Cp e Cpk – Índices de Capacidade de um processo

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Cristiano Bertulucci Silveira

A capacidade de um processo pode ser definida como sendo a capacidade inerente de um processo para a produção de peças idênticas, por um longo período de tempo sob um determinado conjunto de condições. Ela objetiva demonstrar se  um processo de fabricação específico é ou não viável e sustentável. É a partir desta avaliação rigorosa que um fabricante pode analisar todas as características do produto e então, decidir se quer continuar com a produção, alterar especificações ou cancelar o projeto. Avaliar a capacidade de um processo é bastante importante, uma vez que permite quantificar a forma de como um processo pode produzir produtos aceitáveis. Como resultado, os gerentes e engenheiros de uma fábrica podem priorizar melhorias necessárias e identificar os processos que não precisam de atenção imediata.

Avaliação da Capacidade do Processo

A avaliação da capacidade de um processo é realizada através de uma estrutura chamada de análise de capacidade do processo (ACP).  A ACP pode ser definida como um método de melhoria em que uma característica do produto é medida e analisada objetivando determinar a capacidade do processo que satisfaça as especificações para a característica em estudo. Embora a capacidade possa ser avaliada através de várias medidas e métodos, tais como tolerância percentual consumida por capacidade ou a partir de um gráfico de controle ou análise de histograma, a maneira mais comum de fazer isso é através dos índices de capacidades (IC). ICs são medidas específicas que comparam a saída do processo real com os limites de especificação para uma determinada característica. Em outras palavras, eles mostram a capacidade de um processo para satisfazer as suas necessidades por meio de um estudo numérico padrão. Entre os ICs existentes, os mais populares são o Cp (capacidade de processo) e Cpk (índice de capacidade de processo).

Medição do Cp e Cpk

O Cp e Cpk são índices que  apontam se o processo está fabricando produtos dentro de uma faixa de especificação e assim indicam se a produtividade está o suficientemente aceitável. Estes índices são muito importantes na fase do desenvolvimento de produto, pois nesta fase inicial, a análise do histórico dos índices de capacidade de peças similares podem permitir que sejam escolhidos processos e especificações coerentes que sejam eficazes estatisticamente. Adicionalmente, eles também se fazem importantes durante a homologação do processo, pois podem revelar processos problemáticos antes da entrada de produtos na linha de produção.

Para fazer o estudo de capacidade e performance, é necessário medir e identificar as diferentes fontes de variabilidade do processo, ou seja, é necessário que o processo esteja sob controle estatístico de processo. Os conceitos de estatística deverão ser utilizados para separar os efeitos da variabilidade das chamadas “Causas Comuns” (inerentes ao processo)   das “Causas Especiais” (derivadas de variáveis específicas e controláveis).

Cálculo do Cp e Cpk

Para calcular os índices, é necessário que primeiro seja definida uma característica a ser medida. Após isto, é necessários colher amostras de medições desta característica. Por exemplo, para uma linha de produção de latas, podemos definir uma característica medida como sendo o diâmetro da lata. Sendo assim, adotamos limites inferiores e superiores para o diâmetro da lata que devem ser cumpridos para que não tenhamos produtos fora de especificação. Seria algo do tipo: o diâmetro não pode ser menor do que 40mm e maior do que 42mm. Com o LSE e LSI definidos, basta agora colher amostras de medições e calcular os índices Cp e Cpk.

O Cp foi o primeiro índice proposto na literatura e é utilizado para avaliar a largura da amplitude do processo em comparação com a largura da especificação. Ele pode ser calculado utilizando a seguinte fórmula:

CP = cp

sendo:

  • LSE: Limite Superior de Especificação
  • LIE: Limite Inferior de Especificação
  • σ : Desvio-padrão calculado a partir da amostragem de medições.

Simplificando, quanto maior for o índice Cp, menor a probabilidade da característica de qualidade medida  estar fora das especificações, o que indica que haveriam menos produtos defeituosos durante o processo produtivo. Na tabela 1, é possível visualizarmos a relação entre o valor de Cp, a quantidade de produto defeituoso e quais as ações corretivas normalmente adotadas.

Tabela 1 – Relação entre o índice CP e a porcentagem de produtos defeituosos
 Valor de CP Produto Fora da Especificação Ação típica adotada
  <1.0  >=5 % Aumento de controle de processo, triagem, retrabalho, etc.
 1.0  0.3 % Aumento de controle de processo, inspeção.
 1.33  64 ppm Inspeção reduzida e utilização de cartas de controle.
 1.63  1 ppm Verificação pontual e utilização de cartas de controle.

 

Como explicado, o Cp é muito importante para que seja avaliada a largura da amostragem com relação à faixa dos limites de especificação, mas uma limitação deste índice é que ele só incide sobre a dispersão do processo estudado, não considerando a centragem do referido processo. O índice Cp apenas considera a variabilidade do processo (σ). Com o intuito de analisar o processo considerando-se a centragem das amostragens, criou-se o índice Cpk. O Cpk foi criado em 1986 com o objetivo de medir a distância entre o limite de especificação mais próxima do valor esperado a partir da característica de qualidade estudada, de modo a relacionar a metade desta distância da amplitude do processo natural, 3σ. De um ponto de vista prático, o índice Cpk é mais avançado do que o Cp, porque pode ser utilizado para medir as características de qualidade, onde apenas um limite de especificação é importante. Este índice é obtido a partir da fórmula seguinte:

CPK =   cpk

sendo:

  • LSE – Limite Superior de Especificação
  • LIE -Limite Inferior de Especificação
  • Χ – Mediana da característica medida
  • σ – Desvio-padrão calculado a partir da amostragem de medições.

Na prática, quanto maior for o índice Cpk, menor será a probabilidade da característica de qualidade medida estar fora de especificação, o que também significa que a curva gaussiana (traço mais fino em vermelho que delimita o histograma da Figura 1 abaixo) mantém uma posição aceitável de centragem no que diz respeito aos limites. Por outro lado, o aumento do valor do Cpk pode exigir uma alteração na média do processo, no desvio padrão, ou em ambos. É importante ressaltar que em alguns processos pode ser mais fácil aumentar o valor de Cpk, alterando o valor médio, talvez através de um simples ajuste do objetivo do processo, do que reduzir o desvio padrão investigando as muitas causas da variabilidade. Na Figura 1, é possível visualizar de forma gráfica alguns cenários para os índices Cp e Cpk e a denominação para o processo quando analisados nestes cenários.

índices de capacidade de processo cp e cpk

Figura 1 – índices de capacidade de processo Cp e Cpk

Como é possível verificar, a razão para que um cliente possa necessitar saber qual o Cp ou Cpk do processo de um fornecedor é simples: na prática ele deseja conhecer a probabilidade de ele adquirir produtos fora da especificação. Como vimos, se o índice Cpk de um processo for menor que 1, é provável que o cliente deseje outro fornecedor pois as especificações não estão sendo cumpridas com certa frequência. O ideal é que o Cpk seja maior que 1 sendo que tipicamente é desejado o valor de 1,33 que significa 64 ppm de produtos fora de especificação.

Além do benefício de fidelizar um cliente com a utilização e o aprimoramento destes índices de performance, constata-se que eles refletem diretamente em outro indicador bastante utilizado na indústria, o OEE (Overall equipment effectiveness). Isto porque um bom valor de Cp e Cpk impactam diretamente no fator de qualidade do produto que é utilizado no cálculo do OEE.

Os softwares para controle estatístico de processo (CEP) podem ser uma ferramenta muito útil para a análise do processo. Atualmente, é fácil encontrar estas ferramentas que são capazes de analisar processos em tempo real, permitindo aos operadores e gerentes a rápida tomada de decisões de forma a impedir a produção de peças ruins. Usando softwares de CEP em tempo real é possível tomar medidas preventivas de forma a garantir que tudo esteja no controle. Obviamente, quando o processo permanece sob controle e os parâmetros estão dentro das especificações do cliente, então é possível colher os benefícios do CEP.

Com o custo da má qualidade como uma métrica visível nas empresas, que não desejam ter custos de falhas internas,  os softwares CEP podem atuar na prevenção de sucatas, retrabalhos e outros custos de qualidade interno. Estas ferramentas impedem custos externos de qualidade, tais como devoluções, garantia. Há ainda uma questão fundamental que cada empresa deve fazer: “Quantas peças ruins são produzidas antes que possamos saber que peças ruims estão sendo produzidas? “Esta é a razão pela qual uma ferramenta de análise em tempo real pode ajudar muito na redução de custos.

Cristiano Bertulucci Silveira é engenheiro eletricista pela Unesp com MBA em Gestão de Projetos pela FVG e certificado pelo PMI. Atuou em gestão de ativos e gestão de projetos em grandes empresas como CBA-Votorantim Metais, Siemens e Votorantim Cimentos. Atualmente é diretor de projetos da Citisystems – cristiano@citisystems.com.br – Skype: cristianociti

A eficiência e a eficácia na implementação de projetos

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Os gestores e os especialistas das organizações, em particular, precisam que seus projetos sejam implementados com eficiência e eficácia

Sergio Guimarães e Sebastião Guimarães

De modo geral podemos afirmar que todo nosso tempo e energia têm apenas três destinos diferentes: Solução de Crise, Atividade de Rotina e Execução de Projeto. Das três alternativas, a solução de crise é, com certeza, a mais ingrata. Devemos compreender que, ao contrário do que pensa a maioria, não há caracterização de ganho ou recompensa na solução de uma crise. As crises, sobretudo as mais graves, devem ser solucionadas o quanto antes possível. Porem, quando encontramos a solução de uma crise apenas interrompemos a dinâmica da perda e do prejuízo. Não há um ganho real. Não há lucro. E o que é pior, muitas vezes, a solução de uma crise é apenas uma ilusão momentânea.

Entre a solução de crise e projeto existem as demandas de rotina. Atualizar o estoque, fazer um “check up” e pagar as contas são exemplos de atividades de rotina. As rotinas mantêm o “status quo”. São sistemáticas, repetitivas e previsíveis. São necessárias e indispensáveis, mas, muitas vezes, remetem à atividades enfadonhas. Não é surpresa quando percebemos que boa parte das nossas crises tem origem em desagradáveis atividades de rotina que foram postergadas.

Finalmente temos os projetos. Encontramos projetos em empresas privadas e na administração pública, como a abertura de uma nova filial e a construção de uma ponte. Por outro lado, uma criança construindo um dinossauro com peças de encaixar ou jovens recém-casados pintando o quarto do bebe, também estão engajados em projetos. Todo tempo investido em projeto é um tempo bem empregado. Projetos são necessários. Uma empresa não sobrevive sem projetos. Ninguém merece viver uma vida preenchida apenas com crises e rotinas. Vivemos através de nossos propósitos, contribuições e realizações. Vivemos através de projetos!

Concluindo o que foi exposto, até aqui, podemos afirmar que os profissionais de modo geral e os gestores e especialistas das organizações, em particular, precisam que seus projetos sejam implementados com eficiência e eficácia. Existe, conforme nos diz Peter Drucker (1), uma confusão entre eficácia e eficiência, entre fazer as coisas certas e fazer as coisas de maneira certa. Sobre eficiência e eficácia, no item 5.2 da norma ISO 10015, consta o seguinte:

Eficiente e Eficaz

“Se os procedimentos forem seguidos e os requisitos especificados forem alcançados, então os registros das competências devem ser atualizados para refletir essa qualificação adicional”.

Ineficiente e Eficaz

“Se os procedimentos não forem seguidos mas os requisitos especificados fo­rem alcançados, então convém que os procedimentos sejam revistos e os registros das competências atualizados para refletir essa qualificação adicional.”

Eficiente e Ineficaz

“Se os procedimentos forem seguidos mas os requisitos não forem alcança­dos, então serão necessárias ações corretivas para melhoria do processo de treinamento ou desenvolver uma solução alternativa ao treinamento.”

Para entender melhor a importância dos projetos, nada melhor do que a matriz de Priorização PRC – um instrumento utilizado para definir o perfil do profissional com relação à sua dedicação aos Projetos, Rotinas e Crises (figura abaixo).

figura 1

Projeto

• Projeto tem tempo de sobra para ser concluído.

• É contínuo, dividido em etapas e exige planejamento. Tem começo, meio e fim.

• As entregas são únicas e compensadoras.

Como agir:

• Defina objetivos específicos e mensuráveis.

• Defina, com a máxima precisão, o tempo necessário para o desenvolvimento do projeto.

• Um projeto é concluído passo a passo. Portanto, não adie o primeiro passo.

• Exercite sua disciplina e perseverança.

Rotina

• Atividade de rotina tem tempo certo para ser realizada.

• Atividade de rotina remete à segurança e à sobrevivência.

• Normalmente é pontual, previsível, repetitiva e sistêmica.

• Pode ser concluída rapidamente.

Como agir:

• Evite adiar e, principalmente, acumular tarefas de rotina.

• Agrupe tarefas repetitivas, tais como: responder emails e pagar contas.

• Simplifique. Desenvolva processos rápidos e eficientes.

Crise

• Crise tem pouco tempo para ser solucionada.

• Remete a acidente, imprevisto, retrabalho e, sobretudo, adiamento.

• Necessariamente, a simples solução de uma crise não significa resultado.

• A solução normalmente é mais onerosa e o resultado aquém do desejado.

Como agir:

• Não se deixe seduzir pela adrenalina gerada por uma crise ou emergência.

• Lembre-se que muitos problemas podem e devem ser evitados.

• O tempo exigido para solucionar uma crise pode ser melhor empregado.

Implementar um projeto com sucesso é difícil. Mas, agora, com a norma ISO 21500 ficou mais fácil. Mas ainda é preciso desenvolver grande esforço, para entender as diretrizes dadas pela norma. É preciso, como dizem os consultores, ler a norma pelo menos sete vezes, para “começar a entendê-la” rs rss. Isso mesmo! Se você pretende elaborar projetos e implementá-los com eficiência e eficácia, adquira a norma e procure lê-la e, principalmente, estudá-la.

Sergio Guimarães é diretor da Academia do Tempo e diretor da T&G Treinamento – www.academiadotempo.com.br; e Sebastião Guimarães é diretor da T&G Treinamento www.tgtreinamento.com.br

O gerenciamento de projetos

Publicada em setembro de 2012, a NBR ISO 21500 de 09/2012 – Orientações sobre gerenciamento de projeto fornece diretrizes para gerenciamento de projetos e pode ser usada por qualquer tipo de organização, incluindo pública, privada ou organizações comunitárias, e para qualquer tipo de projeto, independentemente de complexidade, tamanho ou duração. Fornece uma descrição de alto nível de conceitos e processos que são considerados boas práticas de gerenciamento de projetos. Os projetos são colocados no contexto de programas e portfólios de projetos, entretanto, essa norma não fornece diretrizes detalhadas para o gerenciamento de programas e portfólios de projetos. Os tópicos pertinentes às disciplinas de gerenciamento são tratados apenas no contexto do gerenciamento de projetos.

Essa norma fornece orientação sobre conceitos e processos do gerenciamento de projetos que são importantes e têm impacto na realização dos projetos. Contempla o seguinte público-alvo: gerentes seniores e patrocinadores de projeto, de forma que possam melhor compreender os princípios e práticas do gerenciamento de projetos e prover apoio apropriado e orientação para seus gerentes de projeto, equipes de gerentes de projetos e suas equipes de projetos; gerentes de projeto, equipes de gerenciamento de projetos e membros das equipes de projetos, de forma que possam ter uma base comum sobre a qual comparem suas normas e práticas de projetos com as dos outros; elaboradores das normas nacionais ou organizacionais para uso em desenvolvimento do gerenciamento de normas de projetos, as quais são consistentes em um nível mais profundo com as dos outros.

Na Seção Generalidades descrevem-se os conceitos chave aplicáveis à maioria dos projetos. Também descrevem-se os ambientes nos quais os projetos são executados. A Figura 1 mostra como os conceitos de gerenciamento de projetos se inter-relacionam. A estratégia organizacional identifica as oportunidades. Convém que as oportunidades sejam avaliadas e documentadas. As oportunidades selecionadas serão também desenvolvidas em business case ou outros documentos similares e podem resultar em um ou mais projetos que forneçam entregas.

Essas entregas podem ser usadas para obter benefícios. Os benefícios podem ser uma entrada para perceber e posteriormente desenvolver a estratégia organizacional. Um projeto é um conjunto único de processos que consiste em atividades coordenadas e controladas com datas de início e fim, empreendidas para atingir os objetivos do projeto. O alcance dos objetivos do projeto requer provisão de entregas, conforme requisitos específicos. O projeto pode estar sujeito a múltiplas restrições, como descrito em 3.11.

Embora muitos projetos possam ser similares, cada projeto é único. Diferenças de projeto podem ocorrer no seguinte: nas entregas fornecidas; influência das partes interessadas; recursos utilizados; restrições; pela maneira que os processos são adaptados para criar as entregas. Cada projeto tem início e fim definidos, e normalmente é dividido em fases, como descrito em 3.10. O projeto inicia e termina como definido em 4.3.1.

No item 3.3 Gerenciamento de projetos está escrito que isso é a aplicação de métodos, ferramentas, técnicas e competências para um projeto. O gerenciamento de projetos inclui a integração de várias fases do ciclo de vida do projeto como descrito em 3.10. O gerenciamento de projetos é realizado por meio dos processos. Convém que os processos selecionados para desenvolver um projeto estejam alinhados com uma visão sistêmica. Convém que cada fase do ciclo de vida do projeto tenha entregas específicas. Convém que estas entregas sejam regularmente analisadas criticamente durante o projeto para atender aos requisitos do patrocinador, clientes e outras partes interessadas.

Heijunka: flexibilizar e nivelar a produção

Cristiano Bertulucci Silveira

Heijunka é o ato de nivelar a variedade ou o volume de itens produzidos em um processo ao longo de um período de tempo. É um conceito que está relacionado à programação da produção e é a principal ferramenta aplicada para gerar estabilidade na produção. Ele é utilizado para prevenir o excesso de lotes, tipos de produtos e flutuações no volume dos produtos. “A tartaruga é mais lenta, mas consistente. Causa menos desperdício e é muito mais desejável do que a lebre veloz que corre à frente e depois para, ocasionalmente, a cochilar. O sistema Toyota de Produção pode ser realizado somente quando todos os trabalhadores se tornam tartarugas. (Taiichi Ohno, 1988)

Atualmente muitas empresas tem como objetivo colocar em prática o Lean Manufacturing e produzir exatamente o que o cliente pede e quando ele pede. Todavia, o que acontece é que muitas empresas aceitam pedidos que oscilam de mês a mês. Desta forma é realizada a programação  desigual da produção e isso acarreta em uma série de problemas que abrangem desde o pagamento de horas extras a funcionários até o stress de pessoas e equipamentos em determinado período. Esta situação pode criar grandes quantidades de estoque, ocultar problemas e piorar a qualidade do produto, criando uma dificuldade para a empresa manter um fluxo de trabalho como o Lean requer.

Produção Tradicional x Produção Nivelada

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Figura 1 – Sistema de Produção Tradicional x Nivelada (Heijunka)

A Figura 1 (a) representa um exemplo de produção desnivelada tradicional para a Empresa X, que fabrica tratores. A linha faz tratores de pequeno, médio e grande porte. Os tratores médios são os grandes vendedores e são feitas no início da semana, de segunda até quarta-feira. Neste dia, há uma transição e inicia-se a produção de tratores de pequeno porte que estende até sexta-feira. Depois de mais uma troca, os maiores tratores, que são em menor demanda, são feitos na sexta-feira. Este método típico desnivelado cria quatro problemas:

  • Os clientes geralmente não são previsíveis na compra de produtos. Se o cliente decide comprar os tratores grandes no início da semana, a planta terá problemas.
  • Existe o risco das mercadorias não serem vendidas, devendo ser mantidas em inventário aumentando o custo de estocagem.
  • A utilização dos recursos é desequilibrada (poderão haver horas extras e utilização maior de alguns equipamentos).
  • Há uma demanda irregular em processos anteriores.

A Figura 1 (b) já representa um exemplo de modelo misto de produção nivelada. Neste exemplo, ao reduzir o tempo de troca na confecção de produtos e empregando outros métodos enxutos, a planta é capaz de construir os tratores em qualquer ordem que desejar. Tem-se então os seguintes benefícios:

  • Flexibilidade para fazer o que o cliente quer e quando ele quer.
  • Redução do risco de produtos não vendidos.
  • Uso equilibrado de trabalho e máquinas.
  • Nivelamento entre demanda sobre os processos e fornecedores.

Requisitos para Produção Nivelada

Para que um bom nivelamento de produção seja alcançado é importante obedecer os seguintes requisitos:

  • Preferencialmente devem ser nivelados os itens mais frequentes e de maior volume;
  • O ritmo de produção (takt time) e o tamanho dos intervalos de produção. (pich) devem ser estabelecidos e mantidos atualizados;
  • A frequência de produção dos itens (PTP do sistema) e o tamanho do estoque final de itens devem ser estabelecidos;
  • Os tempos de setup devem ser mantidos baixos;
  • Deve-se trabalhar com operações padronizadas;
  • Deve-se utilizar dados de controle da produção para sustentabilidade da produção nivelada.

Heijunka – Um exemplo Prático

A aplicação do Heijunka consiste em fazer o nivelamento da produção de acordo com o pedido total do cliente, convertendo a instabilidade da demanda dos clientes em um processo de manufatura nivelado e previsível. Tomemos com exemplo uma situação em que se deseja construir os produtos A e B na sequência dos pedidos do cliente. Ex.: A, A, B, A ,B, B, B, A. Se colocada esta sequência na linha de produção você possuirá um sistema irregular e se seu pedido na segunda-feira for duas vezes maior do que na terça, terá que pagar horas extras. A solução é criar uma agenda nivelada de produção. Neste exemplo, o programa deverá fazer cinco peças de A e cinco de B. Então uma programação nivelada poderá ser: ABABABABAB.

Percebe-se facilmente que é trivial o entendimento de que o nivelamento por volume e produção traz benefícios em toda a cadeia de valor. O problema permanece em como controlar a produção, de modo que o heijunka verdadeiro (nivelamento) é constantemente atingido. O sistema Toyota de produção veio com uma resposta simples, na forma de caixa heijunka.

Uma típica caixa heijunka possui linhas horizontais para cada membro de uma família de produtos: neste caso três (A,B e C). Possui ainda colunas verticais para intervalos de tempo idênticos de produção, neste caso 20 minutos. Um controle Kanban é colocado nas ranhuras criadas, em proporção com o número de itens a serem produzidos de um tipo de produto, durante um dado intervalo de tempo. Veja a Figura 2 abaixo:

Heijunka-nivelamento-producao-exemplo

Figura 2 – Heijunka – Exemplo de nivelamento de produção.

O quadro é dividido em duas partes (superior e inferior). Enquanto a parte superior (Ordem de Produção) é responsável por gerir a programação da produção, a parte inferior (Situação de Estoque) faz o controle de estoques utilizando o Kanban.

Para cada produto, são definidas faixas verdes, amarelas e vermelhas indicando visualmente o nível de estoque de cada um. Quando por exemplo o cliente demandar o produto A, deve-se colocar um cartão na zona verde, da esquerda para direita, representando que este produto foi consumido. Esta ação deverá ser repetida até que passe pela faixa amarela e a faixa vermelha esteja próxima de ser atingida. A faixa vermelha por sua vez é estabelecida baseando-se no calculo de tempo de setup da linha, o tempo de espera para o produto ficar pronto e um tempo de segurança. Ou seja, quando ela for atingida, ainda haverá tempo de produzir o produto sem que o estoque seja finalizado e o cliente possa ser atendido. Uma pessoa responsável (programador) deve estar atento à situação de estoque (região inferior do quadro) para retirar o cartão da situação de estoque e colocá-lo na régua de ordem de produção no momento adequado. A regra é colocar primeiro na régua de ordem de produção os cartões de produtos que estejam na iminência de atingir a região vermelha. Estes deverão ser produzidos primeiro.

No exemplo acima, para obter o quadro, definimos algumas informações importantes. São elas:

  • O produto A leva 20 minutos para ser produzido e seu nível máximo de estoque é de 20 unidades;
  • O produto B leva 10 minutos para ser produzido e seu nível máximo de estoque é de 40 unidades;
  • O produto C leva 40 minutos para ser produzido e seu nível máximo de estoque é de 10 unidades;

Note também que a parte superior, denominada ordem de produção, foi estabelecida considerando intervalos de 20 em 20 minutos partindo das 6:00 até as 14:00, período completo de 1 turno.

Com relação oo ritmo de produção, veja que ele passa a ser ditado pelo cliente e pela demanda de produtos, não sendo mais imposta pelo líder de produção. Trabalhando desta forma, os estoque se mantem em padrões não muito altos e nem muito baixos. Você definirá qual será o estoque máximo de cada produto. Por este motivo que o Heijunka e o JIT (Just in Time) trabalham em conjunto. Caso deseje saber o ritmo da produção, você poderá calcular da seguinte forma:  (tempo disponível de trabalho por turno) dividido pela (quantidade de produto damandado pelo cliente).  Este ritmo também é conhecido por takt time.

Principais benefícios da aplicação do conceito Heijunka

  • Diminuição dos estoques de produtos acabados;
  • Menor ocupação de armazéns;
  • Redução de custos;
  • Equilíbrio na utilização de recursos;
  • Demanda regular em processos anteriores;
  • Elimina desperdícios;
  • Favorece a padronização dos processos;
  • Menos stress dos funcionários.

Cristiano Bertulucci Silveira é engenheiro eletricista pela Unesp com MBA em Gestão de Projetos pela FVG e certificado pelo PMI. Atuou em gestão de ativos e gestão de projetos em grandes empresas como CBA-Votorantim Metais, Siemens e Votorantim Cimentos. Atualmente é diretor de projetos da Citisystems – cristiano@citisystems.com.br – Skype: cristianociti

Os sete desperdícios da produção

Cristiano Bertulucci Silveira

O maior foco das indústrias que aplicam a ferramenta do Lean Manufacturing é combater os sete desperdícios que podem ocorrer na produção de um produto. Existem várias formas de desperdícios e um exemplo é quando se produz mais do que o necessário, ou mesmo, mais rápido ou antes do que é preciso. Ele também pode ocorrer quando o produto não é enviado ao consumidor, desencadeando uma série de eventos que geram custos financeiros e operacionais. Existem dois tipos de desperdícios: os que são visíveis e os que são ocultos. Com relação aos ocultos, é muito importante que eles sejam descobertos e eliminados antes que possam se tornar grandes demais, incorrendo em uma fonte maior de problemas para a empresa. Uma analogia interessante para exemplificar os problemas visíveis e ocultos é quando imaginamos um iceberg. A ponta do iceberg, que fica visível às pessoas representa os desperdícios visíveis: defeitos, retrabalhos, excesso, refugos ou atividades de inspeções. Já o restante do iceberg, que é muito maior do que seu topo, é composto pelos desperdícios ocultos. Alguns exemplos destes desperdícios são: custos de urgência nas entregas, procedimentos desnecessários, falhas de equipamentos, tempo perdido em função de acidentes, excesso de inventário, etc. Veja abaixo uma Figura que exemplifica os vários desperdícios visíveis e ocultos encontrados em uma linha de produção na indústria.

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Figura 1 – Desperdícios visíveis e ocultos que podem ser encontrados na indústria

Os desperdícios podem assumir deferentes formas, podendo ser encontrados no processamento de um produto ou em entradas e saídas desnecessárias. Podem ainda ser observados na forma de material, estoque, equipamento, infraestrutura, utilidades, documentos, movimentos e outras atividades que não agregam valor.

Quais são os sete desperdícios da produção?

Os sete desperdícios da produção foram identificados e categorizados por Taiichi Ohno,  um engenheiro de produção que iniciou sua carreira no setor automotivo em 1943 e é considerado o pai do TPS. Segundo ele os desperdícios podem ser categorizados da seguinte forma:

  1. Defeitos;
  2. Excesso de produção ou Superprodução;
  3. Espera;
  4. Transporte;
  5. Movimentação;
  6. Processamento inapropriado;
  7. Estoque.

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Figura 2 – Os sete desperdícios da produção segundo Taiichi Ohno.

1 – Defeitos

O que é:

  • Processamento na produção de produtos defeituosos;
  • Processamento devido ao retrabalho de produtos defeituosos;
  • Materiais utilizados na ocorrência de produtos defeituosos e retrabalhos;

Causas:

  • Falta de objetividade na especificação do cliente com relação ao produto;
  • Processos incapazes;
  • Falta de controle de processo;
  • Incapacitação de pessoas ou pessoas não qualificadas;
  • Setorização ou departamentalização ao invés de qualidade total;
  • Fornecedores desqualificados.

Qualidade é fazer a coisa certa logo na primeira vez. Trata-se de prevenção e planejamento, não de correção e inspeção. A má qualidade ou defeitos não só resultam na insatisfação do cliente e danos à imagem da empresa, como também em desperdícios devido aos custos e tempo envolvidos em repor um produto defeituoso. Sendo assim, a melhoria contínua e medidas de prevenção são os meios mais eficazes para reduzir os desperdícios causados por defeitos.

2 – Excesso de Produção ou Superprodução

O que é:

  • Produzir mais do que o necessário;
  • Produzir mais rápido do que o necessário;

Causas:

  • Incentivos e metas por volume (vendas, compras, pagamento, PLR);
  • Aumento da capacidade do equipamento;
  • Desequilíbrio na linha de produção: Agendamento deficiente/mudanças;
  • Planejamento de produção deficiente;
  • Práticas contábeis de custos que incentivam o aumento de estoques

A superprodução ocorre quando mais há maior produção do que a empresa pode vender, resultado em um aumento no estoque de produtos acabados. A superprodução esconde desperdícios, uma vez que muitos pensam que o estoque é considerado um ativo de valor para a empresa, quando na verdade a maioria deles podem se tornar obsoletos ou implicar em  custos para mantê-los até que possam ser vendidos. Observe que existe ainda o risco deles não serem vendidos. O Just-in-time e as regras de Kanban são uma boa alternativa para evitar o excesso de desperdício referente à superprodução. Um fato importante é que a aplicação de sistemas Lean favorece equipamentos de menor porte, em grandes parte, com o intuito de evitar a superprodução.

3 – Estoque

O que é:

  • Estoque excessivo de produto final;
  • Estoque excessivo de matérias-primas e insumos.

Causas:

  • Produção excessiva;
  • Desequilíbrio na linha;
  • Grande tamanho dos lotes;
  • Alto tempo entre o pedido e entrega do produto (lead time);
  • Alta taxa de retrabalho;
  • Falta de requisição de materiais e padrões de compras;

Os desperdícios de estoque podem ser originados na compra e armazenamento de excedentes de insumos, materiais ou outros recursos. Eles também possuem origem no excesso de materiais em processo (WIP ou work-in-process) acumulados. A principal causa é, muitas vezes, devido à falta de planejamento e falta de desconhecimento do departamento de compras com relação ao consumo real ou taxa de utilização de um determinado recurso. Ter excesso de estoque significa um maior custo para a empresa, ocupação de área, manutenção do inventário e do estoque. Reforçando novamente que existe a possibilidade de se armazenar produtos obsoletos como ferramentas e materiais. Para evitar o desperdício é necessário um planejamento de compras eficiente e que após a produção do produto o mesmo seja enviado diretamente ao cliente.

4 – Espera

O que é:

  • Ociosidade humana ou tempo de espera;
  • Ociosidade de equipamentos ou tempo de espera;

Causas:

  • Processos ou linhas desbalanceadas;
  • Força de trabalho inflexível;
  • Superdimensionamento da equipe;
  • Não agendamento de máquinas para produção;
  • Tempo de setup longo;
  • Falta de material ou atraso;

O desperdício referente ao tempo de espera ocorre quando os recursos (pessoas ou equipamentos) são obrigados a esperar desnecessariamente em virtude de atrasos na chegada de materiais ou disponibilidade de outros recursos, incluindo informações. Como exemplo, podemos citar a situação em que um participante atrasa a reunião por perder o horário e chegar atrasado. A espera de ferramentas para começar a trabalhar, de uma assinatura para que um processo continue ou de um veículo atrasado para transportar os trabalhadores para o local de trabalho, são bons exemplos também.

5 – Transporte

O que é:

  • Movimento desnecessário de material;
  • Movimento desnecessário de ferramentas ou equipamentos;

Causas:

  • Planejamento da rota do produto ineficiente;
  • Fornecedores distantes da produção;
  • Fluxo complexo dos materiais;
  • Layout dos equipamentos ou das células ruim;
  • Local de trabalho desorganizado;

Quando qualquer recurso (pessoas, equipamentos, suprimentos, ferramentas, documentos ou materiais) é movido ou transportado de um local para outro sem necessidade, está sendo criado o desperdício de transporte. Como exemplos, podemos citar: o transporte de peças erradas, o envio de materiais para o local errado ou na hora errada ou o envio de documentos para lugares que não deveriam ser enviados. Uma maneira de reduzir o desperdício de transporte é criando um layout eficiente, onde os clientes são atendidos por fornecedores próximos. Células que trabalham entre si ou servindo umas às outras, também devem ser alocadas em proximidade para reduzir o desperdício de transporte. Materiais e ferramentas de algumas células de trabalho também podem ser movidos, realocados, ou posicionados ao lado ou perto de usuários de outras células de trabalhos ou seus clientes internos.

Lembre-se de que transportar recursos no ambiente fabril é uma necessidade, mas se não houver planejamento e estudos de forma a minimizar este tempo, torna-se uma atividade que não agrega valor ao produto. Por isso é necessário acompanhar de perto se em algum local há lacunas ou falhas que possam ser ajustadas.

6 – Movimentação nas operações

O que é:

  • Movimentos desnecessários dos trabalhadores.

Causas:

  • Layout ruim e ambiente de trabalho desorganizado;
  • Estoque ou células de trabalho desorganizados;
  • Instruções de trabalho não padronizadas ou não compreendidas;
  • Fluxo de materiais no processo não muito claro.

O desperdício no movimento acontece quando ocorrem movimentos desnecessário do corpo ao executar uma tarefa. Alguns exemplos: procurar, andar, flexionar, elevar, abaixar e outros movimentos corporais desnecessários. Os trabalhadores cometem este tipo de desperdício quando procuram por ferramentas ou documentos ou quando seu local de trabalho está cheio ou desorganizado. Muitas vezes, o desperdício de movimento atrasa o início dos trabalhos e interrompe o fluxo das atividades.

Para reduzir a movimentação dos operadores, primeiramente é necessário analisar se elas são necessárias ou não. As desnecessárias devem ser imediatamente trabalhadas. Já para movimentações necessárias, é importante verificar se é possível torná-las mais práticas para o operador. Isto pode ser feito reorganizando o local de trabalho ou mesmo redesenhando o layout da linha de produção.

7 – Processamento

O que é:

  • Processo que não agrega valor realizado pelo homem;
  • Processo que não agrega valor realizado pela máquina;

Causas:

  • Falta de objetividade nas especificações do cliente;
  • Mudanças frequentes na engenharia do produto;
  • Qualidade excessiva (refinamento);
  • Análise inadequada de valor;
  • Instruções de trabalho mal elaboradas.

Esta categoria de desperdício refere-se aos processamentos que não agregam valor ao item que está sendo produzido ou trabalhado. Exemplos são etapas adicionais que não aumentam a qualidade do produto ou etapas que simplesmente adicionam excesso de qualidade de que os clientes não necessitam. Documentação desnecessária é também uma forma de desperdício de processamento.

Se for realizada uma análise criteriosa, é possível identificar atividades e tarefas dentro do processo que podem ser irrelevantes e que afetam diretamente a produtividade e o custo da operação. Por este motivo é necessário analisar e identificar em cada etapa a existência de gargalos e eliminá-los.

Como eliminar os desperdícios? Abaixo, alguns passos que podem ser seguidos para uma efetiva eliminação dos desperdícios:

  • Fazer com que o desperdício seja visível, caso ele seja oculto;
  • Estar consciente do desperdício;
  • Assumir a responsabilidade pelo desperdício;
  • Mensurar o desperdício;
  • Eliminar ou reduzir o desperdício.

Em resumo, para que seja possível eliminar os desperdícios, é necessário vê-los e reconhecê-los, identificando quem é o responsável por eles. Finalmente ele deve ser mensurado de forma a estabelecer seu tamanho e magnitude. Os desperdícios que não podemos ver, não podem ser eliminados. Quando um desperdício é negligenciado, também não é possível eliminá-lo e quando alguém se recusa a aceitar a responsabilidade desperdício, então ele não vai trabalhar para eliminá-lo. Finalmente, quando o desperdício não é medido, as pessoas podem pensar que ele é pequeno demais ou trivial e, por este motivo, não estarão motivadas em detê-lo. Como diz o ditado: “O que não é medido, não é melhorado”…

Cristiano Bertulucci Silveira é engenheiro eletricista pela Unesp com MBA em Gestão de Projetos pela FVG e certificado pelo PMI. Atuou em gestão de ativos e gestão de projetos em grandes empresas como CBA-Votorantim Metais, Siemens e Votorantim Cimentos. Atualmente é diretor de projetos da Citisystems – cristiano@citisystems.com.br – Skype: cristianociti

Manutenção na indústria: como funciona?

Cristiano Bertulucci Silveira

A manutenção pode ser conceituada como sendo uma conjunto de ações necessárias para manter ou restaurar uma peça, equipamento, máquina ou sistema de forma a estabelecer uma condição operável objetivando a máxima vida útil. Em busca de competitividade e excelência operacional, a manutenção assume cada vez mais uma função estratégica nas organizações. Como ela é a responsável direta pela disponibilidade dos ativos, acaba tendo uma importância capital nos resultados da empresa sendo eles tão melhores quanto mais eficaz for a gestão da manutenção. Este artigo apresenta algumas formas de como é estruturada a manutenção em algumas empresas e como normalmente se baseia o fluxo de trabalho desta importante atividade.

Tipos de Manutenção

Os tipos de manutenção são:

  • Manutenção corretiva não planejada –  É a correção realizada em um componente ou equipamento que apresenta desempenho menor do que o esperado ou da falha de maneira aleatória.
  • Manutenção corretiva planejada – É a correção do desempenho menor que o esperado ou da falha, que é realizado por decisão gerencial.
  • Manutenção preventiva – É a atuação realizada de forma a reduzir ou evitar a falha ou queda no desempenho, obedecendo a um plano previamente elaborado com periodicidade definida.
  • Manutenção preditiva – É a atuação realizada com base em modificação de parâmetro de condição ou desempenho, cujo acompanhamento obedece a uma sistemática.
  • Manutenção detectiva – É a atuação efetuada em sistemas de proteção buscando detectar falhas ocultas ou não perceptíveis ao pessoal de operação e manutenção.
  • Engenharia de manutenção – É uma evolução na área da manutenção. O engenheiro de manutenção procura perseguir benchmarks, aplicar técnicas modernas e estar nivelado com a manutenção de primeiro mundo.

Fluxo de Trabalho da Manutenção

A manutenção industrial obedece diferentes padrões, dependendo da empresa ou da característica dos equipamentos que compôem a linha de produção. No entanto, percebe-se alguns padrões considerados “boas práticas” que são seguidos por empresas que buscam a excelência operacional.

Para entender alguns conceitos básicos, utilizaremos um fluxograma básico mostrando o processo de manutenção. Aqui, o intuito é definir alguns conceitos e mostrar como se dá a relação entre o cliente (a operação) e o manutentor. No nosso exemplo, não vamos considerar as subdivisões da manutenção (equipe de planejamento ou de execução). Vejamos o fluxograma abaixo:

CLIQUE NAS FIGURAS PARA UMA MELHOR VISUALIZAÇÃO

manutencao preventiva corretiva

Fluxograma – Fluxo de trabalho da manutenção

O processo se inicia com alguém (cliente) identificando uma falha no equipamento e solicitando uma avaliação de uma pessoa especializada no assunto (o manutentor). A primeira questão a ser avaliada pelo manutentor é quanto a prioridade (1). É através da prioridade definida que será estabelecido o prazo limite para que seja realizada a manutenção.

1 – Prioridades da Manutenção

As prioridades de manutenção geralmente são de tês tipos:

  • Emergência: Utilizada em manutenções quando o defeito ou falha traga sérios riscos a operação. Para este tipo a manutenção o reparo deve ser imediato.
  • Crítico: Utilizada em manutenções não emergenciais que podem ser programadas e executadas em até sete dias da emissão da ordem.
  • Normal: Utilizada em manutenções a serem planejadas e programadas com execução prevista a partir de 7 dias da emissão da ordem.

Seguindo o fluxograma, o manutentor verifica se a falha exige uma manutenção emergencial. Se sim, uma ordem de manutenção corretiva é criada com o motivo emergencial para que o serviço seja executado.

2 – Ordem de manutenção

Uma ordem de manutenção é uma instrução escrita gerada por meio eletônico, impressa ou não, que define um trabalho a ser executado pela manutenção. Elas contém campos para registro e apropriação de todos os recursos (materiais e humanos) necessários para a execução do serviço. As ordens de manutenção podem ser dos seguintes tipos:

  • Ordem Corretiva: Utilizada para serviços emergenciais, onde requer execução imediada  e que não necessita de planejamento e programação prévia.
  • Ordem Planejada: Utilizada para serviços solicitados pelo cliente que não possuem caráter emergencial ou fazem parte do plano de manutenção preventiva.
  • Ordem de Rota: Ordem utilizada somente para planos de manutenção (inspeção, lubrificação, preditiva).
  • Ordem de Parada Geral: Utilizada para os serviços a serem realizados em paradas setoriais ou total, com a mesma sistemática da Ordem Planejada.

Uma vez criada a ordem de manutenção, os recursos (quantidade e especialidade de manutentores necessários e materiais a serem utilizados)  são alocados na ordem. O material necessário é então fornecido pela equipe de suprimentos e a equipe de manutentores se prepara para a execução do serviço. Assim que o equipamento a ser mantido estiver disponível, ela executa o serviço e aponta na ordem ou em uma nota de manutenção (depende do sistema) todo o trabalho que foi realizado. Isto é muito importante para gerar históricos de manutenção de forma a analisar as falhas ou verificar se as intervenções foram eficazes.

O processo descrito até agora é quando uma manutenção é do tipo emergencial ou corretiva. Para manutenções programadas, voltemos à decisão do manutentor no fluxograma em definir a prioridade (1). Neste ponto, se a decisão for do tipo não emergencial, será aberta uma nota de manutenção ou pedido de trabalho. Vamos definir notas de manutenção:

3 – Notas de manutenção

São solicitações de manutenção emitidas eletronicamente ou não, visando assegurar a continuidade do processo. São utilizadas para registro de todas as ocorrências, estatística, análise de falhas, danos, históricos, etc. As notas podem ser dos seguintes tipos:

  • Pedido de Trabalho: Refere-se a uma solicitação de serviço de manutenção que não tenha caráter emergencial e tenha que ser planejado e programado.
  • Nota de Operação: Utilizada pelo cliente (produção) para descrever e registrar históricos ou serviços operacionais executados pela própria produção.
  • Nota de Ocorrência: Nota gerada automaticamente a partir de uma ordem corretiva, onde será registrado o histórico de manutenção. Refere-se ao registro de um serviço corretivo de emergência.
  • Nota de Inspeção: Utilizada para valores coletados na execução de rotas, emitidas automaticamente quando os valores confirmados estiverem fora dos parâmetros estabelecidos.

Voltando ao nosso fluxograma, na emissão de um pedido de trabalho(3), verificamos que logo em seguida é criado uma ordem de manutenção composta por todas as notas de pedido de trabalho. Isto acontece porque a manutenção está sendo programada utilizando-se uma Ordem Planejada ou de Parada Geral que por sua vez é composta por várias atividades que serão realizadas na oportunidade da parada do equipamento.

Geralmente, as ordens de manutenção programada (e não estamos falando da do tipo corretiva) são geradas por uma equipe de planejamento e controle da manutenção, o PCM. Este setor que é responsável por planejar, controlar e informar tudo que acontece na manutenção. O PCM também programa os planos de trabalho, que são as atividades que devem ser executadas rotineiramente. Os planos de trabalho podem ser compostos por ordens de manutenção planejadas, rotas ou paradas.

Com o plano de trabalho pronto, a manutenção submete o mesmo para a aprovação do cliente (operação). O motivo da aprovação é que devido a adequação de demandas produtivas, o cliente precisa adaptar as necessidade de intervenção com as necessidades de produção. Observe ainda no fluxograma que existe a possibilidade da manutenção aproveitar uma eventual parada do equipamento para executar as atividades que foram planejadas. Isto pode ocorrer no caso, por exemplo, da falta de material para produzir que faz com que o equipamento fique fora de operação. Uma vez o equipamento estando parado, as atividades de manutenção são então executadas e as atividades realizadas e materiais utilizados são apontados na ordem e nas notas que foram geradas no intuito de gerar histórico das intervenções.

Um fato importante que devemos mencionar é que a manutenção programada é muito melhor para a empresa pois além de previnir a parada inesperada dos equipamentos produtivos, fornece a possibilidade de consertar falhas e avarias sem que haja uma parada não programada que afete a produção, causando perdas maiores ou lucro cessante. Em termos de custo, a manutenção corretiva é mais onerosa do que a manutenção preventiva.

4 – Rotas de manutenção

Além das manutenções preventivas e corretivas, existem também as manutenções baseadas na condição (preditiva e inspeção). Para estas manutenções, geralmente são utilizados planos de rotas.

Os planos de rotas servem para sistematizar tarefas de manutenção que devem ser executadas baseadas em uma periodicidade definida. Abaixo podemos visualizar alguns tipos de rotas:

  • Rotas de manutenção preditiva e inspeção: Atividades periódicas (diária, semanal, mensal, bimestral, etc) que são executadas no intuito de detectar falhas antes que elas ocorram. A inspeção pode ser feita de forma visual ou utilizando aparelhos para detectar ruidos, desalinhamentos, aquecimento, vibração, temperatura, pressão, aceleração, etc.
  • Rotas de lubrificação: São rotas que estabelecem atividades necessárias para manter os equipamentos lubrificados e em perfeito funcionamento. As rotas de lubrificação também podem possuir periodicidade semanal, mensal, etc.

Um fluxograma que pode ser utilizado para entendermos o fluxo de trabalho com o plano de rotas pode ser visualizado abaixo:

rota de manutencao

Fluxograma: Rota de manutenção

Este segundo fluxograma parte do princípio de que a empresa já possui o plano de rotas elaborado pela equipe de engenharia. O plano de rotas é elaborado com base na importância e criticidade dos equipamentos e é cuidadosamente estudado a fim de estabelecer procedimentos com o intuito de evitar que as falhas ocorram. Uma vez tendo o plano de rota, saberemos quais serão as atividades pertinentes e qual a periodicidade em que devem ser executadas. Assim, quando a data de execução estiver próxima, a ordem de rota é gerada, pelo PCM ou pelos sistema.

Uma vez gerada, a ordem precisa ser executada. Durante execução das atividades da rota, podem ser encontradas anomalias que necessitam de tratamento. Caso não forem encontradas anomalias, o plano é alimentado com as informações pertinentes e o processo é finalizado. Por outro lado, caso forem encontradas anomalias o processo segue exatamente como uma manutenção planejada. Serão geradas notas, que se transformarão em ordem que por sua vez fará parte de um plano de trabalho e programada para execução até o encerramento do fluxo.

É fácil visualizarmos que o intuito das rotas é levantar possíveis falhas minimizando a manutenção corretiva e maximizando as manutenções programadas, pois as anomalias detectadas serão programadas para execução na prioridade devida.

5 – Benefícios da manutenção planejada

São vários os benefícios de se executar uma manutenção planejada. Dentre eles, podemos citar:

  • Permite etabelecer procedimentos para planejar, executar, monitorar e controlar os recursos de manutenção;
  • Reduz atrasos na espera de homens, materiais e ferramentas depois de iniciado um trabalho em andamento;
  • Prevê a recolha sistemática de materiais antes de planejar as atividades;
  • Fornece procedimentos para implementar, continuar e melhorar um programa de manutenção planejada;
  • Fornece um link de comunicação entre manutenção e operações;
  • Fornece um plano diário para equipe que supervisiona as atividades no chão-de-fábrica (supervisores e líderes);
  • Permite que trabalho dos empregados horistas seja o mais aproveitado possível, buscando a maior eficiência;
  • Ajuda no ganho de tempo em execução de reparos coordenados em campo;
  • Permite o desenvolvimento de relatórios de desempenho de forma a melhorar o processo de manutenção;
  • Reduz o tempo necessário de paradas críticas ou revisões necessárias;
  • Reduz os custos de manutenção;
  • Fornece uma ferramenta para a operação atribuir prioridades;
  • Reduz falhas de emergência.

Cristiano Bertulucci Silveira é engenheiro eletricista pela Unesp com MBA em Gestão de Projetos pela FVG e certificado pelo PMI. Atuou em gestão de ativos e gestão de projetos em grandes empresas como CBA-Votorantim Metais, Siemens e Votorantim Cimentos. Atualmente é diretor de projetos da Citisystems – cristiano@citisystems.com.br – Skype: cristianociti

Cartas de Controle

Cristiano Bertulucci Silveira

Dentre as sete ferramentas da qualidade, a carta de controle é sem dúvida a mais utilizada nas empresas e indústrias. Nenhuma outra ferramenta capta melhor as informações de um processo como esta. A carta de controle é utilizada ​​para determinar se o processo está operando em controle estatístico e basicamente é representada por um gráfico em execução que inclui estatisticamente limites de controle superior e inferior. Neste artigo, será apresentado como as cartas de controle podem contribuir para aperfeiçoar o processo de fabricação e assim aumentar a competitividade da sua empresa.

O que é e para que serve a carta de controle?

Controle estatístico de processo | Carta Controle

Figura 1 – Controle estatístico de processo | Automação Industrial

O objetivo de uma carta de controle é detectar quaisquer alterações indesejadas em um processo, sendo que quando ocorrerem mudanças, estas serão sinalizadas por pontos anormais em um gráfico.

Para obter informações de um processo, primeiramente é necessário entender os conceitos de população e amostras, que podem ser definidos da seguinte forma:

  • População: lote de produtos/serviços ou período de tempo que se quer analisar.
  • Amostra: quantidade de valores observados pertencentes ou representativos de uma população.

amostra-estatistica-controle-populacao

Figura 2 – Conceito de amostra e população

Na Figura acima é possível observar bem a definição de população e amostra. Quando é desejado mensurar as características de uma determinada população, podemos fazê-la medindo as características de cada indivíduo que compõe esta população e com base nas informações obtidas, entender como ela é delineada. No entanto, na maioria das vezes, a população é muito grande e medir cada indivíduo que a compõe torna-se oneroso e em alguns casos praticamente impossível. Imagine por exemplo entrevistar todos os 140 milhões de eleitores brasileiros para sabermos quem será o novo ganhador de uma disputa pela presidência. Por este motivo, surgiram ferramentas, como a estatística, que são capazes de tratar informações coletadas de amostragens e subsidiar conclusões sobre uma população com uma precisão tão próxima quanto se fossem estudados cada indivíduo da população.

A partir dos conceitos acima, foi possível aplicar a ferramenta estatística na indústria, com o objetivo de estudar melhor os produtos e ocorrências de não conformidades nos processos de fabricação. E ainda, o criador das cartas de controle, Dr. Shewhart, demonstrou que se fossem definidos limites superiores e inferiores a três vezes o desvio padrão (mais e menos, respectivamente) de uma quantidade de amostras, estaríamos garantindo que 99,73% da variação de causas comuns cairiam dentro desses limites estabelecendo então a definição de controle no processo. Pode-se dizer portanto que um processo está em controle estatístico quando as medições do processo variarem aleatoriamente dentro dos limites de controle.

Importante ressaltar que os limites superiores e inferiores não são o mesmo que tolerância ou limite de especificação. Nas suas definições, limites de controle são uma função da forma de como o processo realmente se comporta ao longo do tempo. Por outro lado, limites de especificação ou tolerância são uma função que diz respeito ao projeto do processo para que ele desempenhe algo e não necessariamente tem qualquer relação direta com o desempenho real do mesmo.

Como utilizar as cartas de controle

Primeiro, é importante determinar o que será controlado (diâmetro de um cilindro, altura de uma haste, etc.). Após isto, é necessário definir o tamanho da amostra que será coletada e de quanto em quanto tempo serão realizadas as amostragens (1 hora, 1 dia, 1 semana, etc). Por último, basta definir o limite superior e o limite inferior da carta controle.

a – Escolha do tipo de carta

Devemos determinar qual o tipo de carta de controle deverá ser utilizada. As cartas de controle podem conter dois tipos de dados: dados variáveis ou dados tipo atributos. Em geral, se for desejado utilizar dados variáveis, é necessário adotar medidas em unidades, tais como comprimento, temperatura, etc. Por outro lado, os dados do tipo atributos exigem uma decisão: “passa/não passa”, “aceitável/não aceitável”, “conforme/não conforme”, “sucesso/insucesso”.

Caso os dados forem do tipo atributo, é necessário ainda decidir se os dados são defeitos ou defeituosos. Basicamente o defeito é um subconjunto de defeituoso. Um defeito não significa necessariamente que o produto ou serviço seja defeituoso. A título de exemplo, vamos considerar uma haste cilíndrica como um produto final. Os defeitos possíveis são: quebra, dureza, tolerância dimensional, etc. Neste caso, uma haste defeituosa poderá ter um ou mais defeitos e o fato da haste conter defeitos não necessariamente caracteriza ela como defeituosa, pois o produto será considerado defeituoso somente quando ele possuir defeitos que não são tolerados pelo cliente.

Com os conceitos claros, podemos utilizar o fluxograma abaixo para definir a carta de controle mais adequada para cada situação.

fluxograma-decisao-carta-de-controle-estatistico-processo

Figura 3 – Fluxograma para decisao sobre a utilização do tipo de carta de controle.

b – construção da carta

Neste artigo iremos construir dois tipos de cartas, ambas por variáveis para exemplificar como funcionam. Para a construção das cartas de controle por variáveis, a análise deve ser feita aos pares, observando a centralização e a dispersão. Sendo assim, dois gráficos são construídos para cada tipo:

  • Gráfico de média e o de desvio padrão (X – S)
  • Gráfico de média e o de amplitude (X – R)

Abaixo na figura pode ser observado um resumo passo a passo de como construir uma carta de controle.

formulas-tipos-carta-controle

Figura 4 – Fórmulas aplicáveis à carta de controle por variável.

Os passos para a construção podem ser descritos da seguinte forma:

1 – Coleta dos dados: Nesta etapa são definidos o tamanho adotado para as amostras, que deverá ser constante, bem como a quantidade de amostras e a frequência de amostragem. A frequência de amostragem dependerá da quantidade de produtos defeituosos. Se houver bastante incidência de produtos defeituosos, a frequência deverá ser maior (de hora em hora, etc.). Por outro lado, se forem poucos defeituosos, a frequência poderá ser menor, com intervalos maiores. Costuma-se adotar também uma relação entre a quantidade de amostras (k) com o tamanho da amostra (n), sendo k*n > 100.
2 – Cálculo das médias das amostras. A título de exemplo, vamos pegar uma quantidade pequena de amostras para demonstrar como fazer este cálculo. Ex.: Supondo uma medição do diâmetro de uma haste em 1 dia, onde tem-se 6 amostras, contendo 5 itens, coletadas de 4 em 4 horas, temos: A1 (32,30,31,34,32), A2 (30,33,32,31,31), A3 (34,32,31,33,30), A4 (29,33,32,30,31), A5 (30,33,29,31,33), A6 (33,30,32,31,30). A média da primeira amostragem será: X1 = (32+30+31+34+32)/5 = 31.8. Portanto teremos: X1=31.8, X2=31.4, X3=32, X4=31, X5=31.2 e X6=31.2.
3 – Cálculo da média do processo. Para o nosso exemplo, esta média será: X = (X1 + X2 + X3 + X4 + X5 + X6)/6 = 31.43.
4 – A partir da quarta etapa, os tipos de carta já se diferenciam, partindo para o cálculo do desvio padrão de cada item da amostra (X-S) ou amplitude (X-R). No nosso exemplo, o tamanho da amostra (n) = 5. Sendo assim, o ideal seria utilizar a carta de amplitude (X-R), porém vamos obter as duas cartas para exemplificar as diferenças entre um e outro.

tabela-desvio-padrao-amplitude

Figura 5- Tabela com os cálculos do exemplo

5 – Agora, com os valores obtidos para cada amostra, o desvio padrão médio e a amplitude média deverão ser calculados. Utilizando as fórmula do item 5 da Figura x, tem-se: s=(1,48+1,14+1,58+1,82+1,91+1,47)/6 = 1,56 e r=(4+3+4+4+4+3)/6=3,66.

6 – No sexto passo, vamos obter os limites de controle para as cartas de média. A partir daqui é necessário utilizar uma tabela contendo as constantes (A2, A3, B3, B4, D3, D4), conforme Figura abaixo:

tabela-constantes

Figura 6 – Tabela com constantes aplicáveis nas fórmulas da Figura 4

Com a tabela de constantes e as fórmulas descritas no passo 6 da Figura 4, podemos obter os valores para média utilizando a tabela da Figura 6. Teremos então:

  • Média (X-S)          LSC=31,43+1,427*1,56=33,656;      LIC=31,43-1,427*1,56=29,20;
  • Média (X-R)         LSC=31,43+0,577*3,66=33,542;      LIC=31,43-0,577*3,66=29,32;

7 – No sétimo passo, finalmente serão calculados os limites de controle para as cartas de desvio padrão e amplitude:

  • Desvio Padrão (X-S) LSC=2,089*1,56 = 3,259;                   LIC=0*1,56=0;
  • Amplitude (X-R) LSC=3,66*2,114 = 7,737;                    LIC=3,66*0=0;

8 – Finalmente, agora é necessário desenhar os gráficos.

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Figura 7 – Gráficos obtidos para média, desvio-padrão e amplitude.

c – identificação e eliminação de quaisquer causas especiais ou atribuíveis de variação

Para determinar se existem causas de variação em um processo utilizando a carta de controle, é muito importante observar sete “sinais” ou regras básicas que demonstram variabilidade neste processo. A probabilidade de alguns destes sete eventos ocorrerem aleatoriamente é muito pequena. Este é o motivo pelo qual estes sinais indicam alguma mudança no processo.

As sete regras são:

  1. Um ou mais pontos fora dos limites de controle;
  2. Sete ou mais pontos consecutivos acima ou abaixo da linha central
  3. Seis pontos consecutivos em linha ascendente ou descendente continuamente;
  4. Quatorze pontos consecutivos alternando acima e abaixo;
  5. 3 pontos consecutivos sendo 2 deles do mesmo lado em relação a linha central e fora de 2/3 em relação à linha central;
  6. Quinze ou mais pontos consecutivos contidos em um intervalo de 1/3 em relação à média;
  7. 8 pontos em ambos os lados da região central com nenhum deles dentro do limite de 1/3 em relação à linha central

Elas podem ser visualizadas na figura abaixo:

regras-controle-estatistico-processo

Figura 8 – Regras aplicadas ao Controle Estatistico de Processo

d – Redução da variabilidade global

Após eliminar todas as causas especiais, é importante trabalhar no sentido de reduzir as variabilidades que restam no processo. Isto requer, usualmente, mudanças fundamentais no processo, sendo que estas mudanças, na maioria das vezes requerem uma assistência gerencial. Para atingir um processo de melhoria contínua, é essencial reduzir a variabilidade.

Vantagens de utilizar cartas de controle

  • Conhecer as causas raízes dos problemas ocorridos no processo;
  • Registro formal das ocorrências, podendo ser utilizado como histórico posterior;
  • Registra o esforço aplicado pela equipe para controlar o processo;
  • As cartas de controle colaboram para aperfeiçoar o processo;
  • Fornece aos operadores um controle para o processo;
  • Melhoria na qualidade, custo por unidade e eficiência.

Um ponto importante que deve ser observado é com relação a utilização cada vez mais frequente de softwares para controle estatístico de processo na indústria. Estes sistemas possibilitam agilidade na realização de análises e tomada de decisões fornecendo um alto nível de qualidade nos processos. Facilitam ainda a coleta e análise das informações, que podem ser realizadas em um sistema centralizado. Por isto é sempre importante analisar a possibilidade da automatização e os ganhos que poderão ser alcançados com tais ferramentas.

Cristiano Bertulucci Silveira é engenheiro eletricista pela Unesp com MBA em Gestão de Projetos pela FVG e certificado pelo PMI. Atuou em gestão de ativos e gestão de projetos em grandes empresas como CBA-Votorantim Metais, Siemens e Votorantim Cimentos. Atualmente é diretor de projetos da Citisystems – cristiano@citisystems.com.br – Skype: cristianociti

Jidoka: automatização com um toque humano

Cristiano Bertulucci Silveira

Jidoka é um termo japonês que no mundo do Lean Manufacturing significa: “automatização com um toque humano” ou ainda “automação com inteligência humana”. A aplicação do Jidoka fornece às máquinas e operadores a capacidade de detectar quando uma condição anormal ocorreu de forma a interromper imediatamente o trabalho. Esta ferramenta é um dos pilares na implantação do Lean e juntamente com o Just-in-Time compõe os dois pilares do sistema Toyota de produção. É através da aplicação do Jidoka que é possível permitir ao processo que ele tenha seu próprio autocontrole de qualidade, reduzindo desperdícios e melhorando a qualidade dos produtos.

O Jidoka teve sua origem ligada à automatização da máquina de tear fabricada por Sakichi Toyoda (1867-1930), fundador da Toyoda Automatic Loom Works, considerado um dos dez maiores inventores da história contemporânea do Japão e inventor da máquina de tear automática. Quando da criação da máquina de tear automática, foram detectados dois problemas indesejados: O primeiro é que a máquina continuava funcionando mesmo diante de um fio rompido e o segundo é que o defeito só era detectado quando o processo estivesse concluído, tendo produzido muito tecido defeituoso. Sendo assim, se um fio rompesse, a máquina produziria tecido com defeito, o que não era desejado.

Para evitar a produção de produtos com defeito, havia a necessidade de ter um operador tomando conta da máquina para que diante de qualquer anomalia o operador parasse a máquina. Imagine colocar um operador em cada máquina em uma fábrica com enorme quantidade de máquinas de tear. Isto tornava o processo muito oneroso aumentando os custos de produção. Sendo assim, ainda em 1924, Sakichi inventou e colocou em prática uma máquina de tear dotada de dispositivo que parava a máquina quando: detectava o rompimento da linha, detectava o fim da linha, ou detectava a quantidade programada atingida.

Utilizando-se desses recursos, Sakichi pôde liberar o operador de ficar como “vigia” tomando conta das máquinas à espera de ocorrência de anomalia, fundamentando exatamente o objetivo do Jidoka que é o de reduzir o número de desperdício através da implantação de dispositivos nas máquinas da produção sendo estes dispositivos responsáveis por alertar se algum problema foi detectado e então parar o trabalho imediatamente quando da detecção do problema. A sua aplicação também livra as máquinas da necessidade constante de atenção humana, permitindo assim que os operadores realizem múltiplas funções. Na Figura abaixo é possível visualizarmos o Jidoka na prática.

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Figura 1 – Jidoka “Automatizacao com um toque humano”.

Importante ressaltar ainda que os benefícios do Jidoka também podem ser verificados em linhas de montagem manual, onde o operador tem autonomia para parar a linha de produção e corrigir anomalias caso seja necessário. Geralmente, o Jidoka lança mão de uma excelente ferramenta, o Andon, visto que trata-se de uma ferramenta visual que sinaliza falhas que requerem atenção e ação imediata. Na prática o Andon pode ser representado da seguinte forma:

Luzes de sinalização classificadas por cores onde cada uma possui o seu significado:

  • Vermelho: Linha parada
  • –Amarelo  : Chamada  de atenção ou solicitação de ajuda
  • –Verde      : Normalidade no processo

Na Figura 2 abaixo, é possível visualizar uma aplicação do Jidoka em uma linha de montagem manual utilizando o Andon.

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Figura2 – Jidoka em processo de manufatura manual com utilização de Andon.

Os quatro passos do Jidoka

O Jidoka não funcionaria somente detectando uma anomalia e parando a máquina ou processo. Ele deve ser algo maior, abrangendo também a correção de condições anormais e investigação da causa raiz dos problemas. Assim podemos dizer que o Jidoka consiste em quatro passos importantes:

  1. Detectar a falha ou anormalidade;
  2. Parar;
  3. Corrigir ou consertar imediatamente a condição anormal;
  4. Investigar a causa raiz (utilizando por exemplo os “5 porquês”) e estabelecer ações efetivas para que o problema não ocorra mais.

Os dois primeiros passos podem ser automatizados, diferentemente dos passos 3 e 4 que requerem total domínio das pessoas envolvidas, necessitando de um diagnóstico, análise e ferramentas para solução de problemas. No passo 1, as falhas podem ser detectadas tanto em processos que envolvem máquinas quanto em processos que envolvem pessoas (manual). Quando o processo envolver máquina, uma boa solução é aplicar os serviços de automatização industrial, com utilização de dispositivos mecânicos, elétricos e eletrônicos (sensores, atuadores, etc.), que acusam automaticamente qualquer anormalidade. Por outro lado, se o processo for manual, dispositivos devem ser criados para que os operadores possam informar o problema e parar a linha. Estes dispositivos podem ser: botoeiras de acionamento, andon de sinalização, luminoso ou mesmo monitores informativos interligados em rede capazes de informar toda a linha de produção.

O segundo passo é o de parar. Algumas pessoas podem cair no erro de pensar que quando dispositivo de detecção de falha é acionado no passo 1, informando falha em uma estação de trabalho, toda a linha de produção terá uma grande parada  até que o problema seja resolvido. Sendo assim, é importante que as linhas de produção sejam divididas em seções e estas, por sua vez, em estações de trabalho. Assim, pode-se criar pequenos “buffers” ou folgas na linha para que quando uma estação de trabalho notificar o seu problema, toda a linha continue a produzir possuindo um tempo de ciclo para resolver o problema sem prejudicar a linha como um todo.

Qual é a diferença entre autonomação e automação? Algumas vezes, o Jidoka é também chamado de autonomação (automação com inteligência humana), pois ele identifica a falha no produto e assim pára o funcionamento da máquina. Se compararmos a automatização com a autonomação, constataremos que o processo é mais completo na autonomação, pois esta última implica na identificação da falha, decisão sobre a forma de correção e a execução da correção. Na tabela abaixo, podemos elencar algumas diferenças entre automatização e autonomação:

Autonomação Automatização
Operador com controle restrito a comandos. Operador de máquina opera simultaneamente várias máquinas. Controle realizado pela máquina com acompanhamento do operador.
Máquinas são providas de uma função de cérebro humano, ou seja, a capacidade de detectar anormalidades de forma autônoma. Máquinas automatizadas não estão dotadas de cérebro humano.
Controle autônomo de qualidade, defeitos e quantidades em um processo. As causas dos defeitos são investigadas imediatamente, e uma ação corretiva é implementada. O sistema calcula a ação corretiva mais apropriada
Produtos flexíveis, de baixo custo e qualidade superior. Atividade meio para melhorar a integração e a flexibilização em um processo produtivo.

A autonomação também representa uma redução de custo considerável, considerando-se os aspectos do baixo custo dos produtos e da garantia da qualidade. Pode-se dizer também que devido as realidades econômicas diferenciadas, existe a necessidade de se elaborar caminhos diferentes para a implantação da autonomação em empresas industriais. Para obter sucesso, deve-se proceder em pequenos passos, realizando um conjunto pequeno de ações de cada vez. Ou seja, metodologias baseadas em melhorias contínuas e progressivas baseadas no Kaizen são desejáveis para aprofundar e sistematizar a implantação do pilar autonomação na empresa. Assim, pode-se dizer que: “a autonomação é inconcebível sem melhorias contínuas”.

Qual é a diferença entre Jidoka e Poka Yoke? O Poka Yoke tem como premissa prevenir que falhas aconteçam, sendo uma ferramenta que estabelece maneiras de evitar que problemas mecânicos e humanos ocorram. Ele pode ser representado da seguinte forma:

  • Controle visual da qualidade;
  • Previne a ocorrência de defeitos;
  • Exemplo: Encaixe USB.

O Jidoka tem como premissa a detecção dos problemas quando acontecem, sendo um conceito que visa identificar se uma falha ocorre durante o processo de produção.

Benefícios do Jidoka

  • Sustenta fluxos produtivos, contínuos e estáveis, evitando defeitos;
  • Identifica e elimina as causas dos desperdícios causados pela falta de qualidade;
  • Libera o homem para ele execute múltiplas tarefas que agreguem valor;
  • Melhora a produtividade e estabelece ações que evitam a recorrência de problemas, por meio de soluções definitivas em nível sistêmico, incorporando elementos que assegurem a qualidade na origem.

Cristiano Bertulucci Silveira é engenheiro eletricista pela Unesp com MBA em Gestão de Projetos pela FVG e certificado pelo PMI. Atuou em gestão de ativos e gestão de projetos em grandes empresas como CBA-Votorantim Metais, Siemens e Votorantim Cimentos. Atualmente é diretor de projetos na Citisystems – cristiano@citisystems.com.br

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