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TROCA RÁPIDA DE FERRAMENTAS: Objetivos e Implantação
Amanda Santos Rodrigues | Bárbara Martins Alcântara Bilhar
Pós graduadas em Engenharia de Produção do IETEC
Devido ao aumento da competitividade entre as empresas, torna-se imprescindível obter vantagens competitivas, tornando necessária a busca contínua pela redução de custos e eliminação de desperdícios. A troca rápida de ferramentas (TRF ou SMED) é uma ferramenta do Sistema Toyota de Produção, que tem por objetivo reduzir o tempo de preparação ou setup de equipamentos, minimizando períodos não-produtivos no chão-de-fábrica e, consequentemente, aumentar a capacidade produtiva dos equipamentos. A TRF fundamenta-se em técnicas que enfatizam o trabalho cooperativo em equipe e a proposição de formas criativas de melhoria de processos. Este artigo apresenta uma revisão bibliográfica a respeito da TRF e das etapas primordiais para sua implantação.
Palavras-chave: troca rápida de ferramentas, tempo de preparação, setup, SMED.
Vivencia-se uma era marcada pela pressão competitiva e globalização da economia, onde as empresas se vêem cada vez mais desafiadas e pressionadas a buscar novas soluções estratégicas para seus negócios e para se adequar às exigências de seus clientes, que exigem produtos e serviços com agilidade na entrega, qualidade e preços reduzidos. Assim, faz-se necessário que as empresas busquem melhorar continuamente a eficiência de seus equipamentos, identificando e eliminando as perdas e, conseqüentemente, reduzindo custos de fabricação (NEUMANN; RIBEIRO, 2004).
Para ser possível obter ganhos de produtividade e reduções de custos, é necessário realizar a administração eficiente dos próprios recursos produtivos. A utilização de ferramentas da Produção Enxuta, assim como pessoas qualificadas, é uma forma de administrar os próprios recursos produtivos e aumentar a competitividade para garantir sua permanência no mercado (SANTOS; SANTOS, 2007; PARANHOS, 2007).
Diante disto, muitas organizações almejam implementar o modelo Toyota de Produção através da utilização de ferramentas de produção enxuta, que se caracteriza pela atuação de profissionais qualificados em atividades como o controle da produção, aumento de produtividade, controle de qualidade, otimização de recursos, gestão de pessoas e relações humanas, entre outras (SANTOS; SANTOS, 2007).
Dentre as diversas ferramentas utilizadas pelo Sistema Toyota de Produção, o presente estudo aborda de forma específica a Troca de Rápida de Ferramentas, descrevendo sua origem, etapas de implantação e benefícios.
A Troca Rápida de Rápida de Ferramentas constitui uma das ferramentas da produção enxuta responsável por reduzir os tempos de setup de equipamentos, minimizando períodos não-produtivos no chão-de-fábrica. Segundo Claunch1 (citado por YOSHINO, 2008), a redução de setup é um presságio que colocará a empresa ao nível das empresas world class2.
Revisão de literatura com base em artigos e livros a respeito de Sistema Toyota de Produção e Troca Rápida de Ferramentas.
2.2.1 Sistema Toyota de Produção
O Sistema Toyota de Produção surgiu após a Segunda Guerra Mundial, no Japão, com o objetivo de retomar a atividade industrial e reconstruir o país, sob o comando de Taichi Ohno da Toyota, que buscava uma forma alternativa ao sistema de produção já utilizado em todo o mundo. Surgiu então, uma nova filosofia, métodos e conceitos de gestão de produção e recursos humanos, a produção enxuta (CLETO, 2002; CORRÊA, CORRÊA, 2009).
O sistema de produção enxuta proposto por Ohno caracteriza-se pela identificação e eliminação das diferentes perdas (movimentos e transporte desnecessários, superprodução, superprocessamento, defeitos, excesso de estoque, espera e tempo ocioso, e desperdício da criatividade dos funcionários) que ocorrem no processo produtivo. Os produtos fabricados são flexíveis, produzindo vários modelos em pequenos lotes, com o intuito de eliminar os desperdícios da fabricação em massa (CLETO, 2002; CORRÊA, CORRÊA, 2009).
Essa nova forma de produção representa o atual paradigma da produtividade. De acordo com Ohno3 (citado por SOARES; SIKILERO, 2010), para se eliminar totalmente os desperdícios, deve-se ter consciência de que o aumento da eficiência somente faz sentido se estiver associado à redução de custo. Para isso, é preciso produzir apenas o que é necessário, quando necessário, utilizando o mínimo possível de mão-de-obra.
As principais ferramentas que contribuem na visualização e minimização dos desperdícios dentro da produção enxuta são: Mapeamento de Fluxo de Valor, Autonomação, Layout Celular, 5 S's, Manutenção Produtiva Total e Troca Rápida de Ferramenta (TRF).
2.2.2 Troca rápida de ferramentas (TRF)
A troca rápida de ferramentas (TRF) é uma metodologia para redução dos tempos de preparação de equipamentos, possibilitando a produção de lotes econômicos (pequenos).
Para Kannenberger4 (citado por DALCOL, 2008), o tempo de preparação ou de setup é o intervalo de tempo desde o término da última peça boa de um lote A até a saída da primeira peça boa do lote B. Ou seja, é o tempo necessário para preparar os operadores e os equipamentos para a fabricação de outro produto pertencente ao mix global de produção.
A redução do tempo gasto em setup é condição necessária para diminuir o custo unitário de preparação. Segundo Harmon & Peterson5 (citado por FOGLIATTO; FAGUNDES, 2003), tal redução é importante por três razões: 1. quando o custo de setup é alto, os lotes de fabricação tendem a ser grandes, aumentando o investimento em estoques; 2. as técnicas mais rápidas e simples de troca de ferramentas diminuem a possibilidade de erros na regulagem dos equipamentos; e 3. a redução do tempo de setup resulta em aumento do tempo disponível do equipamento.
A utilização da TRF auxilia na redução dos tempos de processamento (lead times), atingindo uma produção just in time, o que possibilita à empresa resposta rápida diante das mudanças do mercado, resultando em menores custos de operação, fidelidade dos clientes e em menor complexidade gerencial (FOGLIATTO; FAGUNDES, 2003).
2.2.2.1 História
O sistema de Troca Rápida de Ferramentas foi desenvolvido por Shigeo Shingo, engenheiro da Toyota, em um período de 19 anos, como resultado de análise detalhada de aspectos teóricos e práticos que envolvem as operações de setup. Seu primeiro momento foi em 1950 em Hiroshina, quando Shingo identificou e classificou como setup interno o conjunto de atividades realizadas com a máquina parada e setup externo como o conjunto de atividades realizadas com a máquina em operação. O segundo momento aconteceu em 1969, na Toyota Motors Company, quando se gerou o conceito de conversão de setup interno em setup externo, isto é, a transferência de algumas atividades com a máquina parada para o momento que esta ainda estivesse em funcionamento. Dessa forma, Shingo criou sua metodologia, que na versão em inglês recebeu a sigla SMED, iniciais de "single-minute exchange of die". Esta sigla traz aglutinado um conceito e uma meta de tempo: troca de matrizes em menos de dez minutos (SHINGO, 2000).
2.2.2.2 Estágios de implantação
Na prática, a TRF é constituída de estratégias e técnicas de implantação, que minimizam as perdas decorrentes da troca de produtos em uma operação. Shingo (2000) propôs o processo de melhoria no tempo de troca de ferramentas constituído de quatro estágios: Estratégico, Preparatório, Operacional e de Consolidação.
1) Estágio Estratégico: Convencimento da alta gerência – visto que é o maior nível hierárquico da empresa e que possui maior grau de influência nas decisões que envolvam mudanças e investimentos ou tenham, como resultado final, alterações significativas no processo de manufatura da empresa. Definição de metas – registrar a situação inicial dos tempos de setup; definir o porcentual de redução a ser alcançado; e definir um cronograma de implantação com a seqüência das atividades de implantação, os responsáveis por cada atividade e uma estimativa de tempo para a conclusão de cada atividade. Escolha da equipe de implantação – definição da equipe de implantação, que, conforme figura 1, acompanha todas as ações do projeto de implantação da TRF. Para isso deve-se considerar o conhecimento dos processos, autonomia, capacidade de liderança, posição de respeito e presença de representantes de todas as áreas da empresa. Treinamento da equipe de implantação – o conhecimento da metodologia de TRF a ser repassado à equipe de implantação deve ser abrangente, analisando todas as estratégias e técnicas de aplicação, com base em casos bem-sucedidos em relação à sua aplicação prática. Definição da estratégia de implantação – corresponde ao planejamento do projeto de TRF com a definição de um coordenador, com objetivo de controlar e acompanhar as ações definidas no cronograma de implantação;
Figura 1 – Organograma para implantação da metodologia de TRF
FONTE: FOGLIATTO; FAGUNDES, 2003
2) Estágio Preparatório: Definição do produto a ser inicialmente abordado – através de análise dos produtos pertencentes à categoria A da curva ABC da empresa, visto que a redução do tempo de setup obtida nesses itens terá maior impacto financeiro na empresa. Definição do processo a ser inicialmente abordado – geralmente define-se o gargalo, onde os ganhos serão maiores. Definição da operação a ser inicialmente abordada – após a utilização dos conceitos de identificação das restrições, pode-se encontrar na aplicação prática de uma metodologia de TRF possibilidade de solução para a restrição;
3) Estágio Operacional: Análise da operação a ser inicialmente abordada – analisar todas as atividades inerentes ao setup da operação, através da descrição das atividades realizadas, seu tempo médio de execução e indivíduos responsáveis. Identificação das operações internas e externas do setup – identificar e separar as operações de setup em setup interno e setup externo, conforme figura 2. Converter setup interno em externo – analisar as operações do setup interno e verificar possibilidade de realizá-las com a máquina em funcionamento. Existem as seguintes técnicas de melhoria para operações que não podem ser externalizadas: realização de operações em paralelo; fixação de bases, através da eliminação da principal causa de movimentos e desregulagens, proporcionando ponto de referência fixo para padronização das regulagens; padronização dos dispositivos com o objetivo de evitar regulagens desnecessárias, evitar a movimentação de bases de referências de regulagens e padronizar procedimento de setup; eliminar ajustes através da utilização de stop, check pin e gabaritos; Sistema Cassette, ou seja, troca de subconjuntos prontos para serem incorporados ao equipamento permitindo o funcionamento imediato; dispositivos de posicionamento rápido com eliminação de tempo em afrouxar, remover, substituir e apertar. Praticar a operação de setup e padronizar – colocar em prática as ações definidas na observação e análise, contabilizando os resultados de melhoria alcançados e repetindo as ações do setup até a obtenção do melhor resultado para padronização. Eliminar ajustes – os ajustes consomem de 50% a 70% do tempo de setup interno e sua eliminação pode reduzir o período de run-up6, possibilitando um processo estável logo após a operação de setup. Eliminar o setup – a eliminação do setup, ideal na manufatura just in time, geralmente não é viável na prática, visto que tem maior possibilidade de ocorrer na fase de projeto do produto, buscando a intercambiabilidade de peças. Outra solução seria a automatização do setup, em casos em que o custo de implantação seja possível;
Figura 2 – Setup interno e Setup externo
FONTE: FELD, 2001.
4) Estágio De Consolidação: Consolidação da TRF em todos os processos da empresa – os esforços de redução dos tempos de setup devem estar alinhados às ações realizadas em todos os processos de manufatura da empresa. O alinhamento dos esforços evita desperdício de tempo e capital em ações que não tenham como resultado a melhoria dos tempos de setup e, conseqüentemente, a melhoria global do processo (FOGLIATTO; FAGUNDES, 2003).
2.2.2.3 Vantagens da Implantação da TRF
De acordo com Shingo (2000), as vantagens obtidas com a implantação da TRF são: padronização das atividades, gerando redução do tempo de setup e, aumento da capacidade produtiva; facilidade nas tarefas de setup e troca de produtos eliminando erros; facilidade de produção de mix variado de produtos em curto espaço de tempo devido à flexibilidade e rapidez nas alterações de produtos e ao trabalho com lotes menores; redução dos custos devido à redução dos estoques intermediários, redução de tarefas improdutivas, uso mais racional e efetivo do espaço do chão de fábrica; geração de ganhos em qualidade e redução de custos pela eliminação de retrabalho e desperdícios de materiais; entre outras.
Para comprovação dos resultados da implantação de TRF pode-se medir o tempo de setup antes e após a implantação e avaliar o aumento em disponibilidade na linha de produção. A redução dos tempos de setup, com consequente redução dos lead times, objetiva a produção just in time, que é de grande importância para a competitividade das empresas de classe mundial, pois possibilita resposta rápida diante das mudanças do mercado. A redução dos tempos de setup deve ser entendida como um conjunto de medidas que buscam aumentar a produtividade com melhor lucratividade, visto que gera flexibilidade, redução de estoques e lotes econômicos. Posterior a escolha do produto e processo a ser inicialmente abordado, deve-se realizar uma criteriosa definição da real necessidade e da meta a se atingir. Após implantação inicial, todos os produtos devem fazer parte da aplicação prática da metodologia de TRF.
Todas as experiências testadas no passado com TRF contribuíram muito para as empresas modernas, contudo, nota-se constantemente a necessidade de adequação, atualização ou alteração, a fim de atender de forma mais adequada e efetiva a empresa em questão.
CLETO, Marcelo Gechele. A gestão da produção nos últimos 45 anos. Revista FAE Business, n. 4, dez 2002. Curitiba.
CORRÊA, Henrique L.; CORRÊA, Carlos A. Administração de Produção e Operações: Manufatura e Serviços: uma abordagem estratégica. 2 ed, 4 reimpr. São Paulo: Atlas, 2009, 690p.
DALCOL, Rodrigo Silveira. Estudo da Aplicação da Logística Enxuta na Linha de Compressores a Parafuso da Empresa Alfa. 2008. 74 f. Dissertação (Graduação em Engenharia de Produção e Sistemas). Universidade do Estado de Santa Catarina. Joinville, 2008.
FELD, W. M. Lean Manufacturing – Tools, Techiniques and How to Use Them. The St. Lucie Press/APICS Series on Resource Management, USA, 2001.
FOGLIATTO, F. S.; FAGUNDES, P. R. M. Troca Rápida de Ferramentas: Proposta Metodológica e Estudo de Caso. Gestão & Produção. v.10, n.2, p.163-181, ago. 2003.
NEUMANN, Carla Simone Ruppenthal; RIBEIRO, José Luis Duarte. Desenvolvimento de fornecedores: um estudo de caso utilizando a troca rápida de ferramentas. São Paulo: Prod, 2004. vol.14 no.1. Disponível em: < http://dx.doi.org/10.1590/S0103-65132004000100005>. Acesso em: 07 set 2014.
PARANHOS, Moacyr. Gestão da produção Industrial. 20 ed. Curitiba: Ibpex, 2007. 340p.
SANTOS, Ana Carolina Oliveira; SANTOS, Marcos José. Utilização do indicador de eficácia global de equipamentos (OEE) na gestão de melhoria contínua do sistema de manufatura – um estudo de caso. Foz do Iguaçu: 2007. Disponível em: < http://www.volumetric.com.br/anexos/oee.pdf>. Acesso em: 15 set 2014.
SHINGO, Shigeo. Sistema de Troca Rápida de Ferramenta: uma revolução nos sistema produtivos. Porto Alegre: Bookman, 2000.
SOARES, Renata El Tawil Morales; SIKILERO, Claudio Bastos. Análise Dos Desperdícios No Processo Produtivo: Um Estudo De Caso De Um Fabricante De Chapas De Mdf. São Carlos, SP, 2010.
YOSHINO, Rui Tadashi. Proposta de um Sistema de Produção Enxuta para o segmento calçadista. 2008. 315 f. Dissertação (Doutorado em Engenharia de Produção) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2008.