Melhorar geralmente significa fazer algo que nunca fizemos antes.”
Shigeo Shingo
iv
v
Resumo
Atualmente, uma das grandes preocupações dos responsáveis industriais passa por
reduzir ao máximo qualquer tipo de custos associados à produção. Nas últimas décadas os
importantes avanços tecnológicos conseguidos nos processos industriais, refletidos numa
significativa diminuição dos custos nas linhas de produção e conciliados com uma forte
concorrência, geraram uma pressão crescente no sentido da redução dos preços dos produtos
colocados à disposição dos clientes.
Desta forma torna-se necessária a aplicação de estratégias para otimizar a
produtividade e diminuir desperdícios. O SMED (Single Minute Exchange of Die) é uma
ferramenta do Lean Manufacturing que visa a redução de desperdícios associados ao processo
produtivo. Esta metodologia foi criada e aplicada pela primeira vez nos finais da década de
cinquenta e desde então tem vindo a ser amplamente usada em setores bastante competitivos
como é o caso da indústria farmacêutica.
Nesta Dissertação de Mestrado foi estudado e analisado o sistema produtivo de três
máquinas de compressão numa indústria farmacêutica com o foco principal de reduzir os
tempos de mudança (setup) das máquinas. Com base nos resultados obtidos foram
desenvolvidas soluções e avaliados os respetivos impactos, tendo-se atingido ganhos de 1%,
4% e 11% no tempo de setup das máquinas Kilian D, Unipress e Kilian BB (máquinas de
compressão em estudo), respetivamente. Em termos de poupança efetiva estas reduções
correspondem anualmente a 5%. Assim, foi possível concluir que a ferramenta utilizada obteve
êxito e a metodologia foi aplicada com sucesso.
Palavras-chave: Indústria Farmacêutica, Compressão, Lean Manufacturing, SMED, Setup.
vi
vii
Abstract
Nowadays, the great concern of industrial managers is to reduce as much as possible
any type of costs associated with their production. In the last few decades, important
technological advances in industrial processes, reflected in a significant reduction of costs in
production lines and aided by growing competition, have generated increasing pressure to
reduce the prices of products available to customers.
With this in mind, it becomes necessary to apply productive strategies to optimize
productivity and reduce waste. SMED (Single Minute Exchange of Die) is a tool of Lean
Manufacturing that aims to reduce waste associated with the production process. This
methodology was created and applied for the first time in the late 1950s and has since become
widely used in very competitive sectors such as the pharmaceutical industry.
In this Master's Dissertation the production system of three compression machines in
the pharmaceutical industry was studied and analyzed, the main purpose being to reduce
machine setup times. Based on the results obtained, solutions were developed and the
respective impacts were evaluated, achieving gains of 1%, 4% and 11% in the setup time of
Kilian D, Unipress and Kilian BB machines, respectively. In terms of effective savings, these
reductions correspond to an annual 5% gain. It was possible to conclude that the tool used was
successful and the methodology was successfully applied.
Key-words: Pharmaceutical Industry, Compression, Lean Manufacturing, SMED, Setup.
viii
ix
Agradecimentos
Gostaria de agradecer à Professora Fátima Coelho pela orientação prestada ao longo
da elaboração da Dissertação. Sem esquecer a constante disponibilidade e apoio desde o
primeiro dia do desenvolvimento deste trabalho e por toda a paciência em rever, reler e sugerir
melhorias.
Quero também agradecer à Generis por me ter dado a oportunidade de realizar esta
Dissertação num problema real da empresa. Em particular, quero agradecer à Doutora Filipa
Guilherme por todo o apoio e orientação dados ao longo de todo o processo de estágio e, por
fim, agradeço a todos os colaboradores da Generis com quem tive oportunidade de trabalhar e
de desenvolver o conteúdo da minha Dissertação.
Gostaria, ainda, de agradecer à minha família, especialmente ao meu pai, pelo tempo
dedicado em rever e melhorar o conteúdo da Dissertação de Mestrado, à minha mãe e ao meu
irmão Pedro, pelo apoio e motivação.
x
xi
Índice Dedicatória ..................................................................................................................................... i
Epígrafe ......................................................................................................................................... iii
Resumo ......................................................................................................................................... v
Abstract ........................................................................................................................................ vii
Agradecimentos............................................................................................................................. ix
Índice de Figuras ......................................................................................................................... xiii
Índice de Tabelas ......................................................................................................................... xv
Lista de Acrónimos ..................................................................................................................... xvii
1. Introdução .............................................................................................................................. 1
1.1. Enquadramento e motivação do trabalho ..................................................................... 1
1.2. Objetivos da Dissertação .............................................................................................. 2
1.3. Estrutura da Dissertação ............................................................................................... 2
2. Revisão Bibliográfica .............................................................................................................. 3
2.1. Origem e História ........................................................................................................... 3
2.2. Lean Manufacturing ....................................................................................................... 4
2.3. SMED ............................................................................................................................ 9
3. Empresa ............................................................................................................................... 15
3.1. História da Empresa .................................................................................................... 15
3.2. Caracterização do processo produtivo ........................................................................ 16
3.2.1. Máquinas de compressão ................................................................................... 17
4. Situação Inicial ..................................................................................................................... 27
5. Implementação ..................................................................................................................... 37
6. Avaliação dos Benefícios ..................................................................................................... 47
7. Conclusão ............................................................................................................................ 53
8. Bibliografia............................................................................................................................ 55
9. Anexos ................................................................................................................................. 59
9.1. SOP Setup Unipress ................................................................................................... 59
9.2. SOP Setup Kilian’s ...................................................................................................... 60
9.3. OPL Limpeza Sala Unipress ....................................................................................... 61
9.4. OPL Limpeza Sala Kilian’s .......................................................................................... 62
9.5. OPL Limpeza Máquinas Compressão......................................................................... 63
9.6. OPL Limpeza Piso 1 .................................................................................................... 64
9.7. Checklist Unipress ....................................................................................................... 65
9.8. Checklist Kilian’s .......................................................................................................... 66
xii
xiii
Índice de Figuras Figura 1. Evolução da competitividade das principais empresas do setor automóvel entre o
mercado americano e asiático (Womack, Jones, & Roos, 1991). ................................................ 4 Figura 2. Ilustração do rácio de tempo despendido com desperdícios e com acrescento de valor
ao produto/serviço (Pinto J.L.,2009b)(Womack & al,1996). ......................................................... 5 Figura 3. Os princípios do Lean Manufacturing, adaptado de (Pinto J.P.,2009a). ....................... 6 Figura 4. Esquema da Casa da Toyota, demonstrando a estrutura do seu sistema produtivo e
por analogia, a estrutura do Lean Manufacturing. Adaptada de (Schroeder, Shook, & Alexis,
2008) (Pinto J.P.,2009a). .............................................................................................................. 7 Figura 5. A redução gradual do tempo de mudança (Coimbra, 2013)........................................ 10 Figura 6. Adaptação da Casa da Toyota para a estrutura da metodologia SMED. Adaptada de
(KUSAR & al.,2010) e (Lopes, Neto, & Pinto, 2006). .................................................................. 12 Figura 7. Evolução cronológica da empresa (Generis,2017). ..................................................... 15 Figura 8. Processo de fabrico dos comprimidos e cápsulas. ...................................................... 16 Figura 9. Matrizes com formato circular e oblongo, respetivamente. ......................................... 17 Figura 10. Punções superior e inferior, respetivamente. ............................................................ 18 Figura 11. Máquinas de compressão alvo de estudo. ................................................................ 18 Figura 12. Ciclo de compressão (Manesty). ............................................................................... 19 Figura 13. Tremonha. .................................................................................................................. 20 Figura 14. Tipo de alimentação às máquinas Unipress e Kilian, respetivamente. ..................... 21 Figura 15. Distribuidor Kilian's. .................................................................................................... 22 Figura 16. Rasador. ..................................................................................................................... 22 Figura 17. Rampa de seleção de comprimidos. .......................................................................... 23 Figura 18. Ajuste das máquinas Kilian D e Kilian BB.................................................................. 24 Figura 19. Vários formatos e tipos de comprimidos. ................................................................... 24 Figura 20. Punções com retentores. ........................................................................................... 25 Figura 21. Equipamento para polimento. .................................................................................... 25 Figura 22. Despoeirador e detetor de metais. ............................................................................. 26 Figura 23. Tempos de setup de cada máquina em Fevereiro. ................................................... 29 Figura 24.Tempos médios de setup para cada máquina em Fevereiro. .................................... 30 Figura 25. Tempos médios de cada fase do setup para cada máquina. .................................... 31 Figura 26. Tempos de espera durante o setup no mês de Fevereiro. ........................................ 31 Figura 27. Zona de alimentação da máquina Unipress. ............................................................. 32 Figura 28. Sala da máquina Kilian D. .......................................................................................... 33 Figura 29. Caixa de ferramentas. ................................................................................................ 33 Figura 30. Caixa dos retentores desorganizados. ...................................................................... 34 Figura 31. Análise de causas. ..................................................................................................... 34 Figura 32. Ciclo de mudança de linha. ........................................................................................ 37 Figura 33. Caixas de ferramentas organizadas. ......................................................................... 39 Figura 34. Caixa dos punções e matrizes com os respetivos retentores. .................................. 39 Figura 35. Zona de arrumação das válvulas. .............................................................................. 40 Figura 36. Carro de limpeza existente e carro de limpeza sugerido como melhoria. ................. 41 Figura 37. Limpeza dos orifícios dos punções antes da melhoria implementada. ..................... 41 Figura 38. Limpeza dos orifícios dos punções depois da melhoria implementada. ................... 42 Figura 39. Pistolas de ar comprimido. ......................................................................................... 43 Figura 40. Hidrobox. .................................................................................................................... 43 Figura 41. Carrinho de limpeza de peças no hidrobox. .............................................................. 44 Figura 42. Evolução tempos de setup. ........................................................................................ 48 Figura 43. Evolução tempos de setup Kilian BB com e sem esperas. ....................................... 48 Figura 44. Evolução tempos de setup Kilian D com e sem esperas........................................... 49 Figura 45. Evolução tempos de setup Unipress com e sem esperas. ........................................ 49 Figura 46. Tempos de espera médios no mês de Julho. ............................................................ 49
xiv
Figura 47. Comparação tempos médios de setup de cada máquina. ........................................ 50
xv
Índice de Tabelas Tabela 1. Distribuição das diversas ferramentas/metodologias Lean por categorias
(Pettersen,2009). ........................................................................................................................... 8 Tabela 2. Relação entre o tempo de produção e o tamanho do lote (Shingo, 1985). .................. 9 Tabela 3. Listagem das várias ferramentas usadas na aplicação do método SMED
(Sugai,McINTOSH,&Novaski,2007). ........................................................................................... 11 Tabela 4. Tempos de setup das três máquinas de prensa mecânica antes e depois da
implementação do SMED. ........................................................................................................... 12 Tabela 5. Caraterísticas de cada máquina em estudo. .............................................................. 19 Tabela 6. Classificação das várias fases do setup. .................................................................... 29 Tabela 7. Tempos médios de cada uma das fases do setup para cada máquina em estudo. .. 30 Tabela 8. Tempo de setup ideal para a Kilian D e Kilian BB. ..................................................... 38 Tabela 9. Tempo de setup ideal para a Unipress. ...................................................................... 38 Tabela 10. Ganhos obtidos pela melhoria aplicada à limpeza dos orifícios dos punções. ........ 42 Tabela 11. Comparação dos tempos médios de limpeza das peças. ........................................ 44 Tabela 12. Simultaneidade dos tempos de limpeza de sala e máquina. .................................... 45 Tabela 13. Ganhos obtidos em cada máquina após as melhorias realizadas. .......................... 47 Tabela 14. Tempos de espera antes e depois da implementação das melhorias. ..................... 50 Tabela 15. Ganhos obtidos através da redução do setup. ......................................................... 50 Tabela 16. Ganhos obtidos considerando o objetivo final de setup. .......................................... 51
xvi
xvii
Lista de Acrónimos
AIM – Autorização de Introdução no Mercado
APIs- Active Pharmaceutical Ingredients
CIP – Clean in Place
IF – Instrução de Fabrico
I&D – Investigação e Desenvolvimento
IPC – In- process Control
GMP – Good Manufacturing Practices
OEE – Overall Equipment Effectiveness
OPL – One Point Lesson
SMED – Single Minute Exchange of Die
SOP - Standard Operating Procedure
WIP – Work in progress
xviii
1
1. Introdução
1.1. Enquadramento e motivação do trabalho
O crescente nível de competitividade dos mercados contribui para uma alteração
contínua das suas exigências, o que obriga as empresas a tornarem-se mais competitivas para
com êxito se adaptarem rapidamente aos novos desafios.
Tendo em vista a preocupação em reduzir os custos e eliminar os desperdícios, apesar
de todas as inovações tecnológicas a nível da produção e da informação, da automação de
processos e de toda a formação de que os seus colaboradores são objeto, as empresas
continuam a confrontar-se com problemas de quebra do nível de serviço, que naturalmente têm
um impacto negativo no grau de satisfação dos seus clientes, podendo em última instância
conduzir à sua perda (Bonaccorsi, 2011).
Assim, torna-se necessária a implementação de uma filosofia de produção que tenha
por objetivo a eliminação de desperdício, uma grande flexibilidade de produção e a
simplificação de processos. Esta filosofia, denominada Lean Manufacturing, foi desenvolvida na
empresa japonesa Toyota e consiste na aplicação de um conjunto de técnicas que se
complementam (Varela, 2016/2017).
A indústria farmacêutica ao longo das últimas décadas desenvolveu-se, aumentando
significativamente o desempenho alcançado pelos seus produtos. Em particular, diversificou-se
e globalizou-se, procurando em simultâneo reduzir os custos de produção. Ainda assim, têm
que ser respeitados rigorosos controlos de qualidade e especificações extremamente
minuciosas, verificadas não só por entidades externas cada vez mais exigentes e rigorosas,
como por parte da própria indústria, que aplica por si própria especificações bastante precisas
e com escassa margem de erro(Cardinal, 2001).
Adicionalmente a este rigoroso controlo de qualidade existe variabilidade da procura ao
nível do mercado, o que implica a existência de linhas de produção flexíveis, ou seja, que
permitam produzir produtos distintos nas mesmas linhas produtivas, introduzindo-lhes
mudanças de referência frequentes. As mudanças de referência nas linhas, devido aos
rigorosos controlos de qualidade acima descritos, provocam dispêndio elevado de tempo em
resultado de operações de limpeza, de alterações e preparação de ferramentas e do novo
arranque das linhas, prejudicando a competitividade geral da operação produtiva(FDA, 2004).
Esta temática principal deu origem à elaboração desta Dissertação de Mestrado em
Engenharia Química, que foi realizada nas instalações da Generis Farmacêutica e que tem
como foco principal a aplicação do SMED no processo produtivo de compressão.
2
1.2. Objetivos da Dissertação
Os principais objetivos desta Dissertação são a resolução de problemas observados
durante as mudanças de produto e melhoria dos tempos atuais de setup seguido da
elaboração de um modo operatório para as mudanças de produto para cada equipamento em
estudo, para que se normalizem e consolidem as tarefas tendo em consideração a formação de
operadores. Consequentemente, é necessário determinar o tempo standard ótimo para a
mudança de cada máquina.
1.3. Estrutura da Dissertação
Esta dissertação encontra-se dividida em 7 capítulos sendo a sua estrutura a seguinte:
Capítulo 1- Neste primeiro capítulo é realizada uma pequena introdução, na qual se
apresentam os temas que irão ser abordados e objetivos a alcançar.
Capítulo 2 - No capítulo 2 é apresentada uma revisão do “estado de arte” e os principais
conceitos relacionados com o tema apresentado.
Capítulo 3 - Neste capítulo é realizada uma descrição da empresa, tendo como foco principal a
área de fabrico onde o trabalho foi desenvolvido.
Capítulo 4 - No 4º capítulo é apresentada a situação atual, na qual se recolhem e analisam
dados.
Capítulo 5 - O 5º capítulo são apresentadas as propostas de melhoria a implementar.
Capítulo 6 - No capítulo 6 são avaliados os benefícios da implementação das propostas de
melhoria.
Capítulo 7- Este capítulo apresenta as principais conclusões desta Dissertação.
3
2. Revisão Bibliográfica
2.1. Origem e História
Na segunda metade do séc. XIX, a indústria existente colocava o ênfase
essencialmente na Produção, sem ter em grande conta encomendas prévias ou preocupações
com stock. Os custos de produção eram elevados e os produtos destinados a um mercado
muito restrito de pessoas abastadas. Mesmo com o aumento da oferta, a procura mantinha-se
em níveis semelhantes o que desvirtuava a sustentabilidade deste mercado.
No século XX surgiu a produção em massa, situação à qual se associam nomes como
Henry Ford, talvez o mais conhecido, ou outros como Taylor e Sloan. Ford foi o percursor do
conceito de linha de montagem, ainda hoje paradigma na indústria automóvel. Ele tornou
possível a reprodução de um mesmo modelo, baseado em peças produzidas de forma
padronizada e em escala gigantesca. Os custos unitários desceram drasticamente, diluídos em
elevados volumes de produção. O mercado alvo era agora a classe média. Nos anos 50 do
século passado, a produção em massa Americana atingiu o máximo do seu amadurecimento,
quando começou a sentir o aumento de competitividade das organizações Europeias.
Paralelamente, desenvolvia-se no Extremo Oriente o que mais tarde viria dar origem ao
conceito de Lean Manufacturing. Esta metodologia teve origem no Japão, mais precisamente
numa empresa de teares, cujo proprietário era o engenheiro Eiji Toyoda, que nos finais da
década de 30 se dedicou à indústria automóvel a pedido do governo nipónico. A empresa de
teares muda então o nome para Toyota Motor Company e passa a dedicar-se à produção de
camiões e outros veículos mais de acordo com as necessidades bélicas da época. Até à
década de 50 este sistema de produção mantinha-se rudimentar, algo primitivo e com outputs
relativamente baixos. Contudo, após o fim da II Guerra Mundial, e graças ao trabalho de Taiichi
Ohno e Shigeo Shingo, a Toyota começou a dar passos para otimizar o seu sistema de
produção de forma efetiva e para abranger o mercado automóvel como um todo. Estava,
assim, em fase de crescimento e desenvolvimento o Toyota Production System -
TPS,(Womack, Jones, & Roos, 1991)(Ohno, 1988).
Ohno e Shingo estudaram e implementaram algumas práticas do sistema de produção
Ford e identificaram alguns problemas e incompatibilidades com a realidade nipónica, como por
exemplo, o não envolvimento dos operadores na qualidade final do produto. No TPS os
operadores são uma parte ativa e importante do sistema, com uma componente de
responsabilidade e autonomia bastante presentes no que toca à qualidade. Para além do não
envolvimento dos operadores na qualidade do produto, o mercado automóvel Japonês além de
pequeno, era bastante diferenciado. A procura ia desde carros de alta gama a veículos
utilitários e de transporte de cargas, automóveis compactos para os acessos apertados
característicos das suas cidades, e veículos económicos para colmatar os custos elevados do
combustível no Japão. Por outro lado, a situação económica do Japão era frágil devido à II
Guerra Mundial e a capacidade de investimento era muito baixa (Womack, Jones, & Roos,
1991). Havia, assim, a necessidade de um sistema de produção flexível e ágil, para produzir
pouco e bem, com grande diversidade, com recursos restritos e preços competitivos. Foi este o
foco do TPS e foi baseada nesse paradigma que a indústria nipónica começou a emergir de
forma sustentável e a explorar o mercado internacional, ganhando uma margem competitiva
evidente a partir da década de 80 como se pode constatar na Figura 1.
4
Figura 1. Evolução da competitividade das principais empresas do setor automóvel entre o mercado
americano e asiático (Womack, Jones, & Roos, 1991).
O sucesso do TPS a nível mundial deveu-se principalmente à estagnação do sistema
de produção em massa após o amadurecimento dos sistemas Americano e Europeu, aliada ao
período de agravamento económico causado pela crise petrolífera da década de 70. Houve
necessidade de mudança de paradigma de forma a devolver competitividade às organizações
e prosperidade aos mercados(Womack, Jones, & Roos, 1991)(Ohno, 1988). As práticas da
Toyota começaram a despertar o interesse das restantes organizações mundiais que a viam
crescer e as foram adaptando de modo a aumentar os seus próprios índices competitivos.
Estava em marcha a criação de um novo modelo produtivo baseado no sucesso crescente do
TPS: o Lean Manufacturing (Chen & Meng, 2010).
2.2. Lean Manufacturing
O TPS revolucionou a indústria automóvel e o seu sucesso transformou-o num sistema
produtivo altamente eficiente no que diz respeito à eliminação de desperdícios e flexibilização
da produção, com principal foco na qualidade (Braglia, Carmignani, & Zammori, 2006). O Lean
Manufacturing ocorre como um modelo com origem nos pressupostos do TPS, aplicado à
indústria no geral e estendendo-se a todos os outros setores de atividade económica. Para
além de um conceito de Lean Manufacturing existe agora um outro que abrange todas as
organizações fora da produção industrial: o Lean Thinking (Pinto J. P., 2009a).
Os princípios Lean remetem-nos para uma otimização dos recursos em todos os
setores, maximizando a entrega de valor sob a forma de produto ou serviço com o mínimo de
recursos(Liker, 2004). A minimização de excessos é suportada pela integração de um conjunto
de metodologias e ferramentas, baseadas numa cultura de progresso constante e melhoria
contínua (Cabrita, 2009) e deve abranger todas as áreas da organização, desde a produção às
vendas, passando pelas compras, finanças e recursos humanos(Womack & Jones, 2005).
Desta forma, a criação de valor e a eliminação de desperdício são os dois conceitos
fundamentais do Lean Manufacturing. No ponto de vista das organizações criar valor é ir ao
encontro das expectativas dos clientes e de todos os stakeholders, e o desperdício resulta de
todas as atividades que não acrescentam valor (Shahin & Janatyan, 2010). A eliminação do
desperdício é um meio para atingir competitividade e excelência, na medida em que significa
aumentar a produtividade e reduzir o custo. Uma vez que o desperdício aumenta o custo, a sua
5
redução e, preferencialmente, eliminação são prioridade para qualquer empresa. Assim, o
desperdício pode ser classificado segundo o conceito dos três M’s: Muda, Mura e Muri. Sendo
que, o termo Muda engloba todos os desperdícios que não criam valor; o termo Mura é definido
como sendo a variação na operação de um processo não causada pelo cliente final.
Representa o desnivelamento ou distribuição desigual do trabalho ou máquinas; e o termo Muri
corresponde à sobrecarga causada na organização, equipamentos ou pessoas devido ao Muda
e Mura.
(Hicks, 2007)(Womack & al, 1996) classificam o desperdício em sete tipos:
1. Excessos de produção: Quando a produção continua por mais tempo do que o necessário, o
que resulta em stocks mais elevados, consumo de mais recursos de produção, controlo,
movimentação e armazenamento.
2. Esperas:Tendo como exemplo as atividades que não estão corretamente balanceadas.
3. Transportes e movimentações: No caso de transporte e movimentação de WIP (work in
progress) de um posto para outro. O transporte deve ser minimizado uma vez que não só não
acrescenta valor ao processo, como ainda consome tempo.
4. Sobreprocessamento: Atividades de retrabalho resultantes de processos deficientes ou falta
de conhecimento dos operadores.
5. Stocks: Relativo a todo o stock além do estritamente necessário para satisfazer os pedidos
do cliente. Nisto inclui-se matéria-prima, WIP e produto acabado.
6. Trabalho desnecessário: Tudo o que resulta de movimentações excessivas de operadores
e/ou máquinas.
7. Defeitos: Produto/ serviço com características que não correspondem às especificações
previstas ou ficam abaixo das expectativas do cliente, traduzindo-se em insatisfação.
De facto, desde a entrada da matéria-prima até à saída do produto acabado, grande
parte do tempo (Lead Time) é consumido sob a forma de desperdício. A Figura 2 ilustra a
relação entre o tempo em que se acrescenta valor no serviço ou produto e o tempo gasto em
desperdícios. Com a implementação do Lean Manufacturing existe uma diminuição do tempo
desperdiçado o que garante uma maior competitividade bem como maior flexibilidade produtiva
e diferenciação.
Figura 2. Ilustração do rácio de tempo despendido com desperdícios e com acrescento de valor ao
produto/serviço (Pinto J.L.,2009b)(Womack & al,1996).
De acordo com a filisofia Lean Manufacturing existem vários princípios que podem ser
distinguidos em 5 categorias (Van Landeghem & LIAN, 2007)(Womack & al, 1996):
1. Definir o valor: Especificar aquilo que é realmente valor, sempre do ponto de vista do cliente;
6
2. Identificar a cadeia de valor: Fazer o levantamento de toda a cadeia de valor, para os
produtos ou famílias de produto, identificando as atividades que acrescentam valor e
eliminando os desperdícios;
3. Criar/ otimizar o fluxo: Depois do desperdício eliminado, estabelecer um fluxo produtivo
assente nas atividades de valor acrescentado;
4. Implementar o “pull”: O cliente tem que “puxar” para si o valor, isto é, deve ser apenas e só
fornecido ao cliente, aquilo que ele quer, quando quer.
5. Caminhar para a “perfeição”: O processo é cíclico. É preciso melhorar continuamente,
eliminando o desperdício que vai ficando “camuflado”.
Numa perspetiva mais abrangente e geral, este conjunto de cinco pontos pode ainda
ser enriquecido com outros dois princípios, nomeadamente, conhecer todos os stakeholders e
inovar sempre, como se pode observar na Figura 3.
Figura 3. Os princípios do Lean Manufacturing, adaptado de (Pinto J.P.,2009a).
A estrutura do Lean Manufacturing provém dos elementos fundamentais que
caracterizam o TPS. Assim, a melhor forma de descrever essa estrutura é usando a analogia
de uma figura em forma de casa ou edifício, na qual se evidenciam as características e
ferramentas que constituem as bases e os pilares estruturais do Sistema Produtivo Toyota,
conforme ilustrado na Figura 4.
7
Figura 4. Esquema da Casa da Toyota, demonstrando a estrutura do seu sistema produtivo e por
analogia, a estrutura do Lean Manufacturing. Adaptada de (Schroeder, Shook, & Alexis, 2008) (Pinto J.P.,2009a).
Os dois pilares fundamentais do sistema são o Just-In-Time e o Jidoka (Ohno, 1988),
que incluem um conjunto de ferramentas aplicáveis na gestão da cadeia de fornecimento e no
serviço ao cliente. No entanto, todos os elementos constituintes do TPS funcionam de forma
sinérgica e interligada e essa dinâmica é equilibrada com princípios simples, como a
minimização da variabilidade, a padronização e estabilização de processos, a uniformização e
o nivelamento, e acima de tudo, garantida através do respeito pelas pessoas, da capacidade
de as gerir, de as tornar autónomas, de utilizar o seu potencial e de as motivar, sempre num
contexto de trabalho em equipa(Ohno, 1988)(Treville & Antonakis, 2006).
O Just-In-Time fundamenta-se na lógica de que todos os componentes devem chegar à
linha de montagem no momento correto e na quantidade necessária, para a encomenda do
cliente, permitindo trabalhar num ambiente de stocks nulos. Trata-se de um sistema produtivo
no qual a variabilidade dos processos tem que ser mínima, a qualidade tem que ser ótima,
assim como a disponibilidade dos equipamentos.
O Jidoka tem como objetivo dar autonomia à máquina automática, para que esta detete
anomalias no processo, pare em caso de deteção e/ou possa corrigir eventuais problemas e
repor parâmetros iniciais. Assim, consegue-se separar o operador da máquina e transferir
atividades manuais e mentais do Homem, podendo evoluir desde um conceito 1 operador – 1
máquina, para o conceito 1 operador – várias máquinas, garantindo o controlo de qualidade na
fonte (Ohno, 1988).
Incluem-se, ainda, dois elementos de elevada importância, que enriquecem a estrutura
do Lean Manufacturing: A Gestão da Cadeia de Fornecimento e o Foco no Serviço ao Cliente.
Deste modo, a maximização de entrega de valor ao cliente deve ser um dos motivos principais
8
de existência das organizações, mas para que tal aconteça, é necessário efetuar uma gestão
otimizada da cadeia de fornecimento e tirar partido de uma relação de ganho mútuo entre a
organização e todos os stakeholders(Pinto J. P., 2009a).
A perseguição permanente ao desperdício e à sua eliminação é apoiada por diversas
ferramentas que trabalham de forma interligada. Além de se tratar de um conjunto sinérgico,
algumas dessas ferramentas estão agrupadas em campos de influência, como se pode
observar na Tabela 1 que distribui as ferramentas Lean em várias categorias segundo
(Pettersen, 2009).
Tabela 1. Distribuição das diversas ferramentas/metodologias Lean por categorias (Pettersen,2009).
Produção Just-In-Time Heijunka (produção nivelada)
Kaban
Processos sincronizados
Planeamento de acordo com o takt time
Redução de recursos Redução do tempo de setup (SMED)
Gestão de recursos humanos Trabalho em equipa
Formação e treino polivalente
Envolvimento de operadores
Estratégias de melhoria Kaizen
Análise das causas raiz (5 porquês)
Controlo de defeitos Jidoka (automação)
Poka Yoke (prevenção de falhas)
Andon (paragem de linha)
Gestão da cadeia de valor VSM
Envolvimento de fornecedores
Standardization (padronização) 5S
Trabalho standard
Gestão Visual
Gestão científica Planeamento Hoshin Kanri
Estudo de métodos e tempos
Redução de mão de obra
Ajustes de Layout
Produção em células de trabalho
Técnicas integradas SQC- controlo estatístico do processo
TPM
Contudo, não existe uma generalização que defina claramente o grupo de todas as
ferramentas que fazem parte do Lean e de facto, segundo (Pettersen, 2009) há autores que
destacam mais determinadas ferramentas em detrimento de outras. O sucesso da aplicação da
metodologia Lean aos sistemas de produção depende da escolha e implementação de
ferramentas e técnicas Lean, que têm de ser adequadas a cada caso. O mais importante para
as organizações é determinar qual ou quais as ferramentas Lean que são mais adequadas ao
seu ambiente e aos seus objetivos, de modo a que os resultados originem efeitos positivos e
úteis (Abdulmalek & Rajgopal, 2007). Além do conhecimento das ferramentas Lean mais
adequadas ao ambiente de uma organização, é necessário que a mesma tenha consciência
que a implementação das mesmas tem como pressuposto uma mudança cultural(Lixia & Bo,
2010).
9
2.3. SMED
A metodologia SMED (Single Minute Exchange of Die) é um dos vários métodos da
Lean Manufacturing para reduzir desperdícios de produção e maximizar valor. Desenvolvida no
âmbito do TPS entre 1950 e 1960 por Shigeo Shingo(Sugai, McINTOSH, & Novaski, 2007)
para agilizar as trocas de referência de fabrico, otimizando os processos, flexibilizando-os e ao
mesmo tempo reduzindo custos. “A finalidade deste método não é mais que a redução dos
tempos de mudança de série, aplicando uma metodologia de reflexão progressiva que vai
desde a organização do posto de trabalho até à automatização.”(Pinto J. L., 2009b).
A existência de tempos de setup elevados, implica a produção de lotes grandes, o que
por sua vez, implica uma gestão de stocks elevados. O tempo de setup vai sempre refletir-se
na produção da máquina, neste caso sob a forma de tempo de produção por peça. Se o tempo
de troca de referência é muito elevado, é necessário aumentar o tamanho do lote no sentido de
diluir o tempo do setup por mais peças, e assim, minimizar o tempo de produção unitário, como
se pode observar na Tabela 2 (Shingo, 1985)(Eroglu & Ozdemir, 2007).
Tabela 2. Relação entre o tempo de produção e o tamanho do lote (Shingo, 1985).
Tempo de setup (horas)
Tamanho lote Tempo de produção por
unidade (minutos)
Tempo de operação por
unidade (minutos)
Razão
8 100 5,8 1 580%
8 1000 1,48 1 48%
8 10000 1,048 1 5%
O foco primordial da metodologia SMED está na redução dos tempos de setup (Shingo,
1985). Segundo(Schroeder, Shook, & Alexis, 2008) o setup consiste na troca de referência em
produção, numa máquina ou numa série de máquinas interligadas, pela troca de peças,
ferramentas, moldes e/ou apertos. O tempo de setup está, assim, limitado ao período entre a
produção da última peça da referência de saída e a produção da primeira peça, com qualidade,
da referência de entrada (Min, 2007).
Inclui, não só a própria mudança, mas também todo o trabalho de preparação
necessário para a realização da mesma, todas as afinações e o tempo de paragem e arranque
a máquina. A metodologia SMED é aplicada no terreno obedecendo a uma estrutura dividida
em 5 estágios fundamentais, nos quais são implementadas diversas técnicas por forma a
reduzir os tempos de setup interno e externo. O setup interno corresponde ao trabalho que só
pode ser efetuado com o equipamento parado. O setup externo diz respeito a todas as
restantes atividades que poderão ser executadas com a máquina em funcionamento, quer seja
antes ou após a paragem(Marchwinski, 2008)(Cakmakci & Karasu, 2007).
1. Estudo da situação atual – este passo representa a Etapa 1 da Figura 5 e é executado em
conjunto com toda a equipa, é realizada uma análise detalhada do atual método utilizado, de
todas as ferramentas utilizadas assim como todos os movimentos efetuados.
2. Separar trabalho interno de trabalho externo – na Etapa 2 da Figura 5, utilizando os
dados recolhidos na análise anterior, é efetuada uma separação de todo o trabalho interno
(trabalho que só pode ser executado com a maquina parada) do trabalho externo (trabalho que
pode ser feito com a máquina em movimento). As tarefas externas são todas agrupadas no
início ou final do processo e são reorganizadas de acordo com uma nova normalização
operacional.
10
3. Converter trabalho interno em externo – na Etapa 3 da Figura 5, após uma análise
detalhada de todo o trabalho interno, são avaliados modos, através de melhorias e
desenvolvimentos na ferramenta ou processo de transformar as tarefas internas em tarefas
externas.
4. Reduzir o trabalho interno – neste passo associado à Etapa 4 da Figura 5 o objetivo
principal é reduzir o tempo das tarefas internas, recorrendo a normalizações da geometria das
ferramentas, redução de tempos de ajuste e transformação de apertos e afinações comuns em
apertos rápidos.
5. Reduzir o trabalho externo – na última Etapa da Figura 5, reduz-se o tempo das operações
externas, recorrendo aos 5S (outra ferramenta da metodologia Lean que constitui técnica visual
de arrumação que contribui para o bom estado e funcionalidade de todos os locais de trabalho,
através da limpeza, arrumação e disciplina (Melton, 2005)) à preparação normalizada das
mudanças e a ferramentas de apoio à mesma (Shingo, 1985)(Coimbra, 2013).
Figura 5. A redução gradual do tempo de mudança (Coimbra, 2013).
Para a obtenção de bons resultados através deste método é necessário estar
continuamente a analisar o processo. Cada vez que se aplica o método são implementadas
novas soluções, que permitem obter novos ganhos.
(Sugai, McINTOSH, & Novaski, 2007) descrevem, ainda, um conjunto de ferramentas
auxiliares que permitem uma melhor implementação do procedimento acima mencionado.
Estas ferramentas apresentam-se descritas na Tabela 3.
11
Tabela 3. Listagem das várias ferramentas usadas na aplicação do método SMED
(Sugai,McINTOSH,&Novaski,2007).
Fases do conceito SMED Ferramentas auxiliares
Fase 1: Separar operações internas e externas
Uso de checklist
Definição de funções do cada operário
Melhorar transporte da ferramenta
Fase 2: Converter operações internas em externas
Preparar as mudanças de formato previamente
Automatização das funções
Uso de diferentes apertos
Fase 3 e 4: Melhorar todos os aspetos de redução do tempo de mudança de formato
Melhorar o armazenamento e transporte das ferramentas
Implementação de operações paralelas
Eliminação de ajustes
Mecanização
Após a combinação de todos estes passos, Shigeo Shingo (1985) garante resultados
surpreendentemente positivos na redução dos tempos de mudança nas máquinas. No entanto,
o sucesso total só é atingido quando são incluídas todas as pessoas cujas funções estejam
envolvidas na mudança, tais como a equipa de limpeza, a equipa de manutenção, o
departamento de qualidade e todos os fornecedores de materiais e de ferramentas para a
mudança. Uma metodologia assertiva deve contemplar os fatores humanos e uma organização
consciente encara as pessoas como elemento fundamental. Segundo(Van Goubergen &
Lockhart, 2005) existem alguns fatores menos considerados, tais como o conhecimento, a
força física, a destreza, a visão, o tato, a pressão para resultados e o nível de informação, que
podem representar oportunidades de melhoria das mesmas regras e também do próprio
processo de design otimizado para os setup’s. Assim, mais uma vez se conclui que é
necessário também o empenho de todos os colaboradores envolvidos(Almomani, Aladeemyb,
Abdelhadic, & Mumani, 2013).
De acordo com (KUSAR & al., 2010) acredita-se que o sucesso na redução dos tempos
de setup deve-se a três aspetos fundamentais: aos métodos aplicados para executar as tarefas
(como); à organização do trabalho que é necessário fazer (quem, o quê e quando) e
efetivamente às características técnicas dos equipamentos e ferramentas utilizados. Tudo isso
tem que ter por base uma motivação bastante sólida, que deve refletir os objetivos delineados
e partir desde a gestão até aos operadores.
A estrutura da metodologia SMED que tem como objetivo otimizar os tempos de setup
também pode ser ilustrada com a analogia à casa do TPS, como demonstra a Figura 6.
12
Figura 6. Adaptação da Casa da Toyota para a estrutura da metodologia SMED. Adaptada de (KUSAR &
al.,2010) e (Lopes, Neto, & Pinto, 2006).
Muitas são as indústrias e organizações que implementam o SMED como forma de se
tornarem mais produtivas.
Numa indústria alimentar na Índia, Agro Gill, foi implementado o SMED em três
máquinas de prensa mecânica. Inicialmente as três máquinas de prensa analisadas, de 25, 50
e 150 toneladas, respetivamente, tinham elevados tempos de setup, cujas causas estavam
ligadas à falta de formação dos operadores, ao peso elevado das máquinas, à lenta
capacidade de mudança, ao tipo de calibração das máquinas que não era o adequado, e ainda,
à falta de organização. A implementação da metodologia SMED permitiu reduzir em 69 minutos
o tempo total de mudança das três máquinas, como se pode observar na Tabela 4.
Tabela 4. Tempos de setup das três máquinas de prensa mecânica antes e depois da implementação do
SMED.
Máquina de prensa mecânica Tempo total antes do SMED (minutos)
Tempo total depois do SMED (minutos)
Tempo total ganho (minutos)
25 toneladas 54 36 18
50 toneladas 58 38 20
150 toneladas 153 122 31
Tempo total das três máquinas
265 196 69
Em termos percentuais, o ganho total foi de 26 %(Kumar & Amit, 2015).
Também numa indústria automóvel no norte de Portugal, aqui chamada ALFA, por
motivos de confidencialidade, foi estudado o impacto do SMED a nível financeiro. Este estudo
permitiu concluir que com a implementação de técnicas SMED, a empresa conseguiu melhorar
13
o seu sistema produtivo ao eliminar o desperdício e as atividades de valor não avaliado no
valor de 360 000 €, o que representa cerca de 2% do volume de vendas da empresa (Moreira
& Pais, 2011).
Conciliando a metodologia SMED e outras ferramentas Lean Production (5S, Gestão
visual, Kaizen e Trabalho normalizado) numa indústria de produção de peças de aço e ferro na
Índia, foi possível reduzir o tempo de setup em 53,85% em máquinas de endireitar ferro
(Shinde, Jahagirdar, Sane, & Karandikar, 2014). Outro exemplo de implementação da
metodologia SMED juntamente com outras ferramentas Lean, é o caso do projeto realizado
numa máquina de prensa mecânica de uma empresa de elevadores. Nesta empresa foi
possível reduzir o tempo de setup em 53% e além desta melhoria, os processos de
configuração foram padronizados e, ao usar as ferramentas 5S e Visual Management, o
espaço de trabalho tornou-se mais organizado e agradável para o operador, com as
ferramentas e equipamentos estritamente necessários e devidamente identificados (Costa,
Sousa, Bragança, & Alves, 2013).
Até nas pequenas indústrias é possível obter ganhos através da implementação da
metodologia SMED. De acordo com um estudo realizado por dois professores da Universidade
de Shivaji, na Índia, a implementação da técnica SMED numa pequena indústria automóvel
permitiu reduzir o tempo de operação de setup em 20%, permitindo reduzir custos em 30% e
aumentar a quantidade de componentes produzidos (Josh, Rahul.R., Naik, & J., 2012).
Um exemplo da aplicação da metodologia SMED na indústria farmacêutica é o
resultado de um projeto de Dissertação de Mestrado realizado na Generis. O objetivo deste
projeto era reduzir o tempo de setup tendo principal foco na melhoria do sistema de CIP da
máquina de granulação. Foi possível reduzir de 11 horas e 30 minutos para 8 horas o tempo de
setup com a aplicação do método SMED e através da eliminação de passos contidos no
sistema informático de limpeza da máquina que não tinham qualquer propósito. Apesar deste
projeto se focar na melhoria do sistema computacional, e a intervenção humana durante a
realização do setup ser reduzida quando comparada com o objeto de estudo da atual
Dissertação de Mestrado, foi possível reduzir o tempo de setup em cerca de 30%, o que foi
bastante benéfico para a empresa (Ferreira, 2017).
Conclui-se, através de todos os exemplos previamente apresentados, que a
metodologia SMED é uma ferramenta poderosa na redução de custos, permitindo às empresas
a aquisição de vantagens que lhes permitem tornarem-se mais competitivas.
14
15
3. Empresa
3.1. História da Empresa
A Generis Farmacêutica, S.A. é uma indústria farmacêutica que tem como objetivo
principal desenvolver, fabricar e comercializar medicamentos genéricos. É a primeira empresa
farmacêutica nacional exclusivamente vocacionada para o efeito.
A Generis foi constituída no segundo semestre de 2001 e iniciou atividade de
promoção e comercialização de medicamentos genéricos em Junho de 2002. É participada a
100% pelo grupo Generis, grupo que opera há mais de 25 anos no mercado hospitalar
português sendo nº 1 no ranking das empresas nacionais em vendas hospitalares e líder
nacional de vendas em oncologia. Possui uma unidade fabril em Portugal, situada na Venda
Nova, concelho da Amadora, com capacidade instalada de produção de 30 milhões de
unidades e que foi inaugurada em 2006 com um centro de I&D (Investigação e
Desenvolvimento) dotado da melhor tecnologia mundial. Possui cerca de 300 colaboradores
diretos.
Com o compromisso de desenvolver, produzir e comercializar medicamentos genéricos
da mais elevada qualidade, a um preço acessível, a Generis tem no seu Portefólio, mais de
200 APIs, um dos argumentos mais relevantes da sua proposta de valor
Em 2011 a Generis assume a liderança do mercado de genéricos em Portugal.
Atualmente, possui uma presença significativa em alguns mercados externos, não só
em países de língua oficial portuguesa, como Angola, Moçambique e Cabo Verde, mas
também na Costa do Marfim, Senegal, Madagáscar e, recentemente lhas Maurícias, assim
como em outros países do Médio Oriente, tais como Irão, Iraque e Líbia, e do Sudeste Asiático,
como é o caso do Vietname. Estão também presentes em Macau e na Europa, em países
como o Azerbaijão, Croácia e Espanha.
Em 2017, foi comprada pelo grupo Aurobindo Pharma Limited, através da sua
subsidiária Agile Pharma B.V..A combinação da Generis, detentora de um extenso portfólio e
excelente notoriedade de marca, com as subsidiárias existentes, Aurovitas e Aurobindo,
impulsiona o Grupo Aurobindo para uma posição de liderança em valor e unidades no mercado
farmacêutico de genéricos em Portugal(Generis, 2017).
Figura 7. Evolução cronológica da empresa (Generis,2017).
2002 - A marca
Generis é criada.
2006 - Adquire as primeiras
instalações fabris.
2011 - Atinge a liderança do mercado português de
genéricos.
2013 - Inicia colaboração
com o Instituto Kaisen.
2017 - Foi comprada pelo grupo Aurobindo Pharma Limited.
16
3.2. Caracterização do processo produtivo
A produção de medicamentos é um processo que tem como matéria-prima principal
uma ou mais substâncias ativas (API’s) e como matéria-prima secundária os excipientes, que
são componentes adicionados para dar forma e eficiência farmacêutica ao medicamento.
O processo de fabrico engloba várias operações e encontra-se esquematizado na
Figura 8.
Figura 8. Processo de fabrico dos comprimidos e cápsulas.
A primeira operação é a pesagem, que consiste, como o nome indica, na pesagem das substâncias ativas e dos excipientes nas proporções indicadas no dossiê de Autorização de Introdução no Mercado (AIM) para a produção dos medicamentos. De seguida, na operação de granulação por via húmida, na qual um líquido, contendo ou não um aglutinante é adicionado a uma mistura de pós formando-se uma massa húmida.
Para que esta massa possa passar à fase seguinte, esta tem de ser seca na operação de secagem. No final desta etapa é obtida uma mistura de aglomerados de diferentes dimensões e características, que necessitam de ser calibrados. A etapa da Calibração consiste em exercer uma força mecânica sobre os aglomerados de forma a que estes atravessem uma rede com determinada abertura de malha, conseguindo-se assim um granulado composto por partículas de dimensões aproximadas.
Antes de entrarem na fase de compressão, são efetuadas misturas que visam a adição
de outros excipientes com funções diversas como por exemplo, lubrificação (de forma a facilitar
o escoamento do pó na máquina de compressão). Só agora temos um granulado homogéneo
dotado de propriedades que lhe permitem entrar na fase de compressão.
A indústria farmacêutica tem evoluído no sentido de desenvolver excipientes que
possam ser diretamente misturados com o API e entrar na fase de compressão sem ter
necessidade de passar pela granulação (comprimidos obtidos por mistura direta).
Alguns comprimidos necessitam de revestimento. Esta consiste em colocar uma cobertura nos comprimidos, cujas razões principais são mascarar o sabor e/ou odor, eliminar a libertação de pó/partículas, isolar materiais incompatíveis, proteger das condições atmosféricas, alterar as propriedades de libertação do API, por fim, melhorar o aspeto.
Na Generis existe também a produção de cápsulas, nas quais são introduzidos pós,
granulados ou comprimidos.
Assim, como produto a granel, pronto para ser entregue às linhas de embalagem
obtém-se comprimidos, cápsulas e pós ou granulados para enchimento de saquetas.
17
3.2.1. Máquinas de compressão
Como descrito anteriormente, o objetivo desta Dissertação foca-se no processo
produtivo de compressão, no qual são constituídas como base de estudo três máquinas de
compressão: a Unipress, a Kilian BB e a Kilian D.
Existem vários tipos de máquinas de comprimir e a escolha da ação de compressão
para um determinado produto em particular é primeiramente determinada pela força de
compressão necessária, tempo de duração do lote a comprimir, dimensão final dos
comprimidos, produção requerida, fluidez do material a comprimir, conformidade com as
normas GMP, exigências sobre o tipo de controlo requerido e, por fim, velocidade e
versatilidade da mudança da máquina para se fazer um produto diferente.
Estas classificações de tipos de compressão e suas caraterísticas podem servir de guia
para a escolha da máquina de comprimir adequada.
As máquinas de comprimir são caraterizadas por terem vários punções superiores e
inferiores (tantos quantos as estações) que assentam em matrizes, que se podem observar na
Figura 9 e Figura 10. Os punções são colocados verticalmente num círculo contínuo na parte
principal da máquina, a torre. Com o rodar da torre, cada estação é controlada com uma série
de rampas que participam no enchimento das matrizes, controlo de peso, compressão e
injeção individual dos comprimidos de cada estação, num ciclo automático e contínuo
(Manesty).
Figura 9. Matrizes com formato circular e oblongo, respetivamente.
18
Figura 10. Punções superior e inferior, respetivamente.
O funcionamento das máquinas de compressão que foram alvo de estudo é
semelhante. A sua principal diferença centra-se no número de punções que cada máquina
possui, assim como na automatização da máquina. As máquinas Kilian BB e Kilian D são muito
semelhantes, até mesmo as salas onde as máquinas se encontram, como se pode observar na
Figura 11. Na Tabela 5 encontram-se as diferenças mais relevantes de cada máquina.
Figura 11. Máquinas de compressão alvo de estudo.
19
Tabela 5. Caraterísticas de cada máquina em estudo.
Kilian BB Kilian D Unipress
Número de Estações 32 21 27
Tipo de Punções Tipo B (Matriz Tipo BB)
Tipo B (Matriz Tipo B)
Tipo D
Tipo de ajuste
Velocidade da máquina
Automático Automático Automático
Velocidade do distribuidor
Automático Automático Automático
Ajuste do Enchimento da Matriz
Manual Manual Automático
Força de pré-compressão e compressão
Manual Manual Automático
Produção Lotes médios – de 100.000 UN a 800.000 UN
Apesar das diferenças previamente enumeradas, todas as máquinas de compressão
funcionam de acordo com o ciclo de compressão que é composto por seis passos.
Primeiramente, ocorre o enchimento do alvéolo da matriz através do alimentador por
ação da gravidade e sucção. De seguida, o material que se encontra no alvéolo da matriz é
nivelado por um mecanismo de ajuste do peso que é feito à saída da zona de carga do
distribuidor de pó. Ocorre a redução da altura para nivelamento da matriz através da rampa de
nivelamento de peso e através da pressão exercida pelos rolos de pré-compressão, o ar que se
encontra entre as partículas de material na matriz é expulso. Os rolos principais de compressão
exercem uma força que permite a união das partículas o que resulta na obtenção de um núcleo
sólido. Por fim, o comprimido é expulso da matriz pela rampa de ejeção(Manesty). Este ciclo de
compressão é apresentado na Figura 12.
Figura 12. Ciclo de compressão (Manesty).
20
Cada máquina de compressão tem como componentes principais a tremonha, o
distribuidor, rampas de enchimento, rasador, rampa de ejeção, lâmina para retirada dos
comprimidos, placa niveladora do pó das matrizes, rolos de pré-compressão e rolos de
compressão principal (Manesty).
A tremonha, intencionalmente desenhada de forma assimétrica, como se pode
observar na Figura 13, assegura que o fluxo do material escoe com velocidades diferentes,
reduzindo a tendência de separação do mesmo. Considerando que os materiais descem por
um dos lados da tremonha, e por ação desta conceção, provoca-se uma ação de mistura que
contraria a tendência para que os diferentes tamanhos de partículas sejam segregados com a
vibração da máquina(Manesty).
Figura 13. Tremonha.
Como se pode observar na Figura 14, as três máquinas em estudo são alimentadas por
via gravitacional.
21
Figura 14. Tipo de alimentação às máquinas Unipress e Kilian, respetivamente.
O distribuidor de pó rotativo usa dois sistemas de pás, que podem ser observados na
Figura 15. O primeiro conjunto incide sobre a zona de enchimento das matrizes, estando
posicionado um pouco mais alto que o segundo sistema de pás. O objetivo deste é mover o
material da zona de carga, transportando-o para a zona em que os punções inferiores estão
em descida de modo a que, com este movimento sejam cheias as matrizes. O segundo
conjunto aceita o material excedente que é ejetado da matriz aquando da etapa de ajuste de
peso. Este material continua a circular com o segundo sistema de pás, nivelando-o após
receber o material do primeiro. Nesta etapa, o material em excesso é reenviado para o primeiro
conjunto de pás, recirculando-o uma vez mais. Isto assegura que o sistema de alimentação
regule a quantidade de material que passa da entrada do enchimento, precavendo que este
passe em excesso para fora da zona abrangida pelo distribuidor. Para que isto funcione
corretamente é necessário que a entrada da tremonha seja ajustada em altura, de modo a
dosear a quantidade requerida(Manesty).
22
Figura 15. Distribuidor Kilian's.
Adicionalmente à auto regulação do desenho do distribuidor, alia-se o facto de os
distribuidores serem dotados de velocidade variável de modo a que o escoamento do material
seja feito de acordo com a necessidade de alimentação às matrizes(Manesty).
As rampas de enchimento permitem o fornecimento da quantidade de produto a alojar
nos alvéolos das matrizes, que corresponderá naturalmente às especificações de peso
desejado(Manesty).
O rasador das matrizes encontra-se depois da unidade de enchimento e tem como
objetivo dirigir qualquer material excedente, verificado à saída do distribuidor na direção do
centro da torre de recirculação, para introduzir novamente na unidade de alimentação, sendo
este retomado pelo distribuidor com um subsequente enchimento das matrizes. Evitando que
haja perdas de material. Na Figura 16 é possível observar o rasador (Manesty).
Figura 16. Rasador.
23
Assim que um comprimido é formado na matriz, é ejetado por ação de uma rampa (de
ejeção) instalada no caminho das rampas inferiores que eleva o punção e consequentemente o
comprimido, até que este saia da matriz para o prato.
A lâmina para retirada dos comprimidos encaminha os comprimidos no sentido da
calha de descida destes para fora da máquina. Quando um comprimido é identificado como
rejeitado existe uma porta móvel na calha de descida dos comprimidos que abre para que os
rejeitados não se misturem com os comprimidos dentro das especificações, como se pode
observar na Figura 17.
Figura 17. Rampa de seleção de comprimidos.
No ponto onde o punção superior entra na matriz, uma placa plana está em contacto
com o prato das matrizes de modo a selar a matriz entre estes dois pontos, nivelando assim o
pó das matrizes.
Esta etapa de pré-compressão tem a função de retirar o ar entre as partículas de pó de
forma a facilitar a agregação entre elas e evitar fenómenos que fragilizam a estrutura do
comprimido após a sua expulsão da matriz.
Por fim, as máquinas de compressão possuem ainda os rolos de compressão principal
que conferem uma maior dureza. De notar que na máquina Unipress, todos os ajustes de peso,
pré-compressão, e compressão são realizados através do monitor do software, enquanto que
nas máquinas Kilian D e Kilian BB os ajustes são manuais, como se pode observar na Figura
18.
24
Figura 18. Ajuste das máquinas Kilian D e Kilian BB.
Na produção de produtos farmacêuticos, é cada vez maior o número de comprimidos
com diferentes formas. Os formatos dos punções e matrizes conferem o tamanho e a forma do
comprimido, podendo estes ser redondos ou oblongos. Na Figura 19, pode observar-se a
variedade de comprimidos produzidos na Generis.
Figura 19. Vários formatos e tipos de comprimidos.
Em cada punção superior é incorporado um retentor, peça de plástico que como o
nome indica retém os óleos lubrificantes, evitando que estes entrem em contacto com o
comprimido. Os retentores têm como benefícios um maior tempo de operação, menos
desgaste dos punções e menos possibilidade do produto ser contaminado.
25
Figura 20. Punções com retentores.
Todos os punções começam a ficar inevitavelmente opacos com o uso e devem ser
regularmente e corretamente polidos. Esta operação é essencial para garantir a produção de
comprimidos de elevada qualidade. Durante muitos anos, o polimento era realizado pelo
operador que usava o kit de polimento que compreende escovas, filtros e pastas de polimento
de polimento. Recentemente, foi adquirido um equipamento de polimento de punções da
LURGA, Figura 21. Este equipamento usa casca de noz e pasta de polimento como material
polidor.
Figura 21. Equipamento para polimento.
Segundo a empresa de metalúrgica, Lurga, a casca de noz é um abrasivo vegetal extremamente macio, fabricado a partir de cascas de noz trituradas, obtendo-se várias granulometrias devidamente calibradas. Possui excelente durabilidade. Este abrasivo é usado
26
no processo a seco quer para acabamento quer para desbaste variando o tamanho do grão e deve ser combinado com uma pasta de polir adequada. O atrito gerado entre o movimento da máquina e consequentemente do abrasivo impregnado e as peças, remove o material das peças gerando uma superfície altamente polida. Dado que a casca de nós tem uma força por grama muito baixa, consegue-se obter um bom polimento sem desgastar as peças (Lurga). Acoplado a cada máquina de compressão existe um despoeirador e, de seguida, um detetor de metais, Figura 22. Tal como o nome indica, o despoeirador serve para retirar o pó que a máquina expele com cada comprimido, tornando, assim, o processo de embalamento mais fácil. O detetor de metais surge como um sistema de inspeção e rejeição de comprimidos que possam conter partículas de metal provenientes de alguma degradação que possa ter acontecido em algum comente dos equipamentos envolvidos no processo de fabrico do medicamento. Sendo a máquina constituída por metal, é necessário usar o detetor de metais no fim da compressão.
Figura 22. Despoeirador e detetor de metais.
27
4. Situação Inicial
Como descrito anteriormente, o objetivo desta Dissertação tem como foco o setup do
processo produtivo de compressão, no qual são constituídas como base de estudo três
máquinas de compressão: a Unipress, a Kilian BB e a Kilian D.
Na Generis existem três tipos de limpeza, cuja denominação seguinte foi adotada pela
própria empresa, a limpeza menor, o vazio de linha e, por fim, a limpeza maior. A limpeza
menor é efetuada no final de cada dia em que não haja mudança de produto ou ainda, entre
mudanças de lote do mesmo produto; a limpeza de vazio de linha é efetuada sempre que haja
mudanças da dosagem do mesmo produto; e por fim, a limpeza maior é executada sempre que
seja efetuada uma mudança de produto, que se carateriza na mudança de API, e
imediatamente após finalizar a fase de fabrico executado pela máquina em questão. Para a
realização deste estudo só foram tidas em conta as limpezas maiores.
O setup de uma mudança de linha compreende os seguintes passos:
Finalização do lote anterior:
Deste passo faz parte a realização do último IPC, isto é, um conjunto de testes
realizado ao comprimido, tais como, a determinação da dureza, a determinação do
peso e espessuras, a capacidade de desagregação e a friabilidade do comprimido. E,
por fim, é calculado o rendimento da produção. Este passo é realizado pelo operador,
que quando dá por terminada a produção, realiza o último IPC e, de seguida, pesa a
quantidade de comprimidos produzidos de forma a calcular o rendimento da produção.
Desmontagem da máquina:
Nesta fase, tudo o que pode ser desmontado da máquina é retirado e enviado
para a sala de lavagens, pelo operador. De notar que a desmontagem dos punções e
matrizes é seguida pela passagem de um papel absorvente isento de fibras pelos
mesmos. Assim facilita a sua limpeza, reduzindo a sujidade de óleo e produto.
Limpeza da máquina:
Esta limpeza é efetuada pelo operador e este deve garantir que a máquina está
em condições para que não haja contaminações na mudança de produção de um
produto para o outro. É necessário que o operador sopre a máquina com ar
comprimido, e de seguida a lave com uma passagem de água e detergente, seguida de
uma passagem por água desmineralizada e por fim por álcool. A limpeza deve ser
minuciosa e eficiente para garantir a limpeza completa da máquina.
Limpeza das peças:
A limpeza das peças é efetuada pela área de higienização e limpeza, na sala
de lavagens. Cabe ao higienizador lavar as peças com água e detergente, passar as
peças por água desmineralizada e de seguida por álcool. As peças têm de ser
previamente secas antes de serem colocadas no carrinho de transporte de materiais. O
operador, assim que acaba a limpeza da máquina, dirige-se à sala de lavagens e seca
as peças de forma a auxiliar a higienizadora.
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Limpeza da sala:
Tal como a limpeza das peças, a limpeza da sala é realizada por um
higienizador que limpa a sala na sua totalidade, incluindo o airlock (compartimento
fechado adjacente à sala que se encontra sob pressão) de materiais, o airlock dos
sujos, o airlock pessoal e a sala do sistema de extração da máquina de compressão. A
sequência de limpeza da sala é semelhante à limpeza da máquina. Primeiramente, a
higienizadora limpa o teto (incluindo a iluminaria e grelhas de extração), depois as
paredes, a bancada de trabalho e o armário de gavetas, a plataforma elevatória (no
caso das salas das máquinas das Kilians) e por fim o chão, em todos os
compartimentos da sala que foram descritos anteriormente. A limpeza é realizada com
água e detergente e de seguida uma passagem de água desmineralizada. Na bancada
de trabalho é passado um pano humedecido em álcool. Semanalmente, esta limpeza é
feita com um detergente desinfetante próprio para a indústria farmacêutica.
Montagem:
O operador monta todos os componentes da máquina que foram anteriormente
desmontados, entre eles, punções, matrizes, distribuidor, tremonha, sensor do nível do
pó, rasador e rampa de seleção.
Preparação do lote seguinte:
Este passo engloba a preparação das etiquetas de identificação do próximo
produto, assim como, tarar barricas e sacos. O operador através do processo do
produto que irá entrar na máquina, sabe quantas barrica irá precisar, assim como as
etiquetas e os sacos. Nesta fase o operador toma conhecimento de todos os
parâmetros do produto que vai ser comprimido, preenchendo as informações
necessárias no programa de software da máquina e equipamentos acessórios como
balança analítica e durabilómetro.
Afinação:
Este último passo compreende a introdução dos parâmetros do produto a
comprimir na máquina de compressão e só está concluído após a obtenção de um IPC
completo que cumpra com as especificações da Instrução de Fabrico. A duração deste
passo está diretamente dependente da experiência do operador e das características
tecnológicas do próprio produto, sendo por isso o passo mais variável em termos de
tempo num processo de setup de uma máquina de compressão.
Primeiramente e de acordo com a metodologia dos cinco passos desenvolvida por
Shingeo Shingo, foram analisadas as várias fases do setup e concluiu-se que com a exceção
da afinação, todos os outros passos que compreendem o setup são trabalhos internos, isto é,
só podem ser realizados com a máquina parada. De acordo com a ordem de realização das
fases do setup, apresentada na Tabela 6, o trabalho interno está separado do trabalho externo,
onde apenas a afinação, que se realiza no fim da mudança de linha, é classificada como
trabalho externo.
29
Tabela 6. Classificação das várias fases do setup.
Fases Setup Tipo de trabalho
Finalização do lote anterior Trabalho interno
Desmontagem Trabalho interno
Limpeza máquina Trabalho interno
Limpeza sala Trabalho interno
Montagem Trabalho interno
Preparação do lote seguinte Trabalho interno
Afinação Trabalho externo
De seguida e como ponto de partida principal foram observadas e acompanhadas
várias limpezas maiores e foram analisadas as várias fases do setup. Desta análise, concluiu-
se que com a exceção da afinação, todos os outros passos que compreendem o setup são
trabalhos internos, isto é, só podem ser realizados com a máquina parada. Seguidamente
foram registados os tempos de cada fase da mudança de linha.
Os tempos de mudança são registados pelos operadores em livros de registo, os
logbooks. E para complementar este registo, no início do ano de 2017, foi implementada na
área de fabrico um programa de software, denominado Plataforma OEE, desenvolvido pelo
departamento de Engenharia da Generis com o apoio do Instituto Kaizen. Esta plataforma tem
como objetivo monitorizar o que acontece em cada máquina a cada segundo, com o intuito final
de se obter o indicador de eficiência OEE. É da responsabilidade do operador de cada máquina
o registo, quer no logbook quer no software, de todos os acontecimentos. No final de cada
semana os dados da plataforma são validados por parte da supervisão do fabrico.
Assim sendo, todos os dados que aqui são apresentados estão de acordo com a
plataforma OEE, e ou com os meus registos, sempre bem identificados.
Nas Figura 23 e Figura 24 seguintes é possível observar os tempos de setup de
mudança em cada máquina pelos registos da plataforma no mês de início do estudo, Fevereiro,
assim como a média de tempos de setup em cada máquina no mesmo mês. Como se pode
observar cada mudança apresenta o seu tempo de setup, no qual o operador, o produto que foi
produzido e do que irá ser e o fluxo de trabalho na área de Higiene e Limpeza têm impacto em
cada mudança de linha, contribuindo para a sua variabilidade.
Figura 23. Tempos de setup de cada máquina em Fevereiro.
0:00
2:24
4:48
7:12
9:36
12:00
14:24
16:48
0 2 4 6 8 10
Tem
po
s d
e se
tup
(h
ora
s)
Número de mudanças
Fevereiro
Kilian BB
Kilian D
Unipress
30
Analisando a Figura 24, podemos ter uma ideia mais clara da média dos tempos de
setup para cada máquina no mês de Fevereiro, na qual se verifica que a máquina de
compressão Unipress é a que apresenta um tempo médio de setup maior.
Figura 24.Tempos médios de setup para cada máquina em Fevereiro.
Dividindo o setup em cada uma das suas fases pode observar-se o tempo médio de
cada tarefa em cada máquina, como se pode observar na Tabela 7. De notar que estes dados
foram recolhidos por mim durante as observações efetuadas.
Tabela 7. Tempos médios de cada uma das fases do setup para cada máquina em estudo.
Setup Máquinas (horas) Kilian BB Kilian D Unipress
Operador Finalização do lote anterior 00:43 00:33 00:36
Desmontagem da máquina 01:48 01:38 01:40
Limpeza da máquina 01:38 01:57 01:57
Montagem 01:35 01:39 01:42
Preparação do lote seguinte 00:35 00:40 01:00
Afinação 00:47 00:34 00:41
Higienizador Limpeza peças 01:16 01:14 01:07
Limpeza sala 01:51 01:52 02:17
11:16
9:56
11:51
Tempos (horas)
Tempos Médios de Setup
Kilian BB Kilian D Unipress
31
Na Figura 25, foram tidas em conta as esperas que existem em média no setup de
cada máquina.
Figura 25. Tempos médios de cada fase do setup para cada máquina.
De forma a perceber a importância das esperas, analisaram-se as esperas totais
durante o setup no mês de Fevereiro. De acordo com a plataforma OEE existem três grandes
focos de esperas: polimento/troca de punções, higienização e, por fim, manutenção corretiva,
como se pode verificar pela Figura 26.
Figura 26. Tempos de espera durante o setup no mês de Fevereiro.
Conciliando os dados da plataforma OEE com as observações dos setup’s constatou-
se que as esperas durante o setup se focam no polimento/troca de punções, na higienização e
na manutenção corretiva. O tempo de espera associado ao polimento/troca de punções está
relacionado com o tipo de API’s e excipientes que constituem o comprimido que está a ser
0:21
0:50
1:19
1:48
2:16
2:45
3:14
Tem
po (
hora
s)
Fases Setup
Kilian BB
Kilian D
Unipress
5:06 05:38
1:36
11:06
09:22
05:02
Polimento/troca Punções Higienização Manutenção Corretiva
Tempos de espera Fevereiro Kilian BB Kilian D Unipress
14:25
32
produzido, o que torna inevitável a paragem da máquina. Existem compostos que têm
tendência a aderir aos punções, o que exige a paragem da máquina para que se possam polir.
Já no caso das paragens realizadas durante o setup para que haja intervenção da
manutenção, a maior causa é o mau contacto dos sensores da máquina. Pela análise da
Figura 26 conclui-se que a perda de tempo mais significativa se relaciona com a espera de
higienização para a limpeza de salas ou de peças devido a momentos de sobreposição de
outras salas para limpeza resultando em tempos de espera por higienização para a sala em
questão.
Ainda relacionado com a limpeza da sala, as salas mais recentes, que foram
construídas durante a expansão da fábrica, como é o caso da sala da máquina da Unipress,
possuem uma zona de alimentação do produto no piso superior que comunica com a sala
através de um tubo metálico, como se pode observar na Figura 27. A existência destas zonas
de alimentação no Piso 1 incrementam o tempo de mudança, visto que a higienizadora tem de
se deslocar a outro piso para poder completar a limpeza da sala. Nas salas das máquinas da
Kilian D e Kilian BB tal não se verifica uma vez que tudo ocorre no mesmo espaço físico.
Figura 27. Zona de alimentação da máquina Unipress.
Outro problema relacionado com a forma de alimentação do produto à máquina na
parte mais recente da fábrica, prende-se com o tipo de válvula que se coloca nos bins. Existem
válvulas próprias quer para a parte mais antiga, quer para a parte mais recente. No entanto, o
ajuste do planeamento fino poderá por vezes levar a trocas de equipamento que trazem como
consequência a necessidade de troca da válvula inicialmente colocada e consequentemente o
incremento do tempo de setup devido a esta tarefa acessória.
Nas salas das máquinas Kilian D e Kilian BB, o produto é introduzido na tremonha
através de uma plataforma elevatória que eleva o bin com produto a ser comprimido, como se
verifica na Figura 28.
33
Figura 28. Sala da máquina Kilian D.
Foi também notório, durante a montagem e desmontagem da máquina, que era
recorrente a saída da sala de trabalho para procurar ferramentas necessárias para a realização
da montagem/desmontagem da máquina, tais como chaves de aperto e retentores. Na Figura
29 e Figura 30 observa-se que as caixas de ferramentas existentes em cada sala estavam
incompletas e desorganizadas, assim como os retentores que estavam todos misturados. O
operador quando monta a máquina vai procurar qual o tipo de retentor que se adapta aos
punções que vão ser usados.
Figura 29. Caixa de ferramentas.
34
Figura 30. Caixa dos retentores desorganizados.
Outro fator que beneficia a existência de setup’s elevados é a inexistência de tarefas
normalizadas. Este problema tem um maior impacto quando ocorre mudança de turnos no
meio de uma mudança de linha. Quando tal acontece, é notável o aumento do tempo de setup,
uma vez que cada operador tem o seu método de trabalho. E mesmo que o trabalho seja
passado de forma correta, se o operador do turno anterior deixar a limpeza da máquina a meio,
o operador que o vem substituir repete passos já realizados. Para que tal não se verifique, é
necessário normalizar as tarefas. Se todos fizerem da mesma forma e sequência a passagem
do trabalho é mais eficiente e produtiva.
Através das observações e acompanhamento de mudanças de linha, foi possível
concluir que a sobreposição de salas a aguardar para limpeza, as falhas de comunicação
aliadas à falta de organização do material necessário e à falta de normalização de tarefas
contribuem para os tempos de mudança elevados. Concluiu-se, assim, que as causas dos
setup’s demorados estavam relacionadas com cinco grandes fatores: matéria prima, máquina,
meio ambiente, mão de obra e por fim método. O diagrama de Hishikawa, apresentado na
Figura 31, resume todas as causas encontradas.
Figura 31. Análise de causas.
35
Apesar de todas as razões enumeradas anteriormente terem um impacto direto nos
tempos de setup, a disponibilidade dos operadores e trabalhadores envolvidos, assim como a
sua motivação e estado de espírito são fatores fundamentais que se revelam muito importantes
no bom desempenho operacional.
36
37
5. Implementação
Neste capítulo, é descrita a implementação das melhorias operacionais, com base em
formação e normalização, para que os operadores possam continuar a realizá-las de modo
sustentado no futuro. As mudanças implementadas surgiram das oportunidades de melhoria
identificadas no capítulo anterior.
A implementação do SMED foi realizada de acordo com a metodologia dos cinco
passos desenvolvida por Shingeo Shingo com o auxílio de um conjunto de ferramentas
auxiliares que permitem uma melhor implementação deste método, segundo (Sugai,
McINTOSH, & Novaski, 2007).
Como referido no capítulo 4, apenas a fase da afinação é classificada como trabalho
externo, que se encontra com a azul claro na Figura 32. Assim, é necessário otimizar todas as
outras fases com o objetivo de reduzir o tempo de setup.
Figura 32. Ciclo de mudança de linha.
Como ponto de partida foi estabelecido o tempo de setup objetivo que teve em
consideração os tempos médios observados de cada passo da mudança de linha. Idealmente é
possível atingir as 7horas e 30 minutos e 7 horas e 10 minutos de mudança de linha, nas salas
das máquinas Kilian D e Kilian BB e Unipress, respetivamente, tendo sempre em vista a
simultaneidade de tarefas, como se pode observar nas Tabela 8 e Tabela 9.
Finalização do lote anterior
Desmontagem da máquina
Limpeza da máquina
Limpeza da sala e das peças
Montagem
Preparação do lote seguinte
Afinação
Produção
38
Tabela 8. Tempo de setup ideal para a Kilian D e Kilian BB.
Tabela 9. Tempo de setup ideal para a Unipress.
De notar que as salas e as máquinas Kilian D e Kilian BB são muito semelhantes e por
isso o gráfico ideal apresentado na Tabela 8, é igual para ambas.
A criação das tabelas Tabela 8 e Tabela 9 teve como base os tempos mínimos já
conseguidos até à data e os tempos médios de cada fase do setup. No entanto, não se pode
esquecer o impacto de cada produto e de cada operador, tendo em consideração a sua
experiência e capacidade física, sendo que neste último ponto é notória a facilidade que os
homens apresentam em relação às mulheres. Estes pontos referidos influenciam o
cumprimento do objetivo, criando variabilidade do mesmo. Deste modo, o tempo médio de
setup objetivo foi fixado nas 8 horas para as três máquinas de compressão em estudo.
Inicialmente foi necessário consciencializar os operadores para o registo mais
correto dos tempos. Para tal, foi realizada uma reunião com todos os operadores na qual se
apresentaram todas as funcionalidades da plataforma OEE e esclareceram todas as dúvidas
existentes, com o intuito de se poderem extrair da plataforma todos os problemas e suas
causas e assim ser mais fácil a sua resolução.
Operador
Finalização do lote anterior
30 min
Desmontagem da máquina
1 h 30 min
Limpeza máquina
2 h Limpeza peças
30 min
Montagem
1 h 30 min Preparação do
lote seguinte
40 min
Afinação
30 min
Higienizador Limpeza Peças
1 h
Limpeza sala
2 h 30 min Setup total 7 horas e 30 minutos
Operador
Finalização do lote anterior
30 min
Desmontagem da máquina
1 h 30 min
Limpeza máquina
2 h Limpeza peças
30 min
Montagem
1 h 30 min Preparação do
lote seguinte
40 min
Afinação
30 min
Higienizador Limpeza Peças
1 h
Limpeza sala
2 h 30 min Setup total 7 horas e 10 minutos
39
De forma a otimizar as tarefas com o objetivo de atingir o tempo de setup objetivo
apresentado, começou-se por otimizar algumas que se classificam como trabalho interno.
Primeiramente, foi realizada a organização da caixa de ferramentas. Foram adquiridas
novas caixas de ferramentas com diversos compartimentos, nos quais apenas se encontram as
ferramentas que são necessárias. Cada compartimento está identificado assim como as
ferramentas de cada sala, como se pode observar na Figura 33.
Figura 33. Caixas de ferramentas organizadas.
Além de ser visualmente mais fácil saber onde está cada ferramenta, não existem
perdas de tempo desnecessárias para procurar material durante a desmontagem/montagem da
máquina. Também relacionado com a organização dos materiais, foi estabelecido que o
operador que está encarregue da lavagem e polimento dos punções tem a responsabilidade de
garantir que cada jogo de punções tem um conjunto de retentores e que estes são guardados
na caixa dos punções para evitar trocas e extravios, como se pode observar na Figura 34.
Figura 34. Caixa dos punções e matrizes com os respetivos retentores.
Através destas duas melhorias relacionadas com arrumação e organização de
materiais é possível reduzir em cerca de 10 minutos o tempo de montagem da máquina.
40
Em relação às válvulas dos bins, definiu-se um espaço de arrumação na sala de
arrumos para as diferentes válvulas (Figura 35) e consciencializaram-se os operadores que
colocam as válvulas a consultarem o plano de fabrico e a IF de forma evitar a perda de tempo
associada à troca da mesma.
Figura 35. Zona de arrumação das válvulas.
A limpeza da máquina é realizada com o auxílio de um carrinho de limpeza, como o da
esquerda da Figura 36. Este carrinho transporta dois baldes, um com água e detergente e
outro com água desmineralizada, um recipiente de álcool 70%, aventais de plástico, panos
isentos de fibras, escovilhão para a limpeza dos orifícios onde os punções encaixam e ainda
uma pistola de ar comprimido. Uma vez que é da responsabilidade do operador a preparação
do carrinho de limpeza, foi desenvolvido um carrinho de limpeza mais robusto que contém
todos os utensílios para a limpeza da máquina, como é possível observar no lado direito da
Figura 36, o que permite que o operador não perca tempo a preparar o carrinho. O operador
apenas tem de preparar os dois baldes, um com água e detergente e outro apenas com água
desmineralizada.
41
Figura 36. Carro de limpeza existente e carro de limpeza sugerido como melhoria.
Com esta implementação, a tarefa está muito mais simplificada. O material passou a
estar sempre presente no carro, cujo desenho permite a separação do material e corte rápido e
preciso dos rolos de pano e papel. O fato do carro ser relativamente estreito permite que seja
transportado para qualquer local da zona de Fabrico.
Durante a limpeza da máquina, é necessário passar o escovilhão em cada orifício onde
encaixam os punções superiores e inferiores e as matrizes. Pela Figura 37 percebe-se que
essa limpeza é cansativa e morosa.
Figura 37. Limpeza dos orifícios dos punções antes da melhoria implementada.
42
De forma a otimizar esta limpeza, foi pensado, em conjunto com o operador, usar uma
aparafusadora elétrica à qual se acopla um escovilhão e que permite uma limpeza mais rápida
e eficiente, sem tanto esforço para o operador, como se pode verificar pela Figura 38.
Figura 38. Limpeza dos orifícios dos punções depois da melhoria implementada.
Comparando, através da Tabela 10, os tempos de limpeza dos orifícios registados
usando apenas o escovilhão com os tempos em que a limpeza é realizada com o auxílio da
aparafusadora elétrica, conclui-se que esta implementação permitiu reduzir em cerca de 40% o
tempo de limpeza dos orifícios dos punções.
Tabela 10. Ganhos obtidos pela melhoria aplicada à limpeza dos orifícios dos punções.
Tempos de limpeza Kilian BB Kilian D Unipress
Antes da implementação
19 min 12 seg 16 min 3 seg 20 min 5 seg
Depois da implementação
11 min 24 seg 10 min 8 seg 11 min 10 seg
Ganho % 41 37 41
Também com o objetivo de garantir uma limpeza mais rápida e eficiente das máquinas,
através do aumento de pressão das pistolas de ar comprimido, os tubos das mesmas foram
substituídos por tubos mais finos, como se pode observar na Figura 39.
43
Figura 39. Pistolas de ar comprimido.
Relativamente à limpeza das peças da máquina, na área de Higiene e Limpeza existe
uma máquina, o hidrobox representado na Figura 40, que tem como função principal lavar os
bins.
Figura 40. Hidrobox.
No entanto, quando a afluência de equipamentos e peças para lavar aumenta, existe
um carrinho de peças, apresentado na Figura 41, que tem o mesmo formato que os bins e que
pode ser introduzido no hidrobox com o objetivo de não sobrecarregar as higienizadoras e
tornar menos morosa a limpeza das peças. Este procedimento apenas é efetuado quando há
44
muita afluência, uma vez que o programa de limpeza do hidrobox tem a duração de uma hora e
as peças quando saem deste equipamento ainda têm de ser passadas por álcool e
posteriormente secas para que a limpeza esteja completa, o que, quando comparado com a
limpeza manual efetuada pelas higienizadoras, aumenta o tempo em vinte minutos, como se
pode observar pela Tabela 11.
Tabela 11. Comparação dos tempos médios de limpeza das peças.
Hidrobox e Manual Apenas Manual
Tempos médios de limpeza 1 hora 50 minutos 1 hora 30 minutos
Figura 41. Carrinho de limpeza de peças no hidrobox.
Uma vez que a abertura da rede do carrinho de limpeza é reduzida, apenas podem ser
introduzidas neste carrinho peças que não tenham muitos recantos, de forma a ser possível
assegurar uma limpeza eficiente das mesmas. De forma a ser possível a utilização do hidrobox
para a limpeza de peças de diferentes tamanhos e geometrias que são utilizadas em toda a
zona de fabrico, foi realizada uma pesquisa para averiguar a existência de uma empresa que
faça suportes e adapte o hidrobox à limpeza de peças. A Alphaphoenix, uma empresa alemã,
realiza este tipo de trabalhos e está diretamente ligada à indústria farmacêutica. Foi pedido um
orçamento que até à data de entrega desta Dissertação de Mestrado não esteve pronto.
Relacionado ainda com as limpezas, na limpeza das salas de compressão, um dos
problemas encontrados foi a dimensão das salas da parte antiga da fábrica, como é o caso das
salas das máquinas Kilian D e Kilian BB. Com o intuito de resolver este problema foram
pedidas demonstrações de novos equipamentos que facilitassem a limpeza das salas. Foi
testada uma máquina de limpeza do chão que aspira e lava ao mesmo tempo e para a limpeza
das paredes e teto foi-nos apresentado um conjunto de mopas embebidas em solução de
limpeza que podem ser usadas em 100 m2, garantido a limpeza eficiente do espaço pretendido.
No que diz respeito ao aspirador não se procedeu à sua aquisição uma vez que não limpa
45
eficientemente os cantos das salas, uma vez que estas possuem bumpers. Em relação às
mopas, foi pedido o orçamento e é possível a sua implementação num futuro próximo.
Na limpeza do piso 1 foi implementada apenas a conciliação de tarefas, ou seja,
enquanto a máquina está a ser lavada pelo operador, o piso 1 é limpo por uma higienizadora
de modo a economizar tempo. Cerca de 30 minutos são ganhos como se pode observar na
Tabela 12.
Tabela 12. Simultaneidade dos tempos de limpeza de sala e máquina.
Limpeza máquina 2 h
Limpeza sala
2 h 30 min
Foi também analisada a necessidade de integrar na área de Higiene e Limpeza mais
uma colaboradora por turno, ajudando assim na gestão do fluxo de trabalho. Esta sugestão não
foi implementada até à entrega desta Dissertação. No entanto, a ideia de melhoria agradou a
toda a empresa.
Por fim, com o objetivo de normalizar e consolidar as tarefas foram criados SOP’s
(Standard Operating Procedure) de mudança de linha para cada máquina (ver secção 9.1 e
9.2) nos quais se detalharam todos os passos que devem ser cumpridos de forma a garantir
uma mudança de linha uniformizada. Assim, os operadores realizam as mesmas tarefas pela
mesma ordem, tornando mais fácil e eficiente a passagem de trabalho entre turnos e evitando
repetições de tarefas e esquecimento de outras. Foram ainda criadas OPL’s (One Point
Lesson) de limpeza para cada sala (ver secção 9.3 e 9.4), de limpeza das máquinas de
compressão (ver secção 9.5) e limpeza do piso 1 (ver secção 9.6), com o objetivo de, mais uma
vez, garantir a normalização da execução de tarefas, utilizando como norma a melhor e mais
eficaz conhecida até ao momento. Deste modo, foi possível não só reduzir a variabilidade das
tarefas, como reduzir o erro, treinar qualquer operador e definir tempos objetivos. A norma em
formato de OPL, geralmente bastante visual, deixa pouca margem para dúvidas, reduzindo o
tempo de execução da tarefa e eliminando quase na totalidade a probabilidade de erro.
Adicionalmente, foram ainda criadas checklist dos setup’s de cada máquina (ver
secção 9.7 e 9.8) de forma a permitir ao operador e à supervisão perceber o tipo de problemas
que levaram ao incumprimento dos tempos durante o setup.
Apesar de todas as razões enumeradas anteriormente terem um impacto direto nos
tempos de setup, a disponibilidade dos operadores e trabalhadores envolvidos, assim como a
sua motivação, são fatores fundamentais que se revelam muito importantes no bom
desempenho operacional. Para tal foi sugerido que nas reuniões semanais realizadas com
todos os elementos da supervisão fossem transmitidas mensagens motivadoras e de elogio à
equipa de trabalho.
46
47
6. Avaliação dos Benefícios
As melhorias implementadas tiveram como objetivo principal a redução do tempo de
setup das três máquinas de compressão em estudo, sem nunca se perder de vista o intuito de
facilitar e melhorar as condições de trabalho já existentes. Como foi descrito na secção 4, os
elevados tempos de setup tinham como causa principal as esperas pela Higienização. No
entanto, além desta causa, foi possível encontrar vários pontos a melhorar a nível de
organização e da simplificação de tarefas.
Como é possível observar na Tabela 13, as melhorias realizadas tiveram um impacto
direto nas fases de desmontagem/montagem da máquina e na fase da limpeza da mesma o
que permitiu obter ganhos de redução de tempo em cada máquina de cerca de 3%.De notar
que nesta avaliação não foram tidos em conta os tempos de espera.
Tabela 13. Ganhos obtidos em cada máquina após as melhorias realizadas.
Setup Máquinas (horas) Kilian BB Kilian D Unipress
Antes Depois Antes Depois Antes Depois
Operador Finalização do lote anterior
00:43 00:43 00:33 00:33 00:36 00:36
Desmontagem da máquina
01:48 01:43 01:38 01:35 01:40 01:35
Limpeza da máquina 01:38 01:30 01:57 01:51 01:57 01:48
Montagem 01:35 01:30 01:39 01:34 01:42 01:37
Preparação do lote seguinte
00:35 00:35 00:40 00:40 01:00 01:00
Afinação 00:47 00:47 00:34 00:34 00:41 00:41
Higienizador Limpeza peças 01:16 01:16 01:14 01:14 01:07 01:07
Limpeza sala 01:51 01:51 01:52 01:52 02:17 02:17
Ganhos 2,9% 2,3% 2,8%
Analisando os tempos totais de setup para cada máquina ao longo do período
estudado, através da Figura 42, conclui-se que globalmente a tendência da evolução dos
tempos de mudança é decrescente, revelando sucesso na implementação do SMED. Como se
pode verificar, nos primeiros meses de implementação (março/ abril), registou-se um aumento
do tempo médio das mudanças, assim como nos meses de maio e junho. As oscilações
correspondentes aos meses de março e abril relacionam-se com a criação de uma nova
metodologia de mudança, que no início, ao constituir uma novidade, causa bastante entropia
na rotina de trabalho, pois é necessário treinar o novo hábito de modo a substituir o hábito
antigo. E, por sua vez, as variações observadas nos meses de maio e junho são justificadas
pela saída de uma higienizadora no mês de abril e pela entrada de férias da higienizadora mais
experiente durante o fim do mês de maio e início de junho.
48
Figura 42. Evolução tempos de setup.
Dando especial foco aos tempos de espera ainda é possível verificar pelas
Figura 43, Figura 44 e Figura 45 que as esperas que influenciam negativamente os tempos de
setup globalmente têm vindo a diminuir, apresentando uma oscilação em Abril e Maio que
corrobora a necessidade de aumentar o número de elementos da equipa de higienização de
forma a colmatar estes tempos de espera sempre que ocorrem simultaneidades de mudanças
em mais do que duas salas.
Figura 43. Evolução tempos de setup Kilian BB com e sem esperas.
6:28
7:26
8:24
9:21
10:19
11:16
12:14
Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho
Te
mp
o (
ho
ras)
Evolução Tempos de Setup
Kilian BB
Kilian D
Unipress
Objetivo
1:12
3:36
6:00
8:24
10:48
13:12
Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho
Te
mp
o (
ho
ras)
Evolução Tempos de Setup Kilian BB
Kilian BB
Kilian BB (sem esperas)
49
Figura 44. Evolução tempos de setup Kilian D com e sem esperas.
Figura 45. Evolução tempos de setup Unipress com e sem esperas.
Analisando os tempos de espera de Julho (Figura 46) e comparando através da Tabela
14 os tempos de espera iniciais e finais, conclui-se que o tempo perdido no polimento e troca
de punções aumentou significativamente, e que houve uma leve redução nos tempos de
espera por higienização e de manutenção corretiva. A variabilidade dos produtos que são
fabricados tem uma grande influência no comportamento e manutenção das máquinas, sendo
que estes dois fatores são dificilmente previsíveis.
Figura 46. Tempos de espera médios no mês de Julho.
1:12
3:36
6:00
8:24
10:48
13:12
Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho
Te
mp
o (
ho
ras)
Evolução Tempos de Setup Kilian D
Kilian D
Kilian D (sem esperas)
1:12
3:36
6:00
8:24
10:48
13:12
Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho
Te
mp
o (
ho
ras)
Evolução Tempos de Setup Unipress
Unipress
Unipress (sem esperas)
08:36
04:17 03:31 01:25
11:58
04:42
Tempos de espera Julho Kilian BB Kilian D Unipress
16:26
7:30
Polimento/Troca de punções Higienização Manutenção corretiva
50
Tabela 14. Tempos de espera antes e depois da implementação das melhorias.
Tempos de espera (horas)
Polimento/troca Punções Higienização Manutenção corretiva
Antes 11:06 5:25 11:44
Depois 19:28 4:33 10:24
Ganhos -75% 3% 11%
Analisando, através da Figura 47, o setup total de cada máquina e comparando o
estado inicial (Fevereiro) com o estado final (Julho), é possível verificar uma pequena melhoria
dos tempos de setup e cada máquina.
Figura 47. Comparação tempos médios de setup de cada máquina.
A Tabela 15 traduz a melhoria obtida dos tempos de setup em ganhos percentuais. É
notória uma redução mais acentuada na Kilian BB que tem relação direta com o operador que
efetua as mudanças de linha. Analisando os resultados da Kilian D e tendo em consideração
que é a máquina que apresenta desde Fevereiro um tempo de setup mais baixo, a redução de
tempos não foi notada não só devido à dinâmica da área como à entrada em Julho de um
operador que dado o elevado período de ausência, houve necessidade de iniciar todo um
processo de formação em todos os procedimentos entretanto adotados e melhorados desde a
sua ausência. Por fim, a máquina Unipress apresenta elevados tempos de espera por
higienização e por polimento e troca de punções o que limita a redução do tempo de setup.
Assim, os ganhos obtidos situam-se abaixo do objetivo sendo que a sua tendência é a se
igualarem.
Tabela 15. Ganhos obtidos através da redução do setup.
Setup (horas) Kilian BB Kilian D Unipress
Fevereiro 11:16 9:56 11:51
Julho 10:02 9:52 11:23
Ganhos 1:14 0:04 0:28
Ganhos (%) 11% 1% 4%
11:16 10:02 9:56 9:52
11:51 11:23
Fevereiro (horas) Julho (horas)
Comparação dos Tempos Médios de Setup
Kilian BB Kilian D Unipress
51
A redução de tempo associada às fases do setup apresentadas anteriormente
(montagem/desmontagem da máquina e limpeza da mesma) através da organização e
melhoria do espaço de trabalho tornando estas tarefas mais eficientes, não contribuiu
significativamente para melhorar os tempos de setup. O foco do problema, a espera para
Higienização, que contribui negativamente para os tempos de setup elevados não foi extinto. A
necessidade de complementar a área de Higiene e Limpeza com mais um colaborador por
turno só deverá ser tida em conta em Setembro. A concretização desta melhoria irá trazer
inúmeros benefícios para toda a área de produção, e em especial, os tempos de setup
objetivos poderão ser atingidos, como já referido anteriormente através da análise das Figura
43, Figura 44 e Figura 45.
Comparando os resultados desta Dissertação de Mestrado com os estudos
apresentados na secção 2.3 que apresentam ganhos compreendidos entre 20% e 53%,é
possível concluir que os resultados atuais se encontram distantes pois a redução dos tempos
de mudança obtida encontra-se entre 1% e 11%. Tendo uma visão otimista e considerando
que, futuramente, com a redução dos tempos de espera por higienização e, assim, com o
atingir dos tempos objetivos, os resultados da redução de tempos serão semelhantes aos dos
estudos previamente apresentados, como se pode verificar pela Tabela 16.
Tabela 16. Ganhos obtidos considerando o objetivo final de setup.
Setup (horas) Kilian BB Kilian D Unipress
Fevereiro 11:16 9:56 11:51
Julho 8:00 8:00 8:00
Ganhos 3:16 1:56 3:51
Ganhos (%) 29% 20% 33%
Apesar do método ainda não estar totalmente consolidado, a redução dos tempos de
mudança teve um impacto positivo na eficiência da área, que se pode traduzir em ganhos
económicos. Considerando que a tarifa da empresa que relaciona o custo hora/homem é de
12,88 € e que a tarifa hora/máquina, que tem em conta os custos indiretos (tais como,
eletricidade, água, ar comprimido) é de 59,66€, pode calcular-se a poupança efetiva
relacionada com a redução dos tempos de setup. Para este cálculo foi tido em conta que por
ano a empresa labora durante 48 semanas, considerando as restantes 4 semanas do ano são
paragens programadas relacionadas com férias e feriados.
Desta forma foi possível concluir que, em termos de ganhos para a empresa, esta
pequena redução de tempos permitirá poupar cerca de 12.477 euros/ano, o que em termos
percentuais corresponde a 5%.
Foram ainda considerados os investimentos realizados na compra da aparafusadora
elétrica, nas malas de ferramentas e no carrinho de limpeza, com o intuito de se analisar o
retorno (payback) destes investimentos. O retorno obtido foi inferior a 1 mês, o que é bastante
favorável.
No futuro, prevê-se que ao se atingir a média de 8 horas de tempo de setup para cada
máquina, tendo em consideração a integração de uma pessoa na área de Higiene e Limpeza
cujo custo por hora é de 6 €, a poupança efetiva chegará ao valor de 67.575 euros/ano.
Percentualmente representa 30% de ganhos anuais.
Como perspetivas de trabalho futuro, após a introdução de mais uma colaboradora por
turno da área da higiene e Limpeza, devem ser acompanhadas todas as mudanças de linha
com o intuito de monitorizar e supervisionar as tarefas.
52
53
7. Conclusão
A presente Dissertação de Mestrado iniciou-se com um enquadramento do trabalho,
tendo como foco o tipo de indústria e principal objetivo. Foi ainda apresentada uma revisão
bibliográfica em relação aos temas: história e aparecimento do conceito do Lean
Manufacturing, tendo como foco principal a ferramenta SMED. Esta revisão permitiu realizar o
levantamento do trabalho realizado por outros autores e selecionar as ferramentas,
metodologias e técnicas mais adequadas a utilizar.
Através das observações e análises realizadas no gemba (salas das máquinas de
compressão em estudo), foram identificados problemas relacionados com a criação de um
esquema de trabalho em equipa, otimização da organização e normalização de tarefas, tempos
alargados de mudança, simultaneidade de limpezas e tempos de espera por higienização, que
afetavam o fluxo interno dentro da fábrica.
De modo a obter uma base sólida para a implementação de melhorias, realizou-se uma
etapa de análise e recolha de dados na qual foram definidos o seu estado atual e as metas
para cada setup de cada máquina em estudo. Ao longo desta fase foi possível apurar e planear
diversas ações de melhoria na área de fabrico da Generis.
Ao longo do capítulo de implementação, foi abordada a implementação da ferramenta
SMED, com o objetivo de reduzir a variabilidade e de normalizar todos os processos de setup.
Numa fase inicial, a metodologia de trabalho não se encontrava normalizada, apresentando
variedades relevantes. Estudou-se a operação, com o objetivo de a compreender e identificar
desperdícios. Na primeira etapa identificou-se o trabalho interno e externo, de seguida, na
segunda fase, separam-se as tarefas externas das internas, elaborando uma nova metodologia
de trabalho. Numa fase posterior passou-se à redução do trabalho interno, através de
melhorias técnicas e visuais que permitissem a redução da duração das tarefas internas. Por
fim, na quinta etapa, procedeu-se à redução do trabalho externo, recorrendo à simplificação
das tarefas realizadas durante o setup.
Numa fase final realizou-se a avaliação dos benefícios, tendo-se analisado os
resultados obtidos. Verificou-se que as melhorias implementadas tiveram sucesso permitindo
globalmente reduzir em 11%, 4% e 1% o tempo de setup das máquinas Kilian BB, Unipress e
Kilian D, respetivamente. As medidas implementadas permitiram reduzir o tempo das tarefas do
setup individualmente, no entanto as esperas por higienização não conseguiram ser
melhoradas. Através da monitorização do trabalho via plataforma OEE e das melhorias que
foram implementadas acredita-se que será possível atingir o objetivo até ao final de 2017. Os
benefícios resultantes do trabalho efetuado na área de Fabrico contribuiram para ganhos de
anuais de 5%.
54
55
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58
59
9. Anexos
9.1. SOP Setup Unipress
60
9.2. SOP Setup Kilian’s
61
9.3. OPL Limpeza Sala Unipress
62
9.4. OPL Limpeza Sala Kilian’s
63
9.5. OPL Limpeza Máquinas Compressão
64
9.6. OPL Limpeza Piso 1
65
9.7. Checklist Unipress
66
9.8. Checklist Kilian’s
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