Melhoria Contínua e Implementação do SMED numa Indústria ... · Shigeo Shingo . iv . v ... da Casa da Toyota para a estrutura da metodologia SMED. Adaptada de ... entre o tempo

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.

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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.

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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.

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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.

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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

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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.

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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.

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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.

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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


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


30 min


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


30 min


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


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


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


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


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


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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.

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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%.

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9. Anexos

9.1. SOP Setup Unipress

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9.2. SOP Setup Kilian’s

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9.3. OPL Limpeza Sala Unipress

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9.4. OPL Limpeza Sala Kilian’s

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9.5. OPL Limpeza Máquinas Compressão

64

9.6. OPL Limpeza Piso 1

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9.7. Checklist Unipress

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9.8. Checklist Kilian’s

Documents

Melhoria Contínua e Implementação do SMED numa Indústria ... · Shigeo Shingo . iv . v ... da Casa da Toyota para a estrutura da metodologia SMED. Adaptada de ... entre o tempo