NR-213 Ensaios de materiais Ensaios de produtos e

Ambiente, consumo e design do produto: a durabilidade dos clássicos do design

como fonte de inspiração

O que é a compreensão logística?

TecnoMetal entrevista Miguel Frasquilho,

Presidente da AICEP

TECNOTECNOmetal

NR-213

Inovação nas empresas De meTaLUrGIa e meTaLomeCÂnICa

Bimestral Julho|Agosto 2014 7,50€

Ensaios de produtos Aparelhos a gás e elétricos Louça metálica e cutelarias Artigos de puericultura Brinquedos Bocas e hidrantes de incêndio Ferragens - dobradiças e fechadurasTubos e mangueiras de borracha Tubos de polietileno - ensaios mecânicos Recuperadores de calor, salamandras e fogões Acessórios, tubos metálicos, torneiras e válvulas de águaEnsaios de varões para a construçãoComponentes para redes de gás - liras, tubos flexíveis, reguladores, válvulas

Inspeções e verificações Avaliação das condições de segurança de equipamentos de trabalho de acordo com o DL 50/2005 Avaliação do estado de conservação e conformidade de estruturas metálicas e não metálicas Avaliação da conformidade com a Norma EN 1090 – Execução de estruturas de aço e alumínio Verificação de uniões soldadas e aparafusadas e respetivos processos de fabrico Avaliação do estado de corrosão de estruturas metálicasDiretiva ATEX: classificação de áreas perigosas e verificação da adequabili-dade de equipamentos

Segurança de máquinas Diretiva “Máquinas”Diretiva “Equipamentos de trabalho”Verificação da conformidade de máquinas e equipamentos de trabalho Avaliação de segurançaVerificação inicial, periódica e excecional Peritagem

Metrologia (Calibrações/Ensaios de Medição) Dimensional Medição por CoordenadasTemperatura e Humidade PressãoForça e Momento Grandezas Elétricas Tempo e Frequência Velocidade e Aceleração Massa - Balanças Acústica

Ensaios de materiais e componentes Choque térmicoComposição química Dureza, tração, choque, dobragem Exames macrográficos e micrográficos Nevoeiro salino, ensaios cíclicos de corrosão Ensaios climáticos, Temperatura e Humidade

Marcação CE Diretiva “Máquinas”Diretiva “Baixa Tensão” Diretiva “Aparelhos a Gás” Diretiva “Equipamentos sob Pressão” Classe de risco III“Regulamento Produtos da Construção - Sistema 3”

Sistemas de gestão Qualidade ISO 9001, ISO/TS 16949, Qualidade ISO/IEC 17025 ISO/IEC 17020 Inovação NP 4457 Ambiente ISO 14001 Segurança OHSAS 18001/NP 4397 Sistemas integrados Apoio à certificação e acreditação Auditorias Sistemas de controlo interno de fabrico no âmbito da Marcação CE e boas práticas de fabricoIndicadores de avaliação dos processos Conceção/integração com BSC Políticas e alinhamento estratégicoPartilha da gestão dos sistemas de gestão

Segurança no trabalhoSistema de gestão de segurançaOHSAS 18001Auditorias de segurançaOrganização dos Serviços de Segurança no Trabalho (reconhecimento pelo ACT)Verificação de conformidade legalDiagnósticos de segurançaSegurança contra incêndioAvaliação de iluminânciaAvaliação de vibraçõesAvaliação de ruído internoAvaliação do Ambiente térmicoErgonomiaAvaliação de Agente QuímicosIdentificação de Perigos e Apreciação do Risco

Formação e desenvolvimento de competências Diagnóstico, acompanhamento, avaliação Formação inter e intra empresas Formação-Ação

Estratégia e Inovação em Micro e PME’s Diagnósticos estratégicos Benchmarking internacional Inovação organizacional Planos de desenvolvimento Formação/aconselhamento para empresários

EnergiaDiagnósticos de eficiência energética Auditorias energéticasPlanos de racionalização do consumo de energiaEficiência energética de máquinas

Ambiente Auditorias ambientaisSistemas de gestão ambiental ISO 14001Estudos de Impacte AmbientalLicenciamento Industrial e AmbientalVerificação de conformidade legalConsultadoria ambientalConsultadoria REACHPlanos de gestão de solventesCaracterização de Emissões GasosasRuído para o exteriorResponsabilidade por Danos Ambientais

[email protected] | www.catim.pt | www.catim.pt/blogPorto: Rua dos Plátanos 197 4100-414 Porto Tel. 226 159 000 Fax 226 159 035Lisboa: Estrada do Paço do Lumiar 22 - Edif. Q 1649-038 Lisboa Tel. 217 100 790 Fax 217 165 951 Braga: Rua Cidade do Porto, Campus da Delphi Automotive Systems, Edif. 4 4701-970 Braga

Melhoria da produtividadee qualidade Organização do posto de trabalho e ergonomiaLayoutsFerramentas de melhoria da produtividade e qualidade5 S’s, SPC, FMEA, KANBAN, LeanManufacturing, 6 SIGMA e Milk Run, Justin time, Ergonomia, Grupos de melhoria

Segurança de instalações por cabo para o transporte de pessoas Análise de segurança do projeto das instalações de teleféricos e funiculares Análise de segurança da conformidade das instalações de teleféricos e funiculares

TECNOMETAL - 213 - julho/agosto 201424

DIVULGAÇÃO E PROMOÇÃO

O presente artigo insere-se no contexto da divulgação de atividades e resultadosdos projetos mobilizadores PRODUTECH PSI(1) e PRODUTECH PTI(2), os quaisintegram o projeto âncora “Investigação, Desenvolvimento e Demonstração” do Polode Tecnologias de Produção e são apoiados pelo Sistema de Incentivos à Investigaçãoe Desenvolvimento Tecnológico do QREN – Quadro de Referência EstratégicoNacional e do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional da União Europeia.

Enquadramento

O Projeto PRODUTECH PSI – Novos Produtos e Serviços para a IndústriaTransformadora visou, através do sub-projeto Eficiência Energética e Ambientaldos Sistemas de Produção, a melhoria da eficiência dos processos produtivos. Face às necessidades atuais e tendências cada vez mais importantes nas áreasda gestão de recursos materiais e de energia torna-se fundamental encontrarmétodos suficientemente robustos, porém simplificados na sua aplicação eabrangência de aplicabilidade multi-setorial. Nesse sentido, as metodologias associadas ou desenvolvidas sobre os princípiosda produção Lean, os quais tiveram origem na indústria automóvel no séc. XX,tiveram uma taxa de aplicação exponencial nas últimas duas décadas. Porém, aintrodução das metodologias e ferramentas Lean continuam a levantar dificuldadesde implementação já que, por vezes, em muitas empresas ou organizações, écomplexo embeber e sustentar os ganhos obtidos com a aplicação dos conceitos eferramentas focadas para o aumento de eficiência, nomeadamente pela suadificuldade interpretativa ou perceção do seu valor para a organização.

Multi-Layer Stream Mapping

Ferramenta para a gestão da eficiência de recursose produtividade de sistemas de produção

Abordagem desenvolvida no âmbito do Projeto Mobilizador PRODUTECH PSI – PPS5.1 e PPS5.3

Texto: António Baptista, Emanuel Lourenço, João Paulo Pereira, Ricardo Barbosa, Octávio Cunha[INEGI – Instituto de Engenharia Mecânica e de Gestão Industrial]

(1) O Projeto Mobilizador PRODUTECH PSI – Novos Produtos e Serviços para a Indústria Transformadora, reunindo um consórcio de 40 parceiros (24 empresas e 16 Entidades doSistema Científico e Tecnológico Nacional), tem como objetivo o desenvolvimento de novos produtos e serviços, integrando soluções inovadoras e tecnologicamente avançadas,que serão comercializados no futuro por empresas da fileira das Tecnologias de Produção, contribuindo assim para o diferenciação e competitividade da Indústria Nacional.

(2) O Projeto Mobilizador PRODUTECH PTI – Novos Processos e Tecnologias Inovadoras para a Fileira das Tecnologias de Produção, reunindo um consórcio de 19 parceiros (8empresas e 11 Entidades do Sistema Científico e Tecnológico Nacional), tem como objetivo o desenvolvimento de novas tecnologias, processos e modelos de negócio inova-dores para a fileira das Tecnologias de Produção, contribuindo para o lançamento de bases de sustentabilidade e competitividade das empresas pertencentes a esta indústria.

TECNOMETAL - 213 - julho/agosto 2014 25


SUMÁRIO

Assiste-se atualmente a uma forte pressão do lado da escassez dematérias-primas ou recursos (e consequentes custos base acresci-dos), o que determina atuar não só sobre o aumento de produtivi-dade dos sistemas de produção, mas também, e de modo inte-grado, sobre a eficiência de gestão de recursos (desde asmatérias-primas, energia, etc.).

A metodologia designada por MSM® – Multi-Layer Stream Mappingvisa a avaliação agregada da eficiência de um sistema de produ-ção, aferindo simultaneamente a produtividade e a eficiente utiliza-ção de recursos (como energia, matérias-primas, área produtiva,consumíveis diversos, tratamento de resíduos, etc.) e os custos. OMSM® contém uma relação intrínseca à ferramenta Lean VSM –Value Stream Mapping, todavia introduz inovações disruptivas noque concerne à sua aplicabilidade, uma vez que visa uma análisede menor complexidade para a avaliação do binómio – valor acres-centado versus desperdício – de um dado processo. Esta nova abor-dagem metodológica inclui elementos simples de gestão visual paradistinguir, de forma fácil e expedita as variáveis e os processos maiseficientes dos menos eficientes.

Este artigo descreve a metodologia MSM®, que tem como base inspi-radora a ferramenta Lean VSM e propõe-se demonstrar a adequaçãodo MSM® para avaliar o desempenho e eficiência global de sistemasde produção, de forma rápida e flexível, através da apresentação deum caso de estudo real (fileira da metalomecânica) da aplicação doMulti-Layer Stream Mapping, levado a cabo no decorrer do projetoPRODUTECH PSI-PPS5. Serão apresentados e discutidos os resulta-dos alcançados com a aplicação da nova ferramenta.

O MSM® – Multi-Layer Stream Mapping foi desenvolvida no INEGI eidealizada no âmbito do projeto PRODUTECH PSI, PPS5.1 ePPS5.3, prestando o seu contributo técnico-científico a estas ativida-des. Esta abordagem irá dar origem, no futuro próximo, a novosmódulos comerciais de software para a gestão da eficiência produ-tiva e de melhoria contínua pela empresa Microprocessador, S.A.

1. INTRODUÇÃO

Nas últimas décadas foram consegui-dos progressos notáveis em termos deganhos de produtividade, quer com aintrodução de tecnologias avançadasde produção, quer com a gestão oti-mizada do trabalho, de máquinas, dematérias-primas ou de produtossemiacabados. Nestes últimos aspetos,as metodologias associadas aos prin-cípios da produção Lean tiveram umpapel muito relevante, pois permitiramintegrar nas empresas estratégias ope-racionais de organização do trabalhovoltadas para o valor acrescentadodos seus produtos/processos, identifi-cando e reduzindo desperdícios/custose incutindo na orga nização uma cul-tura de melhoria contínua.

Atualmente, além de existirem preo-cupações acrescidas no estudo dasestratégias mais adequadas para aaplicação de metodologias Leancapazes de garantirem mais sustenta-bilidade das empresas, existe tambémuma preocupação cada vez maisimportante para com a escassez ecustos das matérias primas e recur-sos, ou seja, com a eficiência de ges-tão de recursos e, em particular, coma eficiência energética.

O Value Stream Mapping, ou mapea-mento da cadeia de valor, surge nestecontexto uma vez que é uma ferra-

A metodologia Multi-Layer Stream Mapping – MSM® surgiu como resultadoadicional do Projeto PRODUTECH PSI - Novos Produtos e Serviços para aIndústria Transformadora, e subprojecto PPS5, Eficiência Energética eAmbiental dos Sistemas de Produção, e visa a avaliação agregada da eficiênciade um sistema de produção, aferindo simultaneamente a produtividade e aeficiência de utilização de recursos (como energia, matérias-primas, áreaprodutiva, consumíveis diversos, tratamento de resíduos, etc.), permitindoigualmente uma avaliação facilitada entre os custos produtivos úteis edesperdiçados.A metodologia foi estruturada para ser facilmente apreendida por todos osníveis das organizações, encerrando nomenclatura e gestão visual simplificadas,para favorecer a sua vasta aplicabilidade e menor período de amortização doinvestimento na aplicação de melhorias aos processos produtivos.



necessidade surge uma vez que as ferramentas e metodologias deavaliação de desempenho dos sistemas de produção nem sempresão diretamente aplicáveis a qualquer sistema de produção e, mui-tas vezes, as análises são feitas de forma isolada.

Os resultados de desempenho gerados pelo MSM® são apresenta-dos através de dashboards, uma vez que o objetivo principal de umdashboard é exibir toda a informação necessária num únicoecrã/layout de forma clara [4]. O uso combinado de vários fluxos devalor surge com o intuito de permitir "ver além" do desempenho glo-bal de um sistema de produção de forma simples e permite identifi-car assim como quantificar as situações ineficiência nos diferentesprocessos unitários.

O MSM® tem como objetivo principal o mapeamento, em termos dasua eficiência, de um dado sistema, que pode ser materializado soba forma de um processo de produção, mas também de processos deserviços. Pretende-se que seja uma ferramenta não só de mapea-mento analítico, mas também de apoio à decisão em termos de ges-tão operacional (em contínuo), quando implementado sob a formade um software que permita mais agilidade na alimentação dosdados e processamento dos resultados.

A abordagem MSM® pode ser muito importante e prática para:

Apoio à decisão da gestão de topo;

Definir os KPI (Key Performance Indicators) mais críticos;

Identificar ineficiências de uma dada produção ou sistema pro-dutivo;

Definir as prioridades de atuação para aumento de eficiência;

Aferir a eficiência da utilização de recursos;

Aferir a eficiência dos processos unitários e a eficiência globalde um sistema de produção;

Avaliar facilmente os ganhos obtidos pela adoção de ações demelhoria, quer na aferição de ganhos de eficiência, quer nosganhos em termos de redução de custos.

2. FUNDAMENTOS DOMULTI-LAYER STREAM MAPPING

Tal como na abordagem do VSM, o MSM® também começa a partir dadesignada “curva de banheira” do VSM, com os segmentos de retaassociados à “componente de valor” ou a “componente de não-valor”,com a mesma lógica de avaliar certos tipos de desperdícios e ineficiên-cias na cadeia de valor [5, 6]. A grande semelhança face ao VSM, alémda descrição e mapeamento das operações que constituem a cadeiaprodutiva, é o facto de se distinguir constantemente em cada etapa doprocesso, “o que acrescenta valor”, “ou não acrescenta valor”, ao pro-duto ou serviço em questão. Como o princípio base do MSM® corres-ponde a um dos fundamentos base da filosofia Lean (definição claraentre valor e desperdício) e a metodologia está pensada para induzirconsistentemente a melhoria contínua (busca da máxima eficiência, isto

menta Lean que analisa o percursode um produto ou serviço desde queé efetuada a encomenda até aomomento em que é entregue aocliente final [1]. Esta análise propor-ciona uma análise abrangente detodos os processos envolvidos, que-brando assim as barreiras impostaspor cada um dos segmentos ou pro-cessos unitários que compõe acadeia de valor. Salienta-se que umdos objetivos principais do VSM con-siste em determinar e distinguir clara-mente o tempo produtivo e não-pro-dutivo de um produto ou serviço.Entenda-se como “tempo produtivo”,o tempo estritamente necessário parao processo (tempo necessário paraacrescentar valor), e como tempo“não-produtivo” o tempo gasto emtransportes e esperas (tempo em quenão é acrescentado valor ao pro-duto). Além do tempo produtivo enão-produtivo dos processos/servi-ços, o VSM comtempla os fluxos demateriais e os fluxos de informaçãoinerentes aos sistemas de produção.

Importa frisar que atualmente existemvários métodos, ferramentas e abor-dagens de apoio à decisão quevisam manter ou aumentar a produ-ção e, ao mesmo tempo, reduzir oscustos, o consumo de matérias-pri-mas, o consumo de energia, a quan-tidade de efluentes emitidos, resíduosgerados, etc (por exemplo os estudosde Paju et.al [2] e de Li et.al [3]). Noentanto, as metodologias utilizadasatualmente apresentam algumaslimitações relacionadas com: i) con-tabilização de custos, ii) a avaliaçãoda eficiência dos processos unitáriose iii) a aplicabilidade direta masmetodologias.

Alternativamente, o MSM® é direta-mente aplicável a qualquer sistemade produção ou sequência de pro-cesso. Esta abordagem inovadorasimplifica a interpretação dos resulta-dos de eficiência do sistema de pro-dução e dos respetivos processosunitários, uma vez que combina osresultados dos fluxos de valor comatributos de gestão visual. Esta

2.1 Descrição Genéricado Multi-Layer StreamMapping

A aplicação matemática da metodo-logia MSM® assemelha-se visual-mente a uma matriz (n×m), em que“n” corresponde ao número deKPI/variáveis avaliados no sistema emanálise e “m” ao número de etapasdo sistema/processos unitários para oserviço ou produção.

A sua utilização não requer um proce-dimento científico complexo. Consiste,pelo contrário, numa ferramenta emque os seus criadores pretenderamobjetivamente que fosse de entendi-mento simples, para aumentar a suaaplicabilidade, sendo facilmente com-preendida por utilizadores com menorformação acadé mica/profissional.

O método de aplicação é descritonas seguintes etapas:

1. Identificação das fronteiras e etapasdo sistema a estudar e elaboraçãode brainstorming na equipa deimplementação (operadores, gestordo processo, e facilitador MSM®)para identificar e definir quais asvariáveis e indicadores relevantes aavaliar;

2. Definição dos tipos de KPI a utilizarcomo indicadores anteriormenteidentificados (sempre balizados entre0 e 100%);

3. Definir qual o melhor método deagregação dos KPI para o cálculoda eficiência agregada (média arit-mética, produto, média geométrica);

4. Análise dos resultados, com identifi-cação das variáveis/etapas mais ine-ficientes, priorização e estudo deações de melhoria;

5. Implementação das ações demelhoria e aferir dos ganhos obtidosem termos de eficiência e reduçãode custos.

A Figura 1 representa o esquemaanalítico da metodologia MSM®,constituída por linhas (variáveis e res-petivos KPI) e colunas (processos uni-



é, 100%), o MSM® deve ser considerado como uma nova abordageme ferramenta Lean, possuindo um espectro de atuação bastanteabrangente e flexível como posteriormente se descreverá.

Segundo Rother e Shook [1], um fluxo de valor consiste no levanta-mento de todas as ações (ações que agregam valor e ações quenão agregam valor) que são necessárias para encaminhar um pro-duto ou grupo de produtos através dos principais fluxos de produ-ção, começando com a matéria-prima e terminando com o cliente[5, 7]. Para mapear um Fluxo de Valor, a primeira etapa passa porescolher uma família de produtos, a meta de melhoria e, emseguida, mapear seu estado atual. Por outras palavras, consiste emcapturar o estado atual [5, 7, 8]. Em suma o objetivo principal doVSM é identificar todos os tipos de desperdício, para que sejamimplementadas medidas adequadas para as eliminar [6, 7].

Kuhlang e Edtmayr [6] estudaram a aplicação e utilização de umVSM estendido, com o intuito de reduzir os tempos de espera. Estaabordagem considera, para além do tempo, a área ocupada porcada máquina ou elemento industrial. Note-se que não considera:i) a eficiência do sistema de produção, ii) os indicadores relaciona-dos com o consumo de materiais e energia, iii) nem os custos ine-rentes aos consumos.

Ao contrário do habitual no VSM, que apenas mapeia o tempo dosprocessos e ações que agregam e não agregam valor, a ideia ino-vadora do MSM® consiste em avaliar o desempenho geral em ter-mos de eficiência, utilizando uma curva da banheira para cada KPIassociado a uma dada variável, o que consequentemente gera o“Multi-Layer Stream Mapping”, o que permite avaliar a eficiênciaglobal do sistema de produção e eficiência de cada um dos diferen-tes processos unitários. Consequentemente, a metodologia MSM®

permite a geração de “mapas de eficiência” dos fluxos de valor,para quantificar em detalhe não só o tempo gasto, mas também,por exemplo, o consumo de recursos materiais, consumo de ener-gia; emissões e resíduos gerados, integração dos custos para detodos os processos unitários inerentes ao sistema de produção emestudo, etc.

Os rácios e os KPIs podem ser facilmente definidos em termos de:consumo de energia e recursos; resíduos gerados e os custos decada processo unitário.Desta forma é possível calcular a eficiênciade utilização dos vários recursos o que facilita a identificação deações de melhoria que são necessárias ou que podem ser imple-mentadas.

A metodologia é baseada na quantificação sistemática de rácios devariáveis que caracterizam o sistema produtivo, como o quocienteda porção de variável que acrescenta valor ao produto, sobre ototal da variável que entra no processo unitário. É assim possívelagregar a eficiência ao longo de linhas produtivas (constituídas múl-tiplas máquinas), setores, ou mesmo unidades fabris.

A etapa de mapeamento de um dado sistema é constituída pordiversos indicadores para cada uma das variáveis relevantes para oprocesso em avaliação. Os indicadores (KPI) são todos representa-dos por rácios de eficiência (rendimento), balizados sempre entre 0e 100%, e são combinados, de modo sistemático, para se poderobter um valor global agregado de eficiência do sistema.



Process Stream Analysis

n n n n

VA PT1 PT2 PT3(…) PTn

NVA LT1 LT2 LT3 LTn

VA PE1 PE2 PE3(…) PEn

NVA LE1 LE2 LE3 LEn

VA PC1 PC2 PC3(…) PCn

NVA LC1 LC2 LC3 LCn

(…)

VA PN1 PN2 PN3(…) PNn

NVA LN1 LN2 LN3 LNn

(…)

P - Process WT - Waiting Time PC - Process Costs

VA - Value Added PE - Process Energy Consumption LC - Lead Costs

NVA - Non Value Added LE - Lead Energy Consumption WC - Wating and/or Waste Costs

PT - Process Time WE - Waste of Energy Consumption TCPn - Total Cost per Process

LT - Lead Time TEPn - Total Energy per Process

TCP2TCP1

TNPn

Mu

lti-Layer S

tream M

app

ing

Value Added Costs

Non Value Added Costs

TCPnTCP3

Caption:

Variable NValue Added N

Non Value Added N

TNP2TNP1 TNP3

Value Added Energy

Non Value Added Energy Energy

Cost

Non Value Added TimeTime

Value Added Time

TEP3TEP2TEP1 TEPn

(…)P3P2P1 PN

tários, etapas ou fases), ou seja umamatriz (n×m). Para cada um dos KPI,em cada processo unitário, deve-sedefinir a fração que agrega valor, ea fração que não-agrega valor,obtendo-se desta forma a eficiência(%) da respetiva variável, nomeada-mente através do rácio entre a fra-ção útil sobre o total da variável.Note-se que para além da eficiênciade cada variável (“stream” ou linha)esta deve ser definida com o ráciodo total que acrescenta valor sobre ototal que é colocado no sistema paraessa variável. Também é possíveldeterminar a eficiência agregada decada processo unitário. Este valor édeterminado pela ponderação (média

aritmética por exemplo) da eficiência das variáveis que regem cadaprocesso unitário (P1, P2, P3 e PN da Figura 2). Na linha da eficiên-cia dos processos unitários também se indica o número de operáriosafetos a cada processo.

É de salientar que todos os valores resultantes da aplicação doMSM® são apresentados de forma adimensional, assim como sedevem encontrar balizados entre 0 e 100%. Portanto é possível pro-ceder-se à agregação dos valores tanto em linha, eficiência agre-gada para uma variável ao longo do processo, como em coluna,eficiência agregada de todas as variáveis para um dado processounitário.

Determinados todos os valores de eficiência unitária (para cada parvariável/processo unitário, nos casos em que é aplicável o cálculodo rácio) é então possível conhecer-se a eficiência agregada do sis-tema de produção. Este indicador pode ser por exemplo determi-nado pela média da eficiência de todos os processos unitários. Noentanto, consoante o caso de estudo, pode ser aplicada uma outra

Figura 1 – Representação esquemática da metodologia MSM® (adaptado de [9])



Figura 2 – Exemplo da eficiência dos processos unitários (adaptado de [9])

Figura 3 – Escala de eficiência do MSM®

74% 70% 60% %

n n n n

VA PT1 PT2 PT3(…) PTn

NVA LT1 LT2 LT3 LTn Non Value Added Time

VA PE1 PE2 PE3(…) PEn

NVA LE1 LE2 LE3 LEn

VA PC1 PC2 PC3(…) PCn

NVA LC1 LC2 LC3 LCn

VA PN1 PN2 PN3(…) PNn

NVA LN1 LN2 LN3 LNn

(…) (…) (…)

Variable NValue Added N

Non Value Added N

TNP1 TNP2 TNP3 TNPn

TCP1 TCP2 TCP3 TCPn

72% 89% 60%

CostValue Added Costs

Non Value Added Costs

TEP1 TEP2 TEP3 TEPn

80% 70% 30%

Energy Value Added Energy

Non Value Added Energy

70% 50% 90%

TimeValue Added Time

P1 P2 P3

(…)PN

forma de agregação e mesmo adotando numa segunda fase de tra-tamento estatístico a ponderação diferenciada das variáveis ou eta-pas. Refira-se, contudo, na importância de se calcular em primeirolugar a eficiência agregada sem afetar com pesos as variáveis ouetapas.

Durante o desenvolvimento da metodologia optou-se pela utilizaçãode uma escala de cores, bastante comuns e intuitivos, associadas agamas de eficiência. Esta prática assenta em dois princípios:

Gestão visual – conhecidas as métricas, é possível analisar osdashboards de forma rápida uma vez que a as cores estão asso-ciadas a gamas de eficiência, facilitando a interpretação dosresultados de cada cartão MSM®. Desta forma, os gestores detopo podem analisar os resultados obtidos de uma forma maissimples e expedita. Esta escala de eficiências também facilita ainterpretação dos resultados por colaboradores com menor for-mação académica ou profissional, e, ao mesmo tempo tornauniversal o método (isto é, independente do idioma do país ondeé aplicado o método).

Alarmística – utilizando a escala de eficiências, é possível dete-tar de forma ágil e rápida situações de ineficiência e que reque-rem intervenção.

Na Figura 3 está representada a escala de 4 cores utilizada noMSM® para as diferentes gamas eficiência, que estão tipicamenteassociadas a níveis comuns de eficiência, nomeadamente na ver-tente energética. A escala de eficiência (cores e respetivas gamas deeficiência) deve ser ajustada consoante a empresa e estado dematuridade da implementação da ferramenta.

2.2 Indicadoresde Desempenho

Os KPI são utilizados como indicado-res auxiliares à gestão, os quais per-mitem aferir se as variáveis de desem-penho mais importantes/críticasestão, ou não, dentro dos valoresesperados, assim como verificar odesempenho de uma organização oude um determinado processo.

Através da utilização de KPI os gesto-res de topo podem fazer uma avalia-ção da eficiência dos processos,assim como analisar de que formaestes estão a contribuir para osucesso da empresa. Esta abordagemdireta permite poupar muito tempo àgestão de topo, dando a estes umavisão ampla da situação atual da ati-vidade que estão a desenvolver.



Tal como noutras abordagens e fer-ramentas de análise de processos,também no MSM® a definição dosKPI é uma etapa fundamental parauma adequada aferição da eficiênciade uma dada variável e da integra-ção da eficiência total de um sis-tema. Um aspeto muito importantena definição dos KPI na abordagemMSM® consiste na obrigatoriedadede todos os KPI serem definidos como objetivo de serem maximizados,isto é, impondo um sentido monó-tono crescente na direção da melho-ria do sistema em análise. Esteaspeto realça o foco de melhoriacontínua intrínseco ao MSM® e na fir-meza colocada no respeito dos prin-cípios Lean.

Os KPI devem ser definidos juntandoa equipa encarregue pelo mapea-mento e definição das variáveis(vários níveis da organização) e odesignado “moderador MSM®”, oqual deve conhecer bem a aborda-gem e deter experiência anterior naimplementação desta ferramenta. Adefinição dos KPI associados a cadauma das variáveis de processo deveobedecer a regras que permitam ocálculo adequado dos rácios ele-mentares de eficiência, procurandonomeadamente obter valores de efi-ciência naturalmente balizados entre0% e 100%.

2.3 Pontos Fortes eAplicabilidade do MSM®

A abordagem MSM® pode ser utili-zada para identificar quais os proces-

sos e/ou os fluxos de valor menos eficientes, contribuindo, assim,para o apoio à decisão e permitindo a melhoria contínua dos siste-mas de produção, através da análise sistemática e standardizada daeficiência de uma dada linha produtiva (conjunto de etapas/equipa-mentos), setor produtivo (conjunto de linhas), uma unidade produ-tiva (conjunto de setores), até, no limite à eficiência produtiva devárias fábricas.

Esta abordagem também pode ser utilizada para avaliar a reenge-nharia de processos, uma vez que, em alguns casos, os processosunitários ou mesmo o sistema de produção global, apresenta bonsresultados operacionais, mas a eficiência não é tão elevada comopoderia ser. Portanto, o MSM® permite escrutinar "como", "onde" e"quanto" um processo unitário ou um sistema de produção poderámelhorar os seu desempenho.

Outro aspeto muito relevante desta abordagem consiste em permitiraferir objetivamente os custos que agregam valor e os que não-agregam valor. Ou seja, é possível aferir os custos associados aosdesperdícios nas variáveis que definem o sistema. Na prática, passaa ser possível quantificar objetivamente e de modo simplificado ocusto da ineficiência, quer individualizada variável/processo, querde modo agregado. Este aspeto é ainda interessante como facilita-dor na altura de desenhar/estudar ações de melhoria, podendopriorizar-se a sua execução com o cálculo simplificado do períodode retorno (payback), em função do ganho de eficiência esperado.

A tipologia dos resultados gerados pelo MSM® está descrita naTabela 1. Note-se que as características dos resultados desta abor-dagem são adequados para apresentar os dados em formato dash -board ou scorecard. Esta versatilidade é o resultado da simplicidadeinerente à aplicação do MSM®.

3. CASO DE ESTUDO FILEIRA DAMETALOMECÂNICA

3.1 Enquadramento

Durante a fase de validação da metodologia MSM® foram testadase maturadas as suas potencialidades, bem como debeladas dificul-dades de parametrização para diferentes tipos de conjuntos devariáveis (“cartões de eficiência” para variáveis de recursos, opera-

Resultados MSM®Característica Dashboard Scorecard

Propósito

Utilizador

Atualizações

Dados

Exibição

Mede o desempenho

Supervisores e especialistas

Em tempo real

Eventos

Gráficos visuais e dados

Gráficos de Progresso

Diretores, Gestores, Operadores

Periódicas

Sumários

Gráficos visuais e comentário

Mede o desempenho e possibilita mostrargráficos de progresso

Supervisores, Especialistas, Diretores, Gestores,Operadores

Periódicas ou em tempo real (quando integrado emsoftware parametrizado)

Eventos e sumários

Gráficos visuais, dados

Tabela 1 – Características de Dashboards, Scorecards e Resultados MSM® [4]



Descrição Quantidade

Materiais

Materiais

Auxiliares / Consumíveis

Peça de Aço por pintar 514 m2

Tinta 122,42 kg

Endurecedor 17,85 kg

Diluente 2,84 kg

Filtro de fibra de vidro 0,022 kg

Filtro de cartão 0,0195 kg

Luvas 0,09 kg

Mascara 0,018 kg

Fato Tyvek 0,18 kg

Gasóleo 141,88 kg

Energia Elétrica 346,54 kWh

Latas de tinta 6,3 kg

Lata de endurecedor 2,8 kg

Filtro de fibra de vidro 0,022 kg

Filtro de cartão 0,0195 kg

Luvas 0,09 Kg

Mascara 0,018 Kg

Fato Tyvek 0,18 Kg

Tabela 2 – Inventário

Energia

Resíduos

3.3 Resultadosdo MSM®

O resultado global detalhado do sis-tema de produção está representadona Figura 4, mostrando-se a eficiên-cia de cada variável em cada pro-cesso unitário (fluxo de valor) assimcomo a eficiência global dessavariável. É de salientar que existemvariáveis dependentes e independen-tes. O custo da mão-de-obra é umavariável dependente do temponecessário para executar cada pro-cesso unitário, assim como os custosda tinta e energia dependem dasquantidades utilizadas. Na Figura 4fica claro que a eficiência das variá-veis tempo, material ou energia é amesma que a eficiência das variáveisdependentes associadas aos custosde cada aspeto. Apesar da eficiênciadas variáveis dependentes e inde-pendentes serem a mesma em cadapar elementar variável/processo uni-tário, estes valores são mostradosdevido à sua importância como indi-cadores de apoio à de decisão. Ainformação apresentada na Figura 4é de grande importância e é funda-mental para avaliar a eficiência,bem como para quantificar e alocaras ineficiências aos processos unitá-rios, pela análise dos valores absolu-tos associados às grandezas físicasde cada variável.

O dashboard com o resumo doresultado da eficiência do sistema deprodução e dos processos unitáriosestá ilustrado na Figura 5, incluindoatributos de gestão visual, ou seja,rótulos de cor (ver legenda da Figura5). A eficiência do processo unitáriofoi determinada pelo valor médio(aritmético) da eficiência de todas asvariáveis que contribuem para levara cabo o respetivo processo unitário.Por fim, o valor global da eficiênciado sistema de produção é determi-nado pelo valor médio (aritmético)da eficiência de todos os processosunitários. Para este caso de estudoparticular, a eficiência global do sis-tema é de 78%.

ção, qualidade ou fluxos). A metodologia foi aplicada a uma linhade acabamento de placas de aglomerado de madeira e a uma uni-dade de pintura da indústria metalomecânica. Neste trabalho apre-sentam-se os resultados do estudo consideram-se os processos uni-tários que decorrem durante a aplicação de um primário de umalinha de pintura. A métrica de referência, ou unidade funcional, édefinida como a aplicação de primário numa peça aço com umasuperfície de 514m2 (valor adaptado no exemplo para fins da apre-sentação neste artigo).

No estudo consideraram-se os seguintes processos unitários:

Limpeza

Pintura à mão

Preparação das tintas

Aplicação do primário

Secagem

Inspeção/controlo de qualidade

Para cada um dos processos unitários aferiu-se através de mediçãoin-loco o consumo de materiais e de energia, o tempo necessáriopara executar cada processo unitário, os custos, etc.

3.2 Inventário

Na Tabela 2 apresenta-se o inventário global do sistema de produ-ção em análise (dados representativos para a apresentação). Con-sideram-se os materiais e a energia consumida, assim como osresíduos da unidade de pintura durante a aplicação do primário.Todos os valores são apresentados de acordo com a unidade fun-cional (514m2).


32 TECNOMETAL - 213 - julho/agosto 2014

VA 0,33 kg 0,00 kg 0,00 kg 0,00 kg 0,00 kg 0,00 kg PAMC 0,33 kg

LAMC 0,33 kg

NVA WAMC 0,00 kg

100%

VA 0,00 kg 0,00 kg 0,00 kg 0,00 kg 0,00 kg 9,43 kg PWPPD 9,43 kg

TWPD 9,43 kg

NVA PWPID 0,00 kg

100%

Legenda: Push na Produção In/Out Operador AV Acrescenta Valor NAV Não Acrescenta Valor

Materiais Auxiliares/Consumíveis (kg)

Encaminhamento Adequado dos Resíduos

(kg)

- - -

0,00 kg 0,00 kg 0,00 kg

- 100%

0,00 kg 0,00 kg

0,00 kg 0,00 kg 0,00 kg 0,00 kg 0,00 kg 9,43 kg

-

0,00 kg 0,00 kg0,33 kg

0,00 kg

-

0,00 kg

-

0,00 kg0,00 kg0,00 kg0,00 kg0,00 kg

0,00 kg 0,00 kg 0,00 kg

100% - - -

Análies dos Processos - Fluxos de Valor

AV 74% 83% 71% 76% 84% 82%

NAV

AV 0,75 h 0,50 h 0,50 h 1,50 h 3,00 h 0,50 h PT 6,75 h

LT 7,72 h

NAV WT 0,97 h

87%

AV 9,55 6,36 6,36 19,09 38,18 6,36 PLC 85,91

LLC 98,19

NAV WC 12,28

87%

VA 28,4 kWh 1,4 kWh 28,6 kWh 97,4 kWh 77,1 kWh 1,4 kWh PEEC 234,27 kWh

LEEC 344,70 kWh

NVA WEEC 110,42 kWh

68%

4,77

89%

1,91 2,55 0,38

41,1 kWh 142,7 kWh

65% 70%

67% 94%

0,70 h0,53 h1,13 h

71%

Multi-Layer S

tream M

apping

0,76 1,91

Inspeção

17% 18%16%24%29%

21,00 6,75

2,1 kWh

0,20 h0,03 h

Secagem

0,56 h3,15 h1,65 h

91% 95%

2

Limpeza

26%

2

Pintura à mão

2


2


2 2

0,06 h0,15 h0,15 h

71%

8,91

0,7 kWh38,6 kWh45,4 kWh12,5 kWh

115,8 kWh 2,1 kWh

91% 95% 89%

68%

40,09 7,13

67% 65%69%

0,38 h

12,5 kWh

14,32

67% 94%

0,7 kWh

Consumo de Energia Elétrica

(kWh)40,9 kWh

Custo da Mão de Obra ( )

Tempos de Produção (horas)

Desempenho Global (%) 78%

Análies dos Processos - Fluxos de Valor

LimpezaPintura à

mãoPreparação das tintas


Secagem Inspeção

2 2 2 2 2 2

Eficiência do Processo Unitário

Legenda Eficiência 100 - 90% Eficiência 69 - 40%

Eficiência 89 - 70% Eficiência <40%

80%

87%85%

69% 65%

91% 95%

-89%

100%- - -100%

60%-- 90%

Mu

lti-La

ye

r Stre

am

Ma

pp

ing

82%

89%94% 71%

68%65%

84%

68%

76%

67%

78%

Consumo de Energia Elétrica (kWh)

Materiais Auxiliares/Consumíveis (kg)

74% 83% 71%

- -

Encaminhamento Adequado dos Resíduos (kg)

Consumo de Gasóleo (kg) - - -

Consumo de Tinta + Endurecedor + Diluente (kg) - 60% -

Tempos de Produção (horas)

70%

67%

100%- - - - - 100%

Figura 5 – Dashboard MSM® ou “cartão de eficiência” de recursos para o processo de pintura analisado

Figura 4 – Resultado global da análise MSM® ao sistema de produção



4. CONCLUSÕES

A abordagem inovadora denomi-nada Multi-Layer Stream Mapping –MSM® permite avaliar a eficiência desistemas de produção ou serviços,de modo sistemático, baseando-sena análise dicotómica valor/desper-dício e incluindo um forte caráter demelhoria contínua. Variáveis comoconsumo de energia, consumo dematérias-primas, ou outro tipo devariáveis de processo (operação, flu-xos, qualidade) podem ser aferidos,bem como a análise de custos asso-ciados (desagregando a compo-nente de valor ou desperdício).

A metodologia é facilmente trans-posta numa ferramenta adequadapara avaliar e quantificar o desem-penho de sistemas de produção e,consequentemente, a apoiar nadecisão para a melhoria contínua desistemas de produção ou em proces-sos de serviços.

O MSM®, além de permitir avaliar odesempenho global de sistemas deprodução, considerando variáveiscomo o tempo e consumos diversos,pode apoiar na decisão para amelhoria do desempenho econó-mico, isto através da redução decustos dos desperdícios, permitindouma análise facilitada de investi-mento na melhoria versus o períodode retorno (análises de payback).

No caso de estudo apresentado, queilustra a aplicação do MSM® a umaunidade pintura da fileira metalome-cânica, conclui-se que a eficiênciaglobal do sistema é de 78%. Note-seque a fração útil do consumo detinta, endurecedor e diluente é de60% e a fração útil do consumo deenergia elétrica é de 68%. Já paraas restantes variáveis, a eficiência ésuperior a 80%.

O consumo de tinta, endurecedor ediluente, para além de ser uma dasvariáveis de consumo com menoreficiência é também a variável maisonerosa. Consequentemente, estaineficiência traduz-se em custos ele-

EficiênciaAV NAV Total

Custo da Mão-de-obra (€) 85,91 € 21,83 € 107,74 € 80%

Custo da Energia Elétrica (€) 20,55 € 9,85 € 30,39 € 68%

Custo do Gasóleo (€) 155,73 € 22,77 € 178,50 € 87%

Custo da Tinta, Endurecedor e Diluente (€) 1.656,09 € 1.085,54 € 2.741,63 € 60%

Tabela 3 – Custos que acrescentam valor (AV) vs custosque não acrescentam valor (NAC)

Figura 6 – Análise da fração de custos que acrescentam e não acrescentam valor

O MSM® além de permitir uma análise de eficiência ao sistema deprodução, também permite fazer uma análise global aos custos quenão agregam valor ao produto, ou seja, permite quantificar os cus-tos associados ao desperdício. Na Tabela 3 e na Figura 6 apre-senta-se os resultados da análise de custos que acrescentam e quenão acrescentam valor. Por fim apresenta-se a “impressão digital” daeficiência do sistema de produção (ver Figura 7).

3.000,00 €

2.500,00 €

2.000,00 €

1.500,00 €

1.000,00 €

500,00 €

0,00 €Custo da Mãode Obra (€)

AV – Acrescenta Valor

Custo da EnergiaElétrica (€)

Custo do Gasóleo(€)

Custo da Tinta,Endurecedor eDiluente (€)

NAV – Não Acrescenta Valor

Limpeza

Pintura à mão



Inspeção

Secagem

100%

80%

60%

40%

20%

Figura 7 – Impressão digital da eficiência do sistema de produção



Apoios:

REFERÊNCIAS[1] John Shook and Mike Rother: Learning to See: Value Stream Mapping to Add Value and Eliminate MUDA, in: 1999.

[2] Marja Paju; Juhani Heilala; Markku Hentula; Antti Heikkilä; Björn Johansson; Swee Leong, and Kevin Lyons: Framework and Indicators fora Sustainable Manufacturing Mapping Methodology in: Proceedings of the 2010 Winter Simulation Conference. 2010.

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[7] Fawaz A. Abdulmalek and Jayant Rajgopalb: Analyzing the benefits of Lean manufacturing and value stream mapping via simulation: A pro-cess sector case study, in: International Journal of Production Economics. 107 2007 pp: 223-236 DOI:http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpe.2006.09.009.

[8] Marcello Braglia; Gionata Carmignani, and Francesco Zammori: A new value stream mapping approach for complex production systems,in: International Journal of Production Research. 44 2006 pp: 3929-3952 DOI: 10.1080/00207540600690545.

[9] E. J. Lourenço; A. J. Baptista; J. P. Pereira, and Celia Dias-Ferreira: Multi-Layer Stream Mapping as a Combined Approach for Industrial Pro-cesses Eco-efficiency Assessment, in: Re-engineering Manufacturing for Sustainability. 2013 pp: 427-433 DOI:http://dx.doi.org/10.1007/978-981-4451-48-2_70.

Agradecimentos

Este trabalho foi desenvolvido no âmbito do Projeto PRODUTECHPSI (n º 13849) - PPS5 Eficiência Energética e Ambiental dos Sistemasde Produção, do Programa do Sistema de Incentivos à Investigação eDesenvolvimento Tecnológico nas empresas, no âmbito doCOMPETE – Programa Operacional Fatores de Competitividade doQREN – Quadro de Referência Estratégico Nacional – 2007-2013 eFundo Europeu de Desenvolvimento Regional da União Europeia e oapoio da Agência de Inovação.

vados que não acrescentam valorao produto. Este tipo de análise per-mite concluir que a tecnologia utili-zada para a pintura das peças deaço deve ser estudada com o intuídode reduzir esta situação de ineficiên-cia.

Note-se que os custos de mão-de-obra e de gasóleo que não acrescen-tam valor ao produto são superioresao custo da energia elétrica que nãoacrescenta valor. No entanto, o con-sumo de energia elétrica é menos efi-ciente do que o consumo de gasóleoe do que o tempo de produção. Otipo de análise possibilitado pelametodologia confere um forte apoioà decisão em situações onde háinfluência de várias variáveis, permi-tindo criar facilmente relações entre aeficiência e o valor acrescentado, ouentre a ineficiência e o desperdício (eos custos associados), com vista àimplementação de ações de melho-ria sobretudo nas situações de inefi-ciência mais onerosas.

A versatilidade demonstrada daabordagem MSM® torna possível asua aplicação a qualquer sistema,quer para fins de produção industrial

ou mesmo em serviços de vários setores de atividade (saúde, agro-indústria, transportes, hotelaria, gestão de edifícios, etc.), podendoser aplicado quer de modo analítico eventual (avaliação da eficiên-cia de um dado sistema já instalado ou a instalar) ou mesmo utili-zado para avaliações de eficiência em contínuo, quando devida-mente parametrizado com recurso a software, como o que poderáser disponibilizado pela MICROPROCESSADOR SA integrado nasua aplicação de referência de controlo de sistemas e gestão deenergia, Powergest.

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