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AUMENTO DA EFICIÊNCIA
PRODUTIVA ATRAVÉS DA REDUÇÃO
DO TEMPO DE SETUP: APLICANDO A
TROCA RÁPIDA DE FERRAMENTAS
EM UMA EMPRESA DO SETOR DE
BEBIDAS
Djalma Araújo Rangel (UFPB)
Liane Márcia Freitas e Silva (UFPB)
Onildo Ribeiro de Assis II (UFPB)
Tiago Pinto do Rêgo (UFPB)
A globalização do mercado, o desenvolvimento tecnológico e a maior
exigência dos consumidores em aspectos como custo e prazo obrigam
as empresas a fazerem melhor uso de seus recursos e assim aumentar
sua eficiência produtiva para que se manntenha de forma competitiva
no mercado. Buscando aumentar a eficiência da produção, foi
desenvolvida uma metodologia por Shingo, chamada Troca Rápida de
Ferramentas (TRF), que visa reduzir o tempo de preparação da
máquina ou tempo de setup, por ser uma operação que mantém o
processo parado, logo ineficiente. Observando tal importância, este
artigo tem como objetivo apresentar os resultados obtidos através da
aplicação da metodologia TRF na operação de setup de uma empresa
do setor de bebidas, apresentando a situação anterior e posterior às
modificações implementadas, finalizando com a comparação entre os
dois momentos. De uma forma geral, a utilização da metodologia da
TRF na empresa permitiu, além da redução do tempo de setup em
aproximadamente 30%, a redução dos erros que ocorriam devido à má
execução da mesma, reduzindo assim o nível de desperdício e os custos
associados a este. Também foi reduzido o tempo em que a produção
permanecia parada para correção dos erros ocorridos no setup,
aumentando assim a capacidade produtiva da empresa.
Palavras-chaves: Metodologia TRF, eficiência produtiva, setor de
bebidas
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
A globalização do mercado, o desenvolvimento tecnológico e a maior exigência dos
consumidores em aspectos como custo e prazo obrigam as empresas a fazerem melhor uso de
seus recursos e assim aumentar sua eficiência produtiva para que se mantenha de forma
competitiva no mercado. Esse aumento de eficiência pode ser obtido através da aplicação de
algumas ferramentas ou técnicas.
Uma forma de aumentar a eficiência, segundo Singh e Khanduja (2009), é através da redução
do tempo de setup da máquina. O setup é uma atividade de preparação da máquina antes de
iniciar a produção de qualquer produto, porém enquanto esta não é concluída, o processo se
mantém parado, logo ineficiente. Conforme Cakmakci (2008), quanto menor for o tempo de
preparação da máquina, menor poderá ser o tamanho do lote produzido, logo maior será a
eficiência.
Como forma de reduzir o tempo de setup, Shigeo Shingo desenvolveu uma metodologia
chamada Single Minute Exchange of Die (SMED), conhecida no Brasil como Troca Rápida de
Ferramentas (TRF). Shingo (2008) define TRF como um conjunto de técnicas visando a
redução do tempo de setup para menos de dez minutos, possibilitando assim uma produção
com nível de estoque reduzido, aumento de taxas de utilização da máquina, menor índice de
erros de setup, melhoria de qualidade, entre outros ganhos.
Observando a importância da redução do tempo de setup para aumento da eficiência
produtiva, este trabalho tem como objetivo apresentar a aplicação da metodologia TRF
proposta por Shingo (2008) na operação de setup de uma empresa do setor de bebidas,
buscando-se alcançar os vários benefícios oferecidos pelo uso desta metodologia que, de
maneira geral, possibilitem o aumento da eficiência da empresa. Neste intuito, a partir de
visitas à empresa, foram realizadas entrevistas informais com os funcionários, incluindo os
responsáveis pela realização do setup, além de terem sido efetuadas observações in loco e
cronometragem do processo descrito e do processo melhorado, a fim de que fosse possível
mensurar os ganhos obtidos.
Para o atendimento do objetivo pretendido, este trabalho inicia com uma revisão bibliográfica
apresentando conceitos sobre o estudo de tempos e movimentos e Troca Rápida de
Ferramentas (seção 2). Em seguida são descritos os procedimentos metodológicos para
obtenção do objetivo deste trabalho (seção 3), seguido da aplicação da TRF, onde é
apresentada a situação em que se encontrava inicialmente, e também posteriormente às
modificações realizadas e os resultados obtidos (seção 4). E finaliza com as conclusões
possíveis com a análise dos dados (seção 5).
2. Estudo de Métodos e Tempos
O estudo de métodos e tempos, também conhecido pelos termos Engenharia de Métodos,
Projeto de Trabalho ou Estudo de Trabalho, é definido segundo Barnes (1977) como um
estudo sistemático dos sistemas de trabalho com o objetivo de tornar uma determinada
operação eficiente e padronizada. Este estudo é dado através do desenvolvimento e
padronização de um método melhorado de realizar a operação, determinação do tempo gasto
para realizá-la e orientação ao treinamento do trabalhador no método desenvolvido. Este
estudo objetiva racionalizar o método de trabalho, de maneira que, ele ocorra com o uso mais
eficiente de recursos produtivos, notadamente, o uso da mão-de-obra.
3
Para que tais objetivos sejam alcançados, podem-se identificar três fases principais: descrição
e análise do método de trabalho, padronização do novo método e, por fim, a determinação do
tempo-padrão. A fase de Padronizar a operação trata de, após ter sido selecionada a melhor
solução, dividir a operação em trabalhos específicos, os descrevendo detalhadamente. Na
descrição devem ter definidos conjunto de movimentos do operador, dimensões, forma e
qualidade do material, equipamentos. Após padronizar a operação, determina-se o número-
padrão de minutos que uma pessoa qualificada, treinada e com experiência gasta para
executá-la trabalhando em ritmo normal. O método mais utilizado para a medição do trabalho
humano é a cronometragem. Após todas as fases anteriores, o operador é treinado para que ele
realize a operação seguindo o método estabelecido.
O desenvolvimento do estudo de tempos e movimentos teve como objetivo melhorar as
operações relacionadas diretamente com as atividades produtivas. Buscando este mesmo
objetivo, em 1950, em um estudo realizado na planta Mazda da Toyo Kogyo em Hiroshima,
visando eliminar os gargalos causados por grandes prensas e aumentar sua capacidade, Shigeo
Shingo observou que a limitação do seu uso era definida por uma operação de setup e não
uma por operação produtiva. A partir disso, começou a desenvolver uma metodologia
analítica que objetivava racionalizar o método utilizado para a realização dos setups, sendo
concluída em 1969. Esta metodologia segue descrita no próximo item.
2.1 TRF – Troca Rápida de Ferramenta (SMED - Single Minute Exchange of Die)
Com a necessidade de aumentar a eficiência produtiva, especificamente voltada para o
método de realização de setups, Shingo (2008) desenvolveu uma metodologia que foi
popularizada por SMED e que no Brasil foi denominada de TRF (Troca Rápida de
Ferramentas), esta que visa reduzir o tempo das operações de setup.
O setup segundo Moura (1996) é o tempo decorrente para que todas as tarefas necessárias
desde o momento em que se tenha completado a última peça do lote anterior até o momento
em que se tenha fabricado a primeira peça do lote seguinte. Seguindo a mesma definição,
Black (1998) delimita como sendo o tempo desde a última peça produzida com qualidade boa
até a primeira peça em mesmo estado de adequação do próximo setup.
Shingo (2008) identificou que as operações de setup podiam ser de dois tipos: setup interno e
setup externo. Classificam-se em Setup Interno as operações que só podem ser realizadas
quando a máquina estiver parada e em Setup Externo as operações que podem ser realizadas
com a máquina em funcionamento. Para Shingo (2008) o setup ainda pode ser dividido em
quatro funções, conforme apresentada na tabela 1. Nesta, observa-se que, a maior parcela de
tempo dentro de toda atividade de setup corresponde aos testes e ajustes, bem como na
preparação das ferramentas e toda matéria-prima necessárias ao setup.
Operação Proporção de Tempo
Preparação, ajustes pós-processamento e
verificação de matéria-prima, matrizes, guias, etc. 30%
Montagem e remoção das matrizes, etc. 05%
Centragem, dimensionamento e estabelecimento
de outras condições. 15%
Corridas de testes e Ajustes 50%
Fonte: Adaptado de Shingo (2008)
Tabela 1 - Operações do Setup
4
Segundo Harmon & Peterson (1991), a redução do tempo gasto em setup é uma condição
necessária para diminuir o custo de sua preparação, sendo importante esta redução por três
razões: primeiro se refere ao fato da possibilidade do custo de setup ser de grande valor, se
positivo os lotes de fabricação tendem a tamanhos maiores, o que aumenta a despesa em
estoques. Contrariamente, quando se tem reduzidos tempos de setup, obtêm-se um aumento
no tempo de operação do equipamento; e por fim as técnicas mais eficientes de troca de
ferramentas encurtam as possibilidades de erros na regulagem dos equipamentos.
A Troca Rápida de Ferramentas, de acordo com Black (1998), é um método científico
baseado na análise de tempos e movimentos relativos às operações de setup e tudo que estiver
incluído neste período de tempo é objetivo de melhoria a ser realizada através da TRF. De
forma análoga os autores Fagundes e Fogliatto (2003) definem como sendo uma metodologia
para redução dos tempos de preparação e aumento na agilidade do ajuste em equipamentos,
possibilitando a produção econômica em pequenos e médios lotes em menos tempo por meio
da minimização ou eliminação das perdas relacionadas ao processo de troca de ferramentas.
Conforme Moura (1996) a TRF propõe a eliminação de todos os passos dispensáveis,
melhorar os passos essenciais para a regulagem da máquina e a padronizar o modelo
escolhido. Portanto a TRF é fundamental, segundo Idrogo et al. (2008) para a obtenção da
qualidade necessária à manutenção da estratégia competitiva da empresa em relação aos
clientes e mercados.
Além da redução dos tempos de setup, a aplicação do sistema TRF permite conforme Shingo
(2008):
Vantagem Motivo
Produção sem estoque Pedidos de baixo volume e alta diversificação podem ser realizados em pequenos
lotes devido ao tempo reduzido de setup, não gerando estoques.
Aumento das taxas de
utilização de máquina
e capacidade produtiva
Com a redução do tempo de setup, os índices de utilização da máquina e a
produtividade aumentam.
Eliminação dos erros
de setup Com a eliminação de operações experimentais é reduzida a incidência de efeitos.
Qualidade melhorada As condições operacionais são reguladas com antecedência melhorando a qualidade.
Maior segurança Operações se tornam mais seguras devido a sua simplicidade.
Housekeeping
simplificado O número de ferramentas necessárias é reduzido devido à padronização do setup.
Menores despesas Aumenta a produtividade diminuindo o custo.
Preferência do
operador Devido à simplicidade e rapidez do setup, não há razões para evitá-la.
Menor exigência de
qualificação
A simplicidade das operações de setup elimina a necessidade de mão-de-obra
qualificada
Tempo de produção
reduzido
Com a redução de tamanho do lote, reduz também o tempo que um lote inteiro espera
para ser processado e o tempo que cada peça do lote espera para a conclusão do
restante das peças do mesmo lote.
Aumento da
flexibilidade de
produção
Permite responder rapidamente a mudanças da demanda.
Eliminação de
paradigmas conceituais O aumento do número de setup não significa menor produtividade.
Fonte: Adaptado de Shingo (2008)
Quadro 1 – Vantagens visualizadas pelo uso da TRF
2.2 Técnicas para aplicação da TRF
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A Troca Rápida de Ferramentas tem como objetivo principal a redução e a simplificação do
setup por meio da redução ou até a eliminação das perdas relacionadas a esse tipo de
operação. De acordo com essa função, foram estabelecidas diversas técnicas ao longo dos
anos, todas tendo como base a metodologia primária da TRF. Dessa forma, a primeira
metodologia foi estruturada por Shingo (2008), no qual define uma visão inicialmente
estratégica que sugere a minimização das perdas decorrentes da troca de produtos em uma
operação: estratégias envolvendo habilidades, onde os procedimentos eficientes no setup
resultam do conhecimento empírico do operador ou preparador sobre o equipamento e de suas
habilidades e experiências nas tarefas inerentes ao procedimento; e estratégias envolvendo o
tamanho do lote, que podem ser variantes de acordo com o tempo e o custo de setup. Após a
definição estratégica, Shingo (2008), apresenta quatro estágios conceituais para implantação
destas estratégias, são eles:
ESTÁGIOS CONCEITO
Estágio Inicial Estudam-se detalhadamente as condições atuais de chão de fábrica
através da cronometragem, amostragem, etc.
Estágio 1: Separando Setup
Interno e Externo
Classificação das operações de setup em setup interno ou setup
externo, ou seja, definem-se as atividades que são realizadas com a
máquina parada ou com a máquina em funcionamento.
Estágio 2: Convertendo Setup
Interno em Externo
Análise das atividades classificadas visando a conversão, se
possível, das atividades de setup interno em atividades setup
externo.
Estágio 3: Racionalizando todos
os aspectos da operação de
setup
Realizar esforços para a racionalização das operações de setup com
o objetivo de reduzir o tempo de setup interno e de reduzir as falhas
de setup externo.
Fonte: Shingo (2008)
Quadro 2 - Estágio Conceituais da melhoria de Setup
Os quatro estágios apontam que a TRF é composta por duas linhas principais, a análise e a
implementação, diferenciando as operações de setup interno e externo e a racionalização das
operações. Para a redução do tempo de setup e aplicação dos estágios conceituais citados
anteriormente, Shingo (2008) propõe o uso de oito técnicas. A técnica 1 corresponde ao
primeiro estágio da TRF, a técnica 2 ao segundo estágio e as técnicas de 3 a 8 referem-se ao
terceiro estágio. São elas:
Separação de operações de setup interno e externo: identificação de todas as atividades e
determinação das operações a serem executadas com a máquina parada (setup interno) e
com a máquina em funcionamento (setup externo);
Converter setup interno em externo: reexaminar e analisar criteriosamente as operações
verificando se foi classificada corretamente e buscar meios para converter operações
internas em externas;
Padronizar a função, não a forma: ao unificar a forma, a produção encarece devido ao fato
de todas as peças terem que se adequar ao tamanho da maior, como solução satisfaz
padronizar os locais de encaixe ou engate;
Utilizar grampos funcionais ou eliminar os grampos: substituição de parafusos, que
demandam bastante tempo para fixação e retirada, para peças de fácil encaixe ou fixação
de único toque;
Utilizar dispositivos intermediários: algumas peças precisam de um fino ajuste na máquina,
gerando setup interno, porém pode ser resolvido com a aplicação de gabaritos
6
padronizados para realizar o setup externamente ou com a construção de outra base de
produção para a mesma máquina que posteriormente será fixado na máquina;
Adotar operações paralelas: enquanto a máquina realiza uma tarefa de setup um operador
executa enquanto outros operadores realizam tarefas diferentes simultaneamente, todos
com o objetivo de por a máquina em funcionamento, reduzindo perdas de deslocamento e
reduzindo as horas-homem no setup;
Eliminar ajustes: tornar desnecessário os ajustes e calibragens para trocas, podendo ser
substituídos por interruptores de curso e gabaritos;
Mecanização: aconselhável para máquinas de grande dimensão, a automatização das
operações reduz o custo da troca, porém é necessário um investimento inicial sendo
aconselhada após a aplicação das técnicas anteriores.
Em relação à metodologia proposta por Shingo, Sugai et al. sugerem perspectivas relevantes
nas atividades de setup como a interferência da sequência de peças, as perdas durante os
períodos de desaceleração e aceleração e pontos relacionados quanto melhorias em projeto
(design for changeover). Fagundes e Fogliatto (2003) aludem também a um complemento que
indique o tempo de setup, antes e depois da implantação, ou pelo cálculo do lote econômico
de produção. Harmon e Peterson (1991) propõem uma classificação das operações de setup
em três tipos: mainline (ou principais) que correspondem ao setup interno; offline (ou
secundárias) correspondentes ao setup externo; e por fim as operações desnecessárias que não
contribuem para a melhoria e que devem ser eliminadas. Gilmore e Smith (1996)
apresentaram a proposta da possibilidade das técnicas serem aplicadas sem uma sequência
estabelecida, sendo definido de acordo com o mais apropriado para o problema em questão.
Outras metodologias para Troca Rápida de Ferramentas também foram apresentadas por
Mondem (1983), Kannenberg (1994), Hay (1987) e Black (1998), apresentadas a seguir:
A proposta de Mondem (1983) está definida nas estratégias de distinção das ações de setup
interno e externo; eliminação de ajustes por meio de estudos na fase de projeto e busca de
padronização das ferramentas; e eliminação do processo de troca de ferramentas por meio
da intercambiabilidade entre peças e produção paralela de várias peças. Em relação às
técnicas de implantação, a diferença em relação à proposta de Shingo, está em padronizar
unicamente as peças necessárias à redução do tempo de troca da ferramenta, confrontando
o custo do investimento com a redução do setup;
Hay (1987) também inicia sua proposta considerando como primeira etapa o compromisso
da alta gerência. A segunda etapa menciona a escolha do processo a ser melhorado,
passando pela terceira etapa referente à escolha de uma equipe multidisciplinar responsável
pela melhoria. A quarta etapa se assemelha a Shingo ao tratar sobre a separação de setup
interno e externo, conversão de setup interno em externo e eliminação de ajustes, tendo
como quinta e última etapa a garantia da fluência das operações eliminando problemas
encontrados nas atividades, como a falta de ferramentas;
Kannenberg (1994) divide os métodos em níveis estratégico, tático e operacional. No nível
estratégico o autor inicia sua proposta defendendo a idéia da alta gerência estar
comprometida com a implantação da TRF de forma a garantir o sucesso, em sequência à
formação de uma equipe responsável pelo planejamento e controle da implantação
finalizando o nível com uma avaliação do processo produtivo em relação ao crescimento
esperado. O nível tático refere-se à divulgação das políticas da empresa a médio e longo
prazo sobre investimentos, projetos e metas. O nível operacional não difere das técnicas
dois a oito propostas por Shingo;
7
Black (1998) divide sua proposta em sete passos: o primeiro consiste em determinar o
método existente utilizando a análise das operações com o estudo de tempos e movimentos
relacionados ao setup; os passos 2, 3 e 4 (separar os elementos internos e externos,
migração de setup interno em externo e racionalizar elementos internos) correspondem ao
estágio 2 e 3 de Shingo; os passos 5, 6 e 7 (análise dos métodos utilizados, padronização e
eliminação de ajustes e extinguir o setup, respectivamente) detalham o estágio 4.
A seguir há um quadro comparativo das propostas metodológicas desenvolvidas por todos os
autores mencionados anteriormente.
Shingo (2008) Modem (1984) Hay (1992)
Kannenberg
(1994) Black (1998)
Sistemática
e principais
contribuições
do autor
Criação da
metodologia
SMED através de 4
estágios
conceituais e 8
técnicas
Segue Shingo nos
4 estágios
conceituais e 6
técnicas
Ênfase na equipe de
liderança. Método
em 9 etapas
Método em 9
etapas dividido
em estratégico,
tático e
operacional
Método em 7
etapas; ênfase
no estudo de
tempos e
movimentos
Criação do
ambiente
favorável à
implantação
de TRF
Parte do
pressuposto da
existência do STP
-
Procura envolver a
alta administração,
time de projeto e
treinamento
Procura envolver
a alta
administração
-
Determinação
do método existente
Estágio preliminar,
cronoanálise,
entrevistas e
filmagem
Idem a Shingo
Uso das técnicas
propostas por Shingo
e Mondem
Uso das técnicas
propostas por
Shingo e
Mondem
Estudo de
tempos
e movimentos
Uso das
técnicas
propostas
por Shingo
Separação
setup interno
e externo
Corresponde ao
estágio 1, uso
de check list,
organização e
eliminação de
transporte
Considerado o
conceito de maior
importância pelo
autor
Conversão
setup interno
em externo
Estágio 2, consiste
na análise das
atividades
realizadas,
aplicando técnicas
de melhoria
A conversão do
setup interno para
externo é analisada
junto à
padronização de
funções
Racionalização
de atividades
Estágio 3,
aplicando técnicas
específicas de
melhoria
Propõe 5 técnicas
para melhoria
Estudo de sistemas
de fixação e redução
de movimentos
Análise dos
métodos e
eliminação
de ajustes
Padronizar práticas
de setup
A cada nova
melhoria, no chão
de fábrica
conforme método
científico
Sem grande ênfase
neste tópico
Preocupa-se com a
fluência das
atividades e a
repetibilidade
Uso da
documentação
obtida no
processo
(check list,
filmagens)
Eliminar
ajustes
Abordado na
racionalização de
atividades
Ênfase por optar
pela eliminação de
ajuste desde início
do projeto
Auto-
posicionamento de
ferramentas;
eliminar corridas de
teste
Idem a Shingo
Autores Questões
8
Eliminar
setup -
Através da
mecanização e
intercambialidade
de ferramentas
-
Propõe a
análise
de viabilidade
econômica
para
eliminação
de setup
Fonte: Wiese (2007)
Quadro 3 - Comparativo entre propostas metodológicas
3. Procedimentos Metodológicos
Essa pesquisa pode ser classificada como metodológica, pelo fato de utilizar métodos ou
procedimentos já explicitados anteriormente. No caso específico explorado será
implementada a metodologia conhecida por troca rápida de ferramentas (TRF) desenvolvida
por Shingo originalmente em 1969. A pesquisa também é intervencionista, pois teve como
objetivo alterar a situação encontrada relativa ao tempo de setup em uma empresa produtora
de bebidas, especificamente no processo de envase de bebidas, onde existia a ocorrência de
um elevado setup em uma máquina cuja função é posicionar as garrafas, onde se observou
que além de ser grande o tempo de setup, havia muitas perdas de material devido aos erros
ocorridos nas operações de setup.
Como meio para o desenvolvimento deste trabalho foi utilizado um estudo de caso, realizado
nesta empresa do setor de bebidas, em que a coleta de dados, foi possível a partir de visitas in
loco, a fim de conhecer o método de realização de setup tradicional. Além disso, nestas
oportunidades foram realizadas entrevistas informais com os funcionários que estavam
diretamente envolvidos na realização do setup, no intuito também de melhor perceber o
método utilizado.
A partir desta fase de mapeamento, passou para o processo de análise de dados, momento em
que foram aplicados os quatro estágios da metodologia desenvolvida por Shingo (2008), a fim
de que fosse possível a partir destas análises, propor um método melhorado para a execução
da atividade de setup, e com isso, alcançar todas as vantagens associadas a esta metodologia.
4. Estudo de Caso
A seguir será apresentado como se realiza o processo de envase de bebidas na empresa
estudada, seguindo com a aplicação da metodologia TRF proposta por Shingo (2008) e os
resultados obtidos através dela.
4.1 Processo de Envase de bebidas
O processo de envase de bebidas se inicia com a saída das pré-formas do almoxarifado,
transportadas em caixas por empilhadeiras até o setor SIDEL, onde a caixa de pré-formas é
destampada e logo depois a própria maquina puxa a caixa e derruba em um recipiente interno
da mesma. Na máquina as pré-formas passam pelo forno, e logo depois passam por um
processo de sopragem, tomando o formato de garrafa. Ao sair da máquina, as garrafas são
transportadas por esteiras até os silos, cada silo é destinado a garrafas de formatos distintos e
serão acionados de acordo com a programação da produção. Na extremidade inferior do silo
há um funil que despeja as garrafas em outra esteira que alimenta a POSIMAT (posicionadora
de garrafas), onde são posicionadas de gargalo pra cima, e levadas através de túnel de vento
até a enchedora, passando por um processo de higienização e logo depois são envasadas e
recebem a tampa. Ao sair da cabine de envase, são transportadas através de esteira até a
rotuladora, recebendo o rótulo de acordo com produto específico, sendo em seguida
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transportadas por esteira até a empacotadora, formando pacotes de 12 garrafas para os
formatos, 500ml, 330ml, e 250ml. No caso dos formatos 2000ml e 1500ml são formados
pacotes de 6 garrafas. Em seguida os pacotes são levados até o estoque de produtos acabados,
onde são inspecionados e liberados para logística.
Analisando o sistema de produção verificou-se que a empresa não envasa todos os seus
produtos ao mesmo tempo, de modo que, o processo pode ser classificado como discreto em
lotes, fato este que indica a necessidade da ocorrência de setups na troca dos produtos. A
empresa segue a uma programação estabelecida pelo setor de logística, setor que engloba a
atividade de PCP na empresa, e por isso, é responsável pela programação da produção da
empresa.
Analisando os setups das máquinas desse processo, verificou-se um tempo excessivo de troca
de produtos na Posimat e um alto índice de erro de setup, possuindo o maior tempo
consumindo aproximadamente 67 minutos para a troca de linha, mostrando a necessidade na
melhoria do setup dessa máquina. A máquina pode ser visualizada na figura 1.
Fonte: Site Posimat
Figura 1 - Máquina Posimat
4.2 Estágio Inicial
Observando o setup da máquina, foi notado que o mesmo possuía várias operações que
poderiam ser melhoradas, além disso, foram medidos os tempos médios de cada uma delas,
conforme é apresentado na tabela 2.
OPERAÇÕES TEMPO (min)
1. Parada de Máquina 0,83
2. Trocar Funis e Berços 41,0
3. Trocar dos Copos 4,38
4. Regular Altura da Chapa da Guia 1,08
5. Regular Guias 1,75
6. Ajustar Altura do Transferar 6,17
7. Ajustar Laterais do Transferar 6,13
8. Ajustar Velocidade dos Extratores e da Máquina 6,17
TOTAL 67,51
Tabela 2 - Tempo médio das atividades de Setup encontrado
No método da atividade de setup observada na empresa nesta máquina, um único operador
realiza todas as atividades de setup da máquina. Observando as operações e tempos ilustrados
na tabela 2 percebeu-se que:
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O tempo de parada de máquina compreende o tempo que a máquina necessita para parar de
girar e seja possível iniciar as atividades seguintes do setup;
A troca de funis e berços trata da substituição dessas peças de acordo com as dimensões
das garrafas do tipo de produto que será produzido. Nessa atividade, o operador, após a
parada da máquina, transportava os berços de cinco em cinco a serem substituídos,
localizados em uma estante, e apenas após carregar todos os berços eram carregados os
funis, de dois em dois, localizados numa caixa de papelão. Após o carregamento destes
componentes para próximo da máquina, o operador iniciava a retirada de berços e funis,
retirando primeiro um berço e em seguida um funil, e então instalava um novo berço e um
novo funil, um a um. Essa atividade incidia em um alto índice de erros pelo fato de que o
operador não sabia se já havia trocado as peças, erros esses que só eram notados com o
início da produção, quando as garrafas ou saíam amassadas ou caíam fora de posição nos
copos, exigindo uma nova parada para setup da máquina;
A atividade Trocar copos trata-se apenas de fazer a troca dos copos de acordo com a
dimensão da garrafa que será envasada;
Regular altura da chapa guia é uma atividade que consiste em folgar ou apertar um
manípulo que altera o espaço em que a garrafa entra em contato com os berços para serem
posicionadas na posição correta nos copos. Para garrafas maiores folga-se o manípulo, para
garrafas menores aperta-se o manípulo;
Transferar é o sistema de transporte aéreo, onde as garrafas ficam apoiadas pelas abas que
existem abaixo de seu gargalo e turbinas sopram empurrando as garrafas até a enchedora.
Sua regulagem de altura e laterais é definida segundo a dimensão da garrafa que estiver em
processo. A regulagem de altura posiciona o transferar no nível do gargalo das garrafas, e é
realizada girando-se um manípulo que consistia em uma barra de ferro. A regulagem da
lateral impede que a garrafa balance durante o transporte e caia, sendo essa regulagem
realizada manualmente;
O ajuste da velocidade dos extratores e da máquina é realizado diretamente no painel da
máquina. A dimensão da garrafa é o critério que define a velocidade de rotação. Quanto
menor a garrafa menor é seu peso, e se sua velocidade for muita alta para as garrafas de
menor dimensão, elas tendem a cair fora do copo.
4.3 Estágio 1: Separando Setup Interno e Externo
Todas as operações de setup até o momento em que o estudo foi desenvolvido eram realizadas
com a máquina parada, logo todas se classificam como setup interno de acordo com Shingo
(2008).
4.4 Estágio 2: Convertendo Setup Interno em Externo
Entre as operações classificadas como setup interno, a única em que se percebe a
possibilidade de ser convertida para setup externo foi a operação 2 (Troca de Funis e Berços),
pois é a única atividade que, parte dela, pode ser realizada com a máquina ainda em
funcionamento. Como explicado anteriormente, apenas após a parada da máquina eram
transportados os funis e os berços para as proximidades da máquina. Como não há
necessidade da parada da máquina para realizar esta operação, esta pode ser convertida em
setup externo.
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Figura 2 - Armazenamento de Berços a instalar Figura 3 - Armazenamento de Funis a instalar
Para convertê-la em setup externo foi desenvolvido um carrinho para movimentar todas as
peças ao local da operação antes do desligamento da máquina, para que então fosse realizada
a troca das peças. Além disso, foi necessário subdividir a operação 2 em quatro: retirar todos
os funis, retirar todos os berços, montar novos berços e montar novos funis. Seguindo este
método pode-se reduzir o tempo e o número de erros de setup e facilitar o trabalho de troca
das peças pelo fato de que, ao ordenar dessa maneira, o operador precisa fazer menos esforço
para girar o carrossel da máquina devido ao peso dos funis e berços. Uma ilustração desse
carrinho segue apresentado na figura 4.
Figura 4 – Carrinho para armazenagem e movimentação de berços e funis
A partir das melhorias projetadas, pensou-se em um método melhorado, descrito a partir de
uma nova sequência de operações, demonstrado no quadro 4, onde agora o transporte dos
funis e berços é realizado antes da parada da máquina.
OPERAÇÕES
SETUP EXTERNO
1. Movimentar carro com peças
SETUP INTERNO
2. Parada de máquina
3. Retirar todos os Funis
4. Retirar todos os Berços
5. Montar novos Berços
6. Montar novos Funis
7. Trocar Copos
8. Regular Guias
9. Ajustar Altura do Transferar
12
10. Ajustar Laterais do Transferar
11. Ajustar Velocidade dos Extratores e da Máquina
SETUP EXTERNO
12. Movimentar carro com as peças retiradas
Quadro 4 – Método melhorado para a atividade de setup
4.5 Estágio 3: Racionalizando todos os aspectos da Operação de Setup
Após o estágio de conversão de setup interno em externo, buscou-se realizar melhorias nas
atividades de setup de forma que permitisse realizá-las mais rapidamente e/ou com um menor
índice de erros.
Para a atividade 3, aumentou-se a abertura da bandeja para retirada de funis da máquina
durante o setup, assim, o operador poderia retirar três funis por vez, ao invés de apenas um
(Figura 5), facilitando ainda mais girar o carrossel da máquina, já que agora quando é
necessário girar o carrossel serão retiradas mais de uma peça por vez.
Percebeu-se ainda que na regulagem de altura do transferar, o manípulo de regulagem era de
difícil acesso para o operador (figura 6), e foi identificado como uma oportunidade de
melhoria a troca do manípulo que era apenas uma barra de ferro por um volante
emborrachado.
Figura 5 – Bandeja para retirada de Funis Figura 6 - Regulagem de altura do transferar por barra
Algumas sugestões de melhoria que ou foram rejeitadas pela empresa ou não foram
implementadas até o momento foram:
A utilização de um sistema pneumático para regular a altura do transferar (atividade 9),
porém o alto investimento inicial desestimulou a empresa em implantar tal solução, o que
poderia reduzir o tempo dessa operação;
As operações de regulagem e ajuste (atividades 7, 8, 9, 10 e 11) poderiam ser realizadas
em paralelo às operações relacionadas aos berços e funis (atividades 3, 4, 5 e 6), reduzindo
assim o tempo total de setup aproximadamente em 19,75 minutos. Além disso, a
regulagem da altura poderia ser feita através do uso de gabaritos ou de um mecanismo de
engate rápido para cada altura, reduzindo o tempo gasto nessa operação;
Os berços poderiam ter cores diferentes de acordo com a dimensão deles, reduzindo erros
de setup, e se mesmo assim ocorrer um erro, facilita a identificação do berço de dimensão
errada que foi instalado no carrossel da máquina.
Antes da utilização da metodologia TRF foi medido que o tempo médio de setup da máquina
Posimat era de 67,51 minutos. Com as alterações implementadas, o tempo médio de setup
passou a ser de 47,58 minutos, reduzindo assim o tempo total de setup em 19,93 minutos. Este
redução consistiu essencialmente na atividade relacionada à troca de funis e berços, que era de
13
41 minutos e passou para 27 minutos. Com a aplicação da TRF, pode-se conseguir um ganho
de tempo de aproximadamente 30% do tempo total de setup anterior. Os tempos individuais
das atividades de setup podem ser vistos na figura 7.
Figura 7 - Tempo do novo método de setup
Além da redução do tempo de setup, com a redução dos erros que ocorriam devido à má
execução da mesma, diminuiu-se a quantidade de garrafas que saiam não conformes da
máquina, ou seja, reduzindo o nível de desperdício e os custos associados a este. Também foi
reduzido o tempo em que a produção permanecia parada para correção dos erros ocorridos no
setup, aumentando assim a capacidade produtiva da empresa. Todos os ganhos são de difícil
mensuração, logo são benefícios de ordem qualitativa que a empresa obteve também pela
implementação da metodologia TRF.
O resultado obtido com esta aplicação pode permitir também que a empresa mude a
programação da produção mais rapidamente, criando condições para que os lotes de produção
sejam reduzidos, e com isso, haja menor ocorrência de perdas por esperas, o que possibilita
aumento da eficiência operacional.
É importante comentar que o tempo encontrado ainda pode ser reduzido consideravelmente
através de algumas medidas que a empresa não adotou até o momento e devido à medição de
tempo médio ter sido efetuada pouco depois de terem sido implementadas as mudanças, sem
que houvesse tempo hábil para aprendizado no novo método proposto por parte dos
funcionários que executam as operações de setup na Posimat.
5. Conclusão
Como foi abordado pelos autores citados neste trabalho, o uso da metodologia TRF,
desenvolvida por Shigeo Shingo, além de reduzir o tempo de setup e assim aumentar a
capacidade de produção, pode trazer também benefícios como eliminação de erros de setup,
simplificação da operação, redução do tamanho dos lotes e assim reduzir o tempo de espera.
Com a aplicação da TRF, apresentada neste trabalho, algumas desses benefícios foram
obtidos, tornando a empresa estudada mais competitiva, podendo ainda ampliar tais benefícios
através da implementação de algumas melhorias ainda não acatadas, dado que o mercado
exige cada vez mais uma maior eficiência na gestão de seus recursos de produção.
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