ANÁLISE COMPARATIVA DO USO DAS

FERRAMENTAS DE GESTÃO LEAN

MANUFACTURING E SEIS SIGMA:

ESTUDO DE CASO

Marcio Gonçalves Cabeça (UNIMEP)

marcio.cabeca@zf.com

Iris Bento da Silva (UNIMEP)

ibsilva@unimep.br

GUSTAVO BENEVIDES (UNISO)

guben76@gmail.com

A escolha da melhor ferramenta de gestão para suportar o processo de

melhoria continua é fundamental em um ambiente competitivo e

dinâmico. Neste ambiente surge as ferramentas de gestão Seis Sigma e

Lean Manufacturing como opçõe para serem utilizadas.O objetivo

deste artigo é fazer uma analise crítica das ferramentas Seis Sigma e

Lean Manufacturing através do resultado de um estudo de caso onde

estas ferramentas foram aplicadas na resolução de um problema de

qualidade em um produto manufaturado

Palavras-chaves: Seis Sigma; Lean Manufacturing; Estudo de Caso.

XXX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Maturidade e desafios da Engenharia de Produção: competitividade das empresas, condições de trabalho, meio ambiente.

São Carlos, SP, Brasil, 12 a15 de outubro de 2010.

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1. Introdução

Atualmente as empresas do setor automotivo se vêem em uma busca constante por redução de

custos e melhorias de qualidade em seus processos produtivos e administrativos. E neste

processo de melhoria continua as empresas se vêem perdidas não sabendo definir qual a

melhor ferramenta a ser adotada, ora por falta de conhecimento ora por falta de literatura

especifica que trate do tema.

Um exemplo recente deste dilema é a junção das ferramentas Lean Manufacturing e Seis

Sigma, originando, o Lean Sigma, e aumentando com isto a confusão sobre qual a melhor

metodologia a ser utilizada e qual o contexto mais apropriado.

Conforme Mortimer (2006) interessantemente o Seis Sigma vem sendo utilizado

conscientemente devido a um grande quantidade de vantagens. Isto se justifica uma vez que a

ferramenta Seis Sigma tem como base fundamental reduzir a variação nos processos e com

assim eliminar os defeitos ou falhas nos produtos e processos. (LINDERMAN et. al. 2003;

ANDRIETTA;MIGUEL; 2003).

Por um outro lado, conforme Bhasin e Burcher (2004), uma grande porção da literatura sugere

que a metodologia Lean Manufacturing ajuda na competitividade das empresas. Enfatizando a

eliminação do desperdício em todas as atividades ao longo do fluxo de valor (Arnheiter e

Maleyeff., 2005).

Neste contexto NAVE (2002) salienta que a seleção da metodologia mais adequada para o

processo de melhoria depende da cultura da organização em questão e de acordo com este

mesmo autor, os lideres de cada metodologia (Lean Manufacturing e Seis Sigma) proclamam

que as suas ferramentas e métodos podem superar todas as dificuldades quanto à cultura e

valores das organizações uma vez que a implementação de sua metodologia, o foco em suas

ferramentas, métodos e teorias irão permitir melhorar a teoria de gerenciamento e a estratégia

do negócio.

Por isto conforme o autor é de suma importância para as empresas que os projetos e

atividades de melhoria estejam alinhadas com sua cultura e valores, independente de quanto

atrativa determinada metodologia possa parecer.

1.1. Objetivos do Artigo:

De acordo com Bendell (2006) tem havido inumeras tentativas de se combinar as

metodologias Lean Manufacturing e Seis Sigma sobre títulos como por exemplo: “Lean Seis

Sigma” ou “ Lean Sigma”.

E conforme Bendell (2006), na realidade estes são exemplos práticos de incompatibilidade e

mesmo conflitos entre as abordagens que tem levado a subutilização de processos e

programas de melhoria.

E neste mesmo autor questiona até qual extensão as duas abordagens são compatíveis e como

eles podem ser eficientemente combinados em um único sistema?

Neste contexto e com o objetivo de responder este questionamento esse artigo será avaliado a

aplicação das ferramentas Lean Manufacturing e Seis Sigma na resolução de um problema de

qualidade em um produto manufaturado.

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Com isto, pode-se afirmar que o objetivo deste artigo é o de realizar uma análise comparativa

do resultado da aplicação das ferramentas Lean Manufacturing e Seis Sigma e assim indicar a

melhor situação para aplicação de cada uma.

2. Seis Sigma

Atualmente cada vez mais o Seis Sigma vem sendo aplicado como uma metodologia de

melhoria dos negócios ao invés de uma medição estatística baseada em tecnologia ( BEHARA

et al., 1995 ; HARRY e SCHROEDER, 2000; McADAM ; LAFFERTY; 2004).

A abordagem Seis Sigma tem se provado altamente eficiente em termos de realizar economias

de custos e aumento na satisfação dos clientes.

Tipicamente, os Seis Sigma é uma estratégia, uma abordagem abrangente para empresa onde

os projetos têm o potencial de simultaneamente reduzir custos e aumentar a satisfação dos

clientes ( Bendell, 2006).

Conforme LINDERMAN et al., (2003); ANDRIETTA;MIGUEL; (2003) o principio

fundamental do programa Seis Sigma é reduzir continuamente a variação nos processos e com

isto eliminar os defeitos ou falhas nos produtos e processos.

O que é denominado Seis Sigma surgiu no início de 1987, quando profissionais da empresa

Motorola iniciaram uma série de estudos sobre os conceitos estabelecidos por Deming sobre a

variabilidade dos processos de produção, tendo como objetivo melhorar o desempenho por

meio da análise de tais variações. Essas iniciativas foram reconhecidas pela direção da

Motorola, que apoiou e estimulou a disseminação da nova abordagem proposta, pois visava à

implantação em todas as atividades da empresa e enfatizava o conceito de melhoria contínua

(HENDERSON e EVANS, 2000; ANDRIETTA; MIGUEL, 2007).

2.1. Processo DMAIC

A metodologia DMAIC (Define, Measure, Analyse, Improve e Control) é particularmente

efetiva para manufatura e processos simples de serviços (Bendell, 2006)

As etapas da metodologia DMAIC pode ser definida conforme abaixo:

Etapa Definir: Identificar o processo ou produto que necessita de melhoria;

Etapa Medir: Selecionar as características do produto, mapear os processos, realizar

as medições necessárias, gravar os resultados e estimar a capacidade do processo no curto e

longo prazo;

Etapa Analisar: Analisar e fazer benchmark dos produtos e processos chaves e suas

métricas;

Etapa Melhoria: Tomar as ações necessárias para melhorar os produtos e processos

identificados como críticos;

Etapa Controlar: Garantir que as condições do novo processo são documentadas e

monitoradas via controle estatístico de processo.

2.2. Estrutura do Seis Sigma

Um dos pontos fortes do programa Seis Sigma é a sua estrutura onde os papéis de cada

membro do programa esta claramente definido, conforme exemplo abaixo.

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Nível de

AtuaçãoPrincipais Atribuições

SponsorPrincipal Executivo

da EmpresaPromover e definir as diretrizes para a implementação do Seis Sigma.

Sponsor Facilitador Diretoria Assessorar o Sponsor do Seis Sigma na implementação do programa.

Champion Gerência Apoiar os projetos e remover possíveis barreiras para o seu desenvolvimento.

Master Black Belt StaffAssessorar os Sponsors e Champios e atuar como mentores dos Black Belts e

Green Belts.

Balck Belt StaffLiderar equipes na condução de projetos multifuncionais (preferencialmente) ou

funcionais.

Green Belt StaffLiderar equipes na condução de projetos funcionais ou participar de equipes

lideradas por Black Belts.

Yellow Belt Supervisão

Supervisionar a utilização das ferramentas Seis Sigma na rotina da empresa e

executar projetos mais focados e de desenvolvimento mais rápido que os

executados pelos Green Belts.

White Belt OperacionalExecutar ações na operação e rotina da empresa que irão garantir a manutenção, a

longo prazo, dos resultados obtidos por meio dos projetos.

Patr

ocin

ad

or

Esp

ecia

lista

s

Patrocinador /

Especialista

FIGURA 2 – Papéis dos membros do programa Seis Sigma

Na figura 2 pode-se observar as atribuições dos principais participantes do programa Seis

Sigma, onde observa-se as responsabilidades, níveis de atuação e título da posição.

3. Lean Manufacturing

O sistema Toyota de produção teve inicio na década de 1950, no Japão, mas especificamente

na Toyota (FILHO; FERNANDES, 2004). Foram Eiiji Toyoda e Taiichi Ohno, da Toyota,

que perceberam que a manufatura em massa não funcionaria no Japão e adotaram uma nova

abordagem a qual tinha a finalidade de eliminar os desperdícios (Womack et. al. 1992).

LIKER (2204) propôs um modelo para o sistema Toyota de produção onde ele descreve 14

princípios os quais, em sua opinião, constituem a fundação do sistema Toyota de produção,

conforme figura 3.1. De acordo com este mesmo autor, o segredo do sucesso da Toyota é a

sua incrível consistência de performance resultado da excelência operacional.

Conforme LIKER (2004), os sete desperdícios que o Lean Manufacturing procura eliminar ou

diminuir continuamente são: super produção, espera, transporte desnecessário, processamento

desnecessário, estoque, movimento desnecessário e defeitos.

De acordo com Andersson et.al. (2006), os princípios do Lean Manufacturing, são:

Especificar o Valor - É aquilo que o cliente valoriza, o ponto de partida para Lean, é o cliente

e não a empresa que define o que é valor.

Identificar o Fluxo de Valor - Significa dissecar a cadeia produtiva e separar os processos em

três tipos: Os que geram valor; os que não geram valor, mas são importantes para a

manutenção dos processos e da qualidade e os que não agregam valor e devem ser eliminados.

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Criação de Fluxos Contínuos - Exige uma mudança de mentalidade, pois, deve-se pensar em

dar “fluidez” para os processos ao invés de pensar na produção em termos de departamento.

Um dos efeitos imediatos é a redução dos estoque e lead time de fabricação.

Produção Puxada - Consumidor passa a “puxar” a produção, eliminando estoques e dando

valor ao produto.

Busca da perfeição - Aperfeiçoamento continuo em busca de um estado ideal.

FIGURA 3.1 – Modelo do sistema Toyota de Produção

4. Estudo de Caso

Conforme descrito previamente neste artigo será analisada a eficácia da aplicação das

ferramentas Lean manufacturing e Seis Sigma na resolução de um problema de qualidade em

um componente produzido pela empresa estudada.

Neste estudo de caso primeiramente foi utilizado a metodologia Lean Manufacturing para

resolução do problema em questão e num segundo momento em função da não resolução do

problema de qualidade utilizou-se a ferramenta Seis Sigma. O problema pode ser descrito da

seguinte maneira:

- Criar fluxo.

- Usar sistema puxado para evitar superprodução.

- Balancear a carga de trabalho (Heijunka).

- Parar quando houver um problema de qualidade.

- Padronizar as tarefas para melhoria continua.

- Usar controle visual para que nenhum problema seja escondido.

- Use somente tecnologia confiável.

Philosophy

Pensamento de Longo Prazo

Processo

Eliminar Desperdício

Solução

de

Problema

Melhoria Contínua

e Aprendizado

Pessoas e Parceiros

Respeitar, Desafiar e Desenvolvê-los

- Tomar decisões gerenciais baseado a filosofia de

longo prazo.

- Desenvolva líderes que acreditem na filosofia.

- Respeite, desenvolva e desafie as pessoas e times.

- Respeite, desafie e ajude os seus fornecedores.

- Aprendizado contínuo através de Kaizen.

- Vá e veja por si mesmo (Genchi Genbutsu).

- Tome decisões devagar por consenso e implemente

rápido.

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Índice de rejeição de 20,7% da produção do componente fabricado pela empresa estudada

devido a deformação da hélice e evolvente.

4.1 Metodologia - Lean Manucturing

Utilizando a metodologia de kaizen a empresa estudada formou um time que por um período

de duas semanas utilizaram ferramentas Lean para a resolução do problema.

De modo a se ter uma visão mais clara do problema e objetivos do trabalho este foi resumido

nas seguintes etapas:

a) Objetivo do Trabalho: Nesta fase foram definidos os vários objetivos do kaizen.

b) Situação Atual: Neste momento é definido mais claramente o produto, demanda mensal e o

processo envolvido. As métricas do projeto bem como as possíveis causas raízes a serem

atacadas.

c) Situação Proposta: Foi definido as ações para eliminação das causas raízes.

d) Cronograma do Trabalho e Padronização: Foi realizado a padronização do método de

trabalho, inclusive do material de treinamento para os operadores de máquina.

e) Resultados Esperados.

F) Metas.

O resumo destas etapas pode-se ser observado na figura 1.2, onde esta é chamada comumente

na metodologia Lean Manufacturing com A3.

Comentários sobre os resultados: Pode-se observar que muitos dos objetivos propostos no

inicio do Kaizen foram atingidos, como o tempo de set-up: 50% de redução, refugo com uma

redução de 30% antes do tratamento térmico e retrabalho.

No observa-se o índice de rejeição ficou em 18%, muito acima da meta estabelecida, assim

não atingindo os objetivos estabelecidos pela empresa estudada.

4.2 Metodologia - Seis Sigma

Devido ao não atendimento dos objetivos de redução do índice de rejeição para o componente

analisado a empresa estudada resolveu adotar a metodologia Seis Sigma como alternativa para

resolver o problema do índice de rejeição. Para tanto foi elaborado um projeto Seis Sigma

onde um grupo multifuncional contendo Black e yellow-belts foram designados para esta

atividade.

Fase Definir: Nesta etapa do projeto foram definidos:

Contrato do projeto: em que se definiu mais detalhadamente a descrição do Problema;

consequências do Problema (incômodo); metas do projeto; principal processo envolvido no

projeto; fronteiras do projeto e ganhos esperados (financeiros); previsão de investimentos;

métrica do projeto; desempenho atual do processo, metas; patrocinador, líder do projeto e

equipe de trabalho; cronograma preliminar e suas devidas aprovações.

Fase Medir: Nesta etapa as várias características do produto foram medidas e os resultados

documentados e introduzidos em programas estatísticos de modo a possibilitar a sua análise.

Isto foi realizado em todos os processos desde a forjaria até a usinagem final.

Pode-se verificar algumas destas medições que são representadas na figura 1 e 2

respectivamente.

7

Exemplo de um formulário A3 utilizado no Kaizen.

8

FIGURA 3 – Exemplo de A3. Fonte: Estudo de Caso

9

FIGURA 4 e 5 – Diagramas do denteado

Na figura 6 observa-se dados da estrutura química do material, tamanho do grão e o Jominy

do material informações ao se analisar deformações inerentes de transformações químicas nos

materiais.

Outro aspecto importante quando se analisa deformações resultantes de cementação e tempera

de engrenagens é a forma e a posição que as mesmas são posicionadas nas cargas.

E devido a isto na fase de medir foram coletados dados sobre a deformação no denteamento

para cada posição de carregamento das engrenagens (superior e inferior), conforme figuras 7 e

6.

Fase Analisar: Nesta etapa foram estabelecidas as causas principais em função das coletas de

dados na fase medir, para tanto foi utilizado o modelo teórico de análise, onde:

As causas foram organizadas focando o problema.

Análise das causas via ferramentas estatísticas.

Estabelecimento das causas principais.

Conforme figura 8 vemos as causas principais correlacionadas com os principais problemas

de qualidade da engrenagem, e com isto delineando para quais processos e situações deveriam

ser tomadas ações corretivas.

Fase Melhoria: É nesta fase onde são implementadas as ações para a correção das principais

causas identificadas na fase analisar.

De modo a garantir que a causa raiz identificada e as ações planejadas sejam eficazes na

solução do problema, nesta fase são realizados testes pilotos que possam comprovar através

de resultados práticos o sucesso das contramedidas implementadas no processo em questão.

No caso estudado foram tomadas as seguintes ações para cada problemas:

Variação no Ângulo de Hélice:

a) Alivio do processo de usinagem anterior do processo de acabamento.

b) Inclusão de manutenção preventiva no rolamento dos contra mancais.

c) Mudança no fluxo de atmosfera do forno.

10

d) Diminuição da temperatura de têmpera.

FIGURA 6 – Dados estatísticos da análise dos elementos químicos. Fonte: Estudo de Caso empresa X.

FIGURA 6 e 7 – Fotos de carregamento de engrenagens. Fonte: Estudo de Caso empresa X.

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Material Forjamento UsinagemControle

DimensionaT.T

- Excêntricidade no

processo de shavingOK

- Temperatura de

têmpera

- Falta de abaulado no

processo de fresagem.OK

OK- Profundidade da

camada de H.T.T.P.

OK- Temperatura de

têmpera

Material Positivo OK OK- Falta de abaulado no

processo de fresagem.OK

- Temperatura de

têmpera

OK

Variação do Ângulo

de Hélice

Rugosidade

OK OK

OK OK

Figura 8 – Correlação entre as principais causas. Fonte: Estudo de Caso empresa X.

Rugosidade Excessiva:

- Alteração da cadência do forno.

Material Positivo:

- Alteração da cadência do forno.

- Alivio do processo de usinagem anterior do processo de acabamento.

Os resultados da implementação das ações descritas acima podem ser observados na redução

da variação da hélice do denteamento quando comparamos a primeira, segunda e terceira

experiência, após implementação das ações figura 9.

FIGURA 9 – Comparação entre varias experiências . Fonte: Estudo de Caso empresa X.

12

Fase Controlar: Nesta fase são tomadas as ações que garantam que as condições do novo

processo sejam documentadas e monitoradas via controle estatístico de processo de modo que

os padrões estabelecidos sejam mantidos mesmo após a conclusão do projeto.

Para este projeto foram inseridos os limites de controle no processo de shaving, os pontos

relevantes de manutenção foram incluídos na preventiva da máquina e os operadores e líderes

de produção foram treinados nos novos procedimentos.

Resultados

Com a abordagem Seis Sigma os resultados das ações tomadas foram:

- Redução de 18,64% no índice de redução de rejeição. De 20,7% para 2,6%.

- Aumento da produtividade no tratamento térmico de 20%.

- Fim do efeito tampering no processo de usinagem.

5. Comparação e Conclusão entre o resultado da aplicação das Metodologias Lean

Manufacturing e Seis Sigma

5.1. Conclusão:

Com base no estudo de caso descrito acima pode-se concluir que os resultados atingidos por

meio da utilização da ferramentas Lean Manufatcturing foi ineficaz na resolução do

problema de índice de rejeição do componente fabricado pela empresa estudada, pois não foi

capaz de identificar as causas raízes do problema, comprovado pelo não atendimento da meta

de rejeição máxima estipulada em 5%.

Porém pode-se observar uma melhora significativa em outros indicadores como o índice de

refugo onde houve uma redução de 30% e no tempo de set-up uma redução de 65%.

Em relação aos resultados atingidos pela metodologia Seis Sigma pode-se afirmar que os

resultados estipulados foram atingidos, pois índice de rejeição caiu de 20,7% para 2,6% bem

abaixo da meta estipulada de 5%. Também é possível observar melhorias em outros

indicadores como o índice de refugo onde houve melhora de 30% e um aumento de

produtividade de 30% na operação de tratamento térmico.

Outro aspecto importante observado nesta pesquisa, para a empresa estudada, é o fato de se

demonstrar que para as situações onde há necessidade de redução do índice de refugo e tempo

de set-up a metodologia Lean Manufacturing seria mais apropriada.

E em relação a metodologia Seis Sigma as situações mais apropriadas para a sua aplicação

seriam a necessidade de melhoria da qualidade específica e aumento da produtividade.

No entanto é da opnião dos autores que existe a necessidade de um estudo mais aprofundado

sobre este tema de modo que sejam coletados dados e identificados situações suficientes de

aplicação das ferramentas Lean Manufacturing e Seis Sigma para que se possa ter visão mais

aprofundada do assunto.

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