FACULDADE DE TECNOLOGIA ASSESSORITEC … · produtivo de usinagem para implantação de Renishaw....
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FACULDADE DE TECNOLOGIA ASSESSORITEC
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL E TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA
TECNÓLOGO EM GESTÃO DA PRODUÇÃO INDUSTRIAL
DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO AUTOMÁTICO PARA MELHORIA DE TRF NO SETOR
DE USINAGEM: ESTUDO DE CASO
JOINVILLE
2016
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JEAN CARLOS DUARTE
DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO AUTOMÁTICO PARA MELHORIA DE TRF NO SETOR
DE USINAGEM: ESTUDO DE CASO
Trabalho de conclusão de curso apresentado à
Faculdade de Tecnologia - ASSESSORITEC como
requisito parcial para obtenção do grau de Tecnólogo
em Gestão da Produção Industrial.
Orientador: Prof.: Luiz Gonzaga Cardoso
JOINVILLE
2016
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JEAN CARLOS DUARTE
DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO AUTOMÁTICO PARA MELHORIA DE TRF NO SETOR
DE USINAGEM: ESTUDO DE CASO
Este Trabalho foi julgado adequado para a obtenção do título de Graduado em Superior de
Tecnologia em Gestão da Produção Industrial e aprovado pelo Corpo Docente do Curso de
Tecnologia em Gestão da Produção Industrial da Faculdade de Tecnologia -
ASSESSORITEC, Campus Joinville / Iririú.
Luiz Gonzaga Cardoso
ASSESSORITEC – Campus Joinville / Iririú
Coordenador do Curso de Tecnologia em gestão da produção industrial
BANCA EXAMINADORA
Elson Martins
ASSESSORITEC – Campus Joinville / Iririú
Avaliador
Roberli Leopoldino Cantidio
ASSESSORITEC – Campus Joinville / Iririú
Avaliador
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RESUMO
O presente trabalho aborda as principais definições e teorias de troca rápida de
ferramenta e a sua importância para o crescimento de uma organização, mostrando que se
podem melhorar sempre mais os meios e recursos dentro de uma organização. Este estudo tem
por objetivo demostrar a implementação de RENISHAW - ferramentas especiais de alta
tecnologia para medição de peças, instalado em Centros de Usinagem de uma empresa
metalúrgica na área industrial de Joinville; este sistema de medição por RENISHAW,
auxiliam na realização de setup através da liberação de processos.
Também mostra o trabalho em grupo, a importância quando os funcionários se
envolvem em melhorias relacionadas ao seu local de trabalhos, deixando-os mais robustos e
proveitosos, grandes ideias como o TRF - otimizado muito bem aplicado para atender a
necessidade da empresa.
Palavras-chave: Troca Rápida de Ferramenta, Setup, RENISHAW, TRF-Otimizado, grupos
de melhorias.
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LISTA DE ABREVIAÇÕES
TRF – Troca Rápida de Ferramenta
CNC – Comando Numérico Computadorizado
SMED – Single Minute Exchange of Dies
STP – Sistema Toyota de Produção
FAC – Ficha de Auto Controle
PCP – Planejamento e Controle de Produção
MMC – Máquina de Medição por Coordenada
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1a - Apalpador Óptico ..................................................................................... 15
Figura 1b - Apalpador Óptico ...................................................................................... 15
Figura 2 - Lista de ferramentas e itens compartilhados ............................................ 22
Figura 3 – Tabela de Estudo de Vida Útil ................................................................... 31
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LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 – Tempos de Setup ....................................................................................... 28
Gráfico 2 – Refugos por Setup ..................................................................................... 29
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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 09
2. TROCA RÁPIDA DE FERRAMENTA .................................................................. 11
2.1 SETUP ....................................................................................................................... 11
2.2 SMED ........................................................................................................................ 12
3. LEAN MANUFACTURING ...................................................................................... 14
4. FERRAMENTA RENISHAW ................................................................................. 15
5. GARGALOS .............................................................................................................. 17
6. METODOLOGIA ...................................................................................................... 18
7. SCHULZ ..................................................................................................................... 19
8. GRUPOS DE MELHORIAS .................................................................................... 20
9. TRF-OTIMIZADO .................................................................................................... 21
10. APLICAÇÃO DA PESQUISA ............................................................................... 24
10.1 Troca rápida de ferramenta - Otimizado.................................................................. 24
10.2 Aplicação da ferramenta RENISHAW .................................................................... 26
11. CONCLUSÃO .......................................................................................................... 32
12. REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 33
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1. INTRODUÇÃO
Toda e qualquer empresa busca melhorar cada vez mais seus processos produtivos,
isso se tornou imperativo para toda organização que deseja se manter competitiva no mercado
industrial. Existem diversas ferramentas disponíveis no mercado para melhoria contínua
dentro das organizações, e uma das que tem despertado grande interesse é a Troca Rápida de
Ferramentas (TRF).
A implantação de TRF traz inúmeras vantagens à organização que a adotar, mas seu
foco principal e reduzir os tempos de setup, consequentemente aumentando o tempo útil
disponível dos equipamentos, a fim de aumentar produtividade da organização.
O objetivo do presente trabalho é identificar pontos de melhorias nos setups, através
da adoção de Otimização das ferramentas e da aplicação da ferramenta Renishaw, que serão
como otimizador de tempo para liberação de processo de usinagem, em máquina por
Comando Numérico Computadorizado (CNC). Esta ferramenta traz um beneficio que impacta
impulsivamente o tempo de redução na medição e de liberação de um produto, a máquina que
possui esta ferramenta terá um número muito reduzido de percas por medição, e ganhando em
produtividade.
Aproveitar-se-á o equipamento que atualmente é considerado gargalo do processo
produtivo de usinagem para implantação de Renishaw. Identifica-se que o processo, na parte
em que se encontra o equipamento gargalo, tem ocasionando estoque do item; identificou-se
então a oportunidade para melhorar esse processo, que já havia passado por melhorias, com a
adoção de técnicas de TRF. Com a implantação do Renishaw, objetiva-se deixar o processo
ainda mais eficiente.
No presente trabalho será discorrido sobre grupos de melhoria e atuações em vários
campos, e a aplicação de uma melhoria. Os ganhos com uma melhoria implantada e a
praticidade de se fazer um setup. Iniciar-se-á o trabalho de TRF com o uso de Renishaw,
como meio de reduzir o tempo de espera de medição tridimensional; estudar-se-á ferramentas
utilizadas no processo de usinagem; serão criados projetos para execução da melhoria e
criação de programas de medição das peças usinadas através de apalpadores Renishaw.
A pergunta de pesquisa será: Quais os benefícios em se implantar o TRF com o auxílio
de Reninshaw e a Otimização do ferramental? Tendo a pergunta da pesquisa em vista, o
objetivo proposto para o trabalho será implantar a ferramenta Reninshaw para reduzir o tempo
de setup no sistema produtivo de uma empresa metalúrgica da região de Joinville, tendo como
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objetivos específicos: identificar equipamento gargalo; levantar tempos de setup e quantidade
necessária de peças usinadas para liberação; identificar pontos de melhoria neste processo;
implantar ferramenta Renishaw para medição de peças; levantar melhorias ocorridas no
processo.
O segmento de usinagem automotiva se fortalece cada vez mais em todo o Brasil,
principalmente na cidade de Joinville que conta hoje com um vasto parque fabril e diversas
empresas atuantes no ramo. Com o crescimento da demanda por peças e produtos da linha
automotiva, inevitavelmente ocorre o crescimento da necessidade por uma melhor eficiência
do processo, maximizando ainda mais o potencial das avançadas tecnologias utilizadas para
produzir estes produtos.
Na área de usinagem da organização alvo do estudo, as máquinas CNC estão em
destaque, tendo significativa parcela de contribuição sobre melhora na produtividade e
qualidade dos produtos comercializados pela empresa. No entanto, uma das dificuldades da
empresa consiste nos elevados tempos de setup nas células, o que possui um impacto negativo
sobre a produtividade nestes equipamentos. O setup de máquinas é uma atividade inserida
dentro da cadeia produtiva e se apresenta como fator importante na produtividade, uma vez
que a redução dos tempos de troca de modelos pode influenciar diretamente na produtividade
final do processo. Torna-se fundamental a implantação de ferramentas e metodologias que
possibilitem a redução dos tempos de setup visando à redução do tempo de máquina parada
com o objetivo de melhorar a produtividade.
Entre as principais metodologias utilizadas para a redução dos tempos de setup cita-se
a Troca Rápida de Ferramentas (TRF) que é baseada na teoria e na experiência prática, sendo
um estudo realizado para a redução do tempo de setup que, conforme Shingo (2000) pode ser
aplicada em qualquer fábrica e em qualquer máquina, de forma abrangente na indústria.
Para isso, torna-se necessário conhecimento sobre a forma pela qual o sistema
produtivo funcionará depois da aplicação da TRF. Devido a fatores como a redução do
tamanho de lotes, maior oferta de produtos, necessidade de tempos de fabricação menores,
erros de planejamento, entre outros, incorrendo em um aumento elevado do número de setups.
Desta forma, quanto maior o número de setups, maior serão os tempos de máquina
parada, gerando prejuízos à empresa.
Outro problema encontrado está relacionado ao deslocamento do operador até os
depósitos de ferramentas e dispositivos a cada realização de setup, o que eleva
consideravelmente os tempos de setup externo.
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2. TROCA RÁPIDA DE FERRAMENTA
A origem do conceito TRF tem seu início por volta de 1950, quando Shigeo Shingo,
realizou estudos de melhorias para setup de prensas na empresa Mazda, os estudos eram
focados com objetivos eliminar o gargalo e aumentar a eficiência. O estudo iniciou com a
análise de setup em uma das prensas, onde Shingo observou o trabalho do operador, este
realizando de forma desordenada (PADILHA et al, 2012).
Durante a troca houve a falta de um recurso onde apresentou perca de tempo no seu
setup, com uma rápida análise Shingo percebeu que não precisaria o operador parar a máquina
para ter este recurso, então dividiu em duas categoria o setup,em interno e externo. Interno
aquele que tinha que parar a máquina e externo o que pode agilizar ainda com equipamento
trabalhando.
Em 1957 seu desafio era uma plaina de motores a diesel na Mitsubichi, Neste estudo
percebeu-se que a mesa da plaina e sua base era centralizada a cada motor, então foi
realizado a duplicação de ferramentas para que os setup´s fossem feitos
separadamente gerando um aumento de 40% na produção. E em 1969 na Toyota
Motor Company, em uma prensa de 1000 toneladas com o setup em torno de 4
horas, Shingo após seis meses de trabalho, chegou-se a 90 minutos de troca, após a
exigência da diretoria da Toyota, aplicaram-se mais esforços na redução de tempo e
Shingo teve a brilhante ideia e relatou, “Ocorreu-me então uma inspiração: converter
atividades internas em externas”[...]É a transferência de algumas atividades com a
máquina parada para o momento em que ela estiver em funcionamento, com isso
Shingo trouxe em três meses o tempo de setup para apenas 3 minutos. Dessa forma,
Shingo chegou a um novo conceito definido em 1996, designado de SMED (Single
Minute Exchange of Dies), que significa Troca Rápida de Ferramenta (TRF)
(SHINGO, p. 43-44, 2000).
Percebe-se desta maneira que a adoção da técnica TRF visa trazer redução de tempos e
ganhos de produtividade à organização que a implantar.
2.1 SETUP
Setup é a mudança da produção de um produto para outro produto em uma máquina ou
seja, é a mudança de todo o ferramental e de todos os recursos utilizado para produzir um
produto, retira-se e substitui pelos novos recursos para a produção do novo produto, após a
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mudanças dos itens para a fabricação há também os ajustes necessários que se faz na máquina
para o sucesso da produção do novo produto (RANGEL et al, 2012).
Nas empresas da atualidade que trabalham com a diversidade de itens e pequenos lotes
os tempos de setup impactam diretamente na perda de produção, pois com o alto tempo de
setup deixa-se de produzir uma maior quantidade, visando o atendimento às necessidades do
cliente.
Setup interno refere-se às operações que só podem ser executadas quando a máquina
estiver parada. Define-se setup externo como as operações que podem ser executadas
enquanto a máquina está em funcionamento (SHINGO, 2000).
Aplicando estas filosofias chega-se a uma redução significativa no tempo da troca de
ferramentas, em determinadas empresas esta filosofia pode ter inclusão de tecnologia,
tecnologia como pedido de TRF pelo sistema eletrônico.
Van Goubergen (2000) argumenta que, apesar do tempo de setup estar freqüentemente
relacionado apenas à área de produção, ele também é reflexo das ações de outras áreas da
empresa. Conforme Conceição et al (2006) muito se busca em redução de tempo de setup mas
se não fornecer o suporte adequado aos profissionais ligados diretamente na produção e
fazendo a conscientizando da importância do setup ser realizado num curto espaço de tempo a
gerencia influencia também nesta perda.
Ao realizar trabalhos de redução nos tempos de setup, fazendo acompanhamento
sobre as melhorias aplicadas na redução, em um curto espaço de tempo já será possível
perceber os ganhos em produtividade.
Segundo Shingo (2000), a redução de changeover é o pré-requisito para possibilitar a
produção em pequenos lotes. Se fosse possível a redução do tempo de changeover a zero, isso
possibilitaria a produção de lote unitário.
2.2 SMED
O sistema SMED (Single Minute Exchange of Die) é a otimização de
regulagens/combinação, troca de ferramentas e de matrizes etc... este termo utilizado, é um
setup com o tempo de um dígito ou seja, de no máximo 9:59” min.
Elaborado por Taiichi Ohno e consolidado mais tarde por Shigeo Shingo, foi
empregado na indústria para troca rápida de ferramenta, ou seja, uma troca de item e de todo o
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as ferramentas utilizadas para produzir tal produto, e separando setup interno feito com
máquina parada e setup externo feito com máquina trabalhando. “[...] se for feito um esforço
científico para realizar o máximo possível da operação de setup como setup externo, então, o
tempo necessário para o interno pode ser reduzido de 30 a 50%. Controlar a separação
entre setup interno e externo é o passaporte para atingir o SMED” (SHINGO, 1985).
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3 LEAN MANUFACTURING
Com a Primeira Revolução Industrial, iniciaram-se a produção em massa e junto
vieram as linhas de montagens e os postos fixos de trabalhos, e com isso teve um grande
avanço em técnicas de produtividades. (RAGO et al, 2003).
Porém, no final da Segunda Guerra Mundial, a indústria japonesa precisou mudar seu
modelo produtivo devido a escassez de recursos, surgiu então o Sistema Toyota de Produção
(STP), com a falta de recursos buscou produzir com o menor custo possível, reduzindo o
desperdício (OHNO,1996).
O termo Lean foi definido no final dos anos 1980 em um projeto de pesquisa, segundo
Lean Institute Brasil (2012), que mapeou as melhores indústrias automobilística onde tinham
as melhores práticas da indústrias, através de entrevistas com funcionários, sindicalistas e
funcionários do governo.
Neste estudo foi notória a superioridade da Toyota, devido ao novo sistema de gestão,
a produção “enxuta”, ou Lean Manufacturing, que foi o termo usado para definir este novo
sistema de produção muito mais eficiente, ágil, flexível e inovador.
A manufatura enxuta ou Lean Manufacturing é uma filosofia de produção de bens que
busca reduzir o tempo entre o pedido do cliente e a entrega, através da eliminação de
desperdício.
Segundo Pereira ( 2009, p.65 ). “Quando um problema é resolvido no chão de fábrica,
o tempo de resposta reduz muito; logo, reduzem os custos ao longo do processo de
fabricação”. O Lean não tem meta anual, a meta é sempre melhorar o máximo possível.
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4 FERRAMENTA RENISHAW
RENISHAW são ferramentas apalpadoras para máquinas-ferramentas CNC (Comando
Numérico Computadorizado). Esta ferramenta possui ponteiras especificas para cada
necessidade; faz a leitura através de contatos entre a ponteira e a peça a ser medida,
informando a leitura de qualquer face, diâmetros, superfícies internas e externas etc. São
ferramentas altamente precisas por possuírem leitores ópticos. Sua precisão depende das
superfícies totalmente limpas para garantir as medidas. Suas ponteiras são muito utilizadas
nas máquinas de medição por coordenadas (MMC), conhecidas no ramo metalomecânico
como tridimensionais (RENISHAW, 2015).
Nas máquinas CNC as leituras dos valores são feito através dos contatos das ponteiras,
através das orientações dadas pelo programa CNC, ao realizar o contato na face ele registra as
leituras dos valores nos parâmetros da máquinas, registrado os valores é feito sub - programas
para fazer as comparações das medidas e informar o valor da características desejada
(RENISHAW, 2015).
Figura 1a: Apalpador Óptico Figura 1b: Apalpado Óptico
Fonte: RENISHAW (2015) Fonte: RENISHAW (2015)
Na figura 1, composta por duas figuras “a” e “b”, é possível observar a ferramenta
acoplada na máquina; este acoplamento nas máquinas CNC é feito automaticamente quando
digitamos na máquina a função de troca de ferramenta, há uma outra função que liga o
RENISHAW e deixa ele apto para o uso, mas tudo isso pode ser programado em uma única
vez.
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Na figura 1b a ferramenta está efetuando a medição, é possível ver que está em contato
com a peça, no momento deste contato é retirado o valor e será visível este valor onde o
programador colocou ele carregar, através deste contato é possível fazer comparações, é onde
é possível saber suas dimensões virtuais, possibilitando até mesmo a auto correção.
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5 GARGALOS
O sistema produtivo possui várias etapas, etapas onde se tem restrições que impendem
um fluxo ágil, chegando causar espera dentro da operação ou também estocagem de produtos
devido as restrições do equipamento ou processo. Essas restrições são denominadas gargalos.
Através de estudos realizados por Goldratt, o mesmo desenvolveu pesquisas sobre
essas restrições em processos produtivos, e denominou sua pesquisa como Teoria das
Restrições.
A teoria das restrições, também conhecida por método tambor-pulmão-corda, é o de
gerenciamento que se concentra em ações que impeçam obter o melhor de cada do processo
produtivo, ou seja, os gargalos (RITZMAN e KRAJEWSKI, 2004).
Todo processo tem suas restrições, dentro das indústrias essas restrições podem virar
prejuízos para a empresa, para estes casos equipes trabalham fazendo análises de perda
produtiva, visualizando melhores formas de se fazer o processo mais eficiente, nestes estudos
são apontados falhas, que podem ser corrigidas.
A Teoria das restrições é a parte do conhecimento que lida com qualquer coisa que
limite a habilidade de uma organização em atingir suas metas. As restrições podem ser físicas
(como a disponibilidade de um processo ou de pessoas, matérias-primas ou suprimentos) ou
não físicas (procedimentos, moral, treinamento).
Hoje dentro das empresas muito se trabalha para ter a menor perda possível em cima
dos gargalos, os trabalhos para a aceleração dentro da operação gargalos são muitos
criteriosos devido o equipamento já ter sua restrição ou a incapacitação do operante, que pode
ser a falta de treinamento do operante, segurança e qualidade também não podem ficar de fora
dos olhares dentro dos trabalhos de redução de tempo em um gargalo.
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6 METODOLOGIA
O presente estudo pode ser caracterizado como sendo uma pesquisa exploratória,
bibliográfica, de cunho qualitativo e quantitativo. A metodologia de pesquisa utilizada no
estudo é passível de ser aplicada no processo e também possível de ser reaplicada em outras
organizações do mesmo ramo.
A coleta de informações foi baseada no processo de fabricação da organização,
visando melhoria dos processos de produção, aonde foram avaliadas questões relevantes ao
bom funcionamento dos processos e uma melhor eficiência nas operações.
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7 SCHULZ
Conforme informações coletada no site da empresa alvo da pesquisa, a mesma foi
fundada em 1963, em Joinville, sendo uma pequena fundição com apenas 26 funcionários,
produzindo sua própria linha de produtos.
A partir de 1993, a empresa iniciou o serviço de usinagem para a linha automotiva,
hoje a empresa está presente no mercado automotivo de maneira forte e competitiva,
oferecendo produtos fundidos, usinados, pintados e até montados para ônibus, caminhões,
máquinas agrícolas e outros segmentos.
Além da comercialização de produtos automotivos, a empresa é uma das mais
completas fábricas de compressores de ar do mundo, produzindo compressores alternativos de
pistão, de diafragma e compressores de parafuso de 5hp a 250hp.
A companhia possui uma moderna fundição de ferro nodular e cinzento, além de uma
usinagem com máquinas CNC de última geração produzindo componentes para as indústrias
automotivas e agrícolas.
Conta com equipamentos modernos como centros de usinagem horizontais e verticais
de última geração, tornos verticais e horizontais "CNC" e máquinas de corte a laser,
avançados laboratórios químico, metalográfico e de análise dimensional, além de um
completo centro de pesquisa e desenvolvimento de novos produtos (SCHULZ, 2015).
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8 GRUPOS DE MELHORIAS
Os grupos de melhorias foram criados dentro da empresa com intuito de eliminar os
desperdícios e melhorar o ambiente de trabalho para os funcionários que são peças
importantes neste processo (Campos, 2004).
Os funcionários podem fazer parte da equipe de melhoria através de indicação dos
supervisores ou através da espontaneidade, são criados grupos de 5 a 8 pessoas, a montagem
dos grupos de melhorias fica a encargos do pessoal do Leam, os funcionários que se
envolvem nos grupos de melhorias continuam suas atividades normais na produção e se
envolve com as melhorias.
As melhorias chegam de diversas formas para os grupo, aquelas que o próprio
integrante da equipe tem vendo as dificuldades do processo, aquelas que são recolhidas
através de um formulário preenchido pelo funcionário que observam oportunidade de
melhoria nos seus postos de trabalho, não é necessário ser de um grupo de melhoria para dar
sugestões, mas quando se dá uma sugestão que é viável a aplicação, a uma gratificação dada
pela empresa, ambas as situações de sugestões são necessário o preenchimento do formulário,
isto para que se tenha controle das sugestões, cada grupo tem uma urna para recolher as
melhoria, as urnas são colocadas em local que o grupo mais se familiariza (SANTOS,
PEREIRA, OKANO, 2012).
Os grupos de melhorias são compostos de funcionários de diversas áreas da empresa
que se reúnem para a troca e desenvolvimento de ideias na busca de melhorias do ambiente de
trabalho, para os envolvidos nos grupos há uma reunião uma vez por semana para avaliar as
sugestões, e encaminhar as atividades para implanta-las e vai desde a instalação de uma nova
máquina ou na redução de tempo de operação para que o operador prepare a máquina para a
produção e ter um processo mais enxuto possível (LIZARELLI; ALLIPRANDINI, 2002).
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9 TRF – OTIMIZADO
O sistema TRF já vem funcionando na empresa, mas identificou-se oportunidade de
melhorá-lo dentro do processo de usinagem. Para a aplicação onde foi feito este trabalho, só
com o TRF ainda havia perdas, então em busca de uma melhor performance em tempos de
setup percebeu-se que poderia ser ainda mais eficiente, surgiu a ideia de não tirar todas as
ferramentas nos setup. Esta ideia foi dada ao grupo de melhoria dentro da empresa, e foi
dentro deste grupo que foram desenvolvidos os primeiros TRF – Otimizados.
No grupo observou-se que a remoção do ferramental da máquina a cada setup elevava
o tempo da troca das ferramentas, então foi feito um levantamento para definir as peças que
poderiam ser compartilhadas as ferramentas - ou seja, se ia mudar de item o operador iria tirar
a ferramenta que no outro item também tem a mesma ferramenta, não teria a necessidade de
tirá-la; mas para isto seriam necessários ajustes nos programas de usinagem para iniciar os
compartilhamentos ou otimização.
Com este pensamento reduziu-se o 40% das ferramentas em máquina; mas ainda tinha
uma limitação que era da máquina, pois a mesma suporta somente 39 ferramentas. Neste
momento, o grupo de melhorias entrou com a sugestão de se colocar um armário, próprio para
guardar ferramentas ao lado da máquina, para que estas ferramentas estivessem em local de
fácil acesso ao colaborador que fosse realizar o setup.
No programa de usinagem foram numeradas novamente as ferramentas e cada número
de ferramenta tem características diferentes, então foi dado o nome a isto de TRF –
Otimizado, ou seja foram realizados compartilhamentos das ferramentas de diversos itens.
Neste ponto observou-se que não era necessário retirar todo ferramental da máquina, mas sim
algumas ferramentas devido à limitação da quantidade de ferramenta na máquina.
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Figura 2: Lista de ferramentas e itens compartilhados
T DESCRIÇÃO
T10 FRESA TOPO Ø12MM 208.195
T11 BROCA Ø12,1MM 208.195
T12 BROCA Ø17MM 208.195 208.147/148
T13 ESCARIADOR Ø24MM
T14 BROCA Ø14MM 208.195 208.147/148 28.06
T15 MACHO M16X2MM 208.195 208.147/148 28.06
T16 BROCA Ø13MM 311.57/51 28.06
T17 BROCA Ø6,8MM 311.57 311.31
T18 BROCA PILOTO Ø5MM 311.51 311.22
T19 MACHO M8X1,25MM 311.57/51 28.06
T20 FRESA ESFÉRICA Ø3MM 311.57 311.51
T21 BROCA LONGA Ø5MM 311.31
T22 BROCA Ø8MM 311.31 311.22
T23 BROCA Ø9MM 311.31 311.34
T24 FRESA CANAL Ø10MM 311.34
T25 MACHO M10X1MM 311.34
T26 BROCA Ø10MM 311.34
T27 ALARGADOR Ø26MM 311.34
T28 BROCA Ø25,6MM 311.34
T29 ALARGADOR Ø32MM 311.34
T30 FRESA TOPO Ø32MM 27.02
T31 FRESA TOPO Ø25MM 27.02 27.11
T32 BROCA Ø8,7MM 27.02/27.04 208.147/148
T33 BROCA Ø14,5MM 27.02 28.04/05
T34 MACHO 1/8POL 27.02/27.04 208.147/148
T35 REBAIXADOR Ø35MM 27.02
T36 BROCA Ø17,5MM 27.04
T37 REBAIXADOR Ø35MM 27.04
T38 FRESA TOPO Ø12MM RAIO 0.6 27.10-U1
T39 BROCA LONGA Ø21,5MM 27.10-U1
T40 BROCA Ø18MM 27.10-U1 27.12
T41 MANDRILHADOR DESB Ø31MM 311.34
T42 MACHO M24X3MM 27.10-U1
T43 MACHO M20X2,5MM 27.10-U1
T44 BROCA CHANDRIL Ø21 LONGA 208.147/148
T45 BROCA Ø8,5MM 28.04/05/06
T46 BROCA CHANDRIL Ø22MM 208.148 27.11
T47 FRESA Ø63MM KENAMETAL 311.34
T48 MANDRILHADOR DESB Ø100MM 311.34
T49 ALARGADOR Ø100MM 311.34
T50 BROCA Ø10,25MM 28.04/05
T51 MANDRILHADOR DESB Ø27MM 28.04/05
T52 MACHO M10X1,5MM 28.04/05/06
T53 ROMICROM Ø27,277 28.04/05
T54 FRESA HANITA Ø25MM C 5 GRAUS 28.04/05
T55 BROCA Ø11MM 311.18
T56 BROCA Ø7MM 311.18
T57 BROCA Ø10,5MM 311.22
T58 ESCARIADOR Ø16MM 311.22
T59 MACHO M12X1,75MM 311.22
T60 MACHO M6X1MM 311.22
T61 FRESA TOPO Ø8MM 311.22
T62 BROCA Ø12,5MM H12 28.06T63 FRESA TOPO Ø20MM 28.06
T64 BROCA Ø6MM 28.06
T127 RENISHAW
ITENS
lista de ferramentas e itens compartilhados
TODAS
TODAS
Fonte: o autor (2015)
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Elaboraram-se planos orientativos de ferramentas conforme figura 2, informando as
ferramentas compartilhadas e as que não podiam ser compartilhadas, então foram colocadas
as informações em planos de trabalho onde os operadores podem visualizar e se orientar sobre
as ferramentas que saem a cada setup.
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10 APLICAÇÃO DA PESQUISA
A área onde foi feito este trabalho foi no setor da usinagem automotiva, neste processo
existe um centro de usinagem de marca HELLER MC25, e quatro tornos WACHEEON L500,
ambos suportam a usinagem de peças de grandes dimensões.
10.1 Troca Rápida de Ferramenta – Otimizado
No sistema de usinagem onde são realizadas as tarefas de usinagem, o centro de
usinagem HELLER é quem faz a operação vinda dos tornos; na operação do torno ele recebe
a peça bruta, que é identificada com um cartão roteiro que mostra o código do item e todas as
etapas que este item irá passar. Devido esta informação o transporte sabe onde levar o item
após cada operação concluída até o envio para o cliente.
Na primeira operação os tornos usinam as peças obedecendo todas as características de
suas medidas; então após ter feito a peça, o operador confere com os instrumentos necessários
e após liberar a peça estando ela aprovada por ele, esta peça é colocada na sua embalagem,
que é especificada para cada tipo de peça, este tipo de informação o operador tem na FAC (
Ficha de Auto Controle), ficha esta que possui todas as informações do item como: medidas,
ferramentas, embalagens, quantidades de peças, informações de alterações, dados de corte e
registros de medidas.
Ao embalar adequadamente e com o cartão correspondente a peça, este cartão
acompanha a peça a partir do momento em que ela entra na usinagem, então com o cartão
roteiro já é possível identificar a trajetória da peça dentro da empresa como também todas as
máquinas que ela irá passar até chegar ao cliente final.
Ao completar a caixa, após a operação do torno todas passam pela operação de
fresamento e furação que é feito pelo centro de usinagem HELLER, é nesta operação que se
percebe o alto número de setups e o grande acumulo de peças devido a ineficiência do
processo atual; desta maneira, havia perda de espaço físico e o acúmulo de peças que gerava
retrabalho devido ao aparecimento de oxidação.
Estas peças com oxidação eram retrabalhadas com lixas apropriadas para o retrabalho,
e estes retrabalhos eram os próprios funcionários quem executavam, e são também causadores
25
de ineficiência na produção. Este retrabalho quem definia a forma de como seria feito, é a
equipe do departamento da qualidade, responsáveis também em descrever e treinar os
funcionários a forma correta de fazer tal retrabalho.
Neste processo já se trabalhava com o TRF, já existia um número bem reduzido de
tempo de setup, mas o processo de usinagem neste local ainda estava gerando alta
ineficiência. Com o TRF conseguiu-se a eliminação de peças oxidadas. Por meio de compra
no nivelamento (heijunka) das ferramentas e dos dispositivos para usinar e os meios de
medição do item que iria entrar, toda a compra tinha um responsável em pegar o cartão de
compra e trazer os dispositivos todos para a máquina e fazer a substituição dos mesmos.
Então se deu início às atividades dos grupos de melhorias para tomar as ações
necessárias para eliminação deste gargalo; a princípio foi difícil para haver melhora em algo
que já tinha sido feito uma melhoria de TRF.
Para facilitar as trocas dos dispositivos foram colocados os heijunkas, definidas as
rotas, investimentos foram realizados em transporte interno de dispositivos e um local
adequado para guardar todos os dispositivos e responsáveis pela manutenção dos mesmos,
agilizaram-se as trocas de dispositivos e ferramenta dos já reduzidos tempos de setup (antes
desta alteração quem trocava os dispositivos era o operador quem fazia todo o processo de
troca.
Registraram-se todos os tempos de setup antes destas melhorias e também no decorrer
delas; com os dados em mãos das dificuldades de trocas e os transtornos gerados a cada setup
e as demoras para as análises de medições tridimensionais, identificaram-se todos os tempos
perdidos pelo processo. Foram também estudadas as quantidades de peças que saiam dos
tornos para ver se eram necessário mais um centro de usinagem para conseguir acompanhar
os tornos.
Na primeira semana após ter levantado várias dificuldades, foi marcada uma reunião
com o pessoal do grupo de melhoria para discutir todas as melhorias que poderiam ser feitas a
este processo; em reunião foi colocado como foco primeiramente a discussão de continuar
com o TRF, mas melhorado, aplicável à necessidade vigente da organização. Após muita
conversa e trocas de ideias decidiu-se partir para um TRF – Otimizado – vale ressaltar que
este sistema foi imediatamente aprovado pelo pessoal que estava participando da reunião.
Foi marcada outra reunião na semana posterior à discussão inicial, onde foi levado em
consideração os dados recolhidos pela equipe apontando todas as dificuldades e os tempos
perdidos na operação gargalo. Nesta reunião foi colocada a proposta de melhoria para o
processo, tornando-o mais eficiente. Seria feito um TRF sem retirar as ferramentas da
26
máquina, pois com isto já se eliminaria 50% do tempo de troca - nos setup´s a cada
ferramenta que era trocada era digitado os valores na máquina de suas geometrias para a
máquina fazer a leitura, após isto ainda era necessário acompanhar a usinagem pois, a cada
troca de ferramenta perdia-se tempo para acompanhar a usinagem da ferramenta adicionada
em máquina isto se era necessário para evitar colisões de ferramenta nas peças. Então em
itens com muitas ferramentas estes setups ficavam muitos extensos; também foram
confeccionados dispositivos de controle para verificação dos dimensionais, da peça ali na
máquina mesmo após ter feito o setup o operador media a peça no dispositivo se montasse no
dispositivo de controle era liberado a produzir, este dispositivo era uma simulação da
montagem da peça no cliente, montando a máquina já se iniciar o processo de usinagem do
lote.
10.2 Aplicação da ferramenta RENISHAW
Sugerida na reuniões a medição por RENISHAW é o que precisaríamos para garantir
as dimensões da primeira peça usinada, pois antes disso a primeira peça sempre era refugo
(devido ao processo de usinagem só poder ser liberado após constar-se peça dentro das
dimensões, eram necessárias a usinagem de várias peças – entre 5 e 8, para que o processo
estivesse apto a prosseguir).
Foram realizados investimentos no centro de usinagem da ordem de R$15.000,00;
eliminou-se a primeira peça refugo e já seria aprovado o processo logo na usinagem da
primeira peça.
A proposta foi apresentada em reunião semanal da produção e a melhoria foi bem
aceita pelos supervisores da usinagem, onde eles sabendo dos transtornos e as perdas que
aquele processo estava causando aprovaram e liberaram para iniciarem-se então os trabalhos
imediatamente - vale ressaltar o total apoio pela gestão da área. Então foi marcada outra
reunião com o grupo de melhoria para que se começassem a estruturação das atividades no
setor de usinagem. Foram necessárias também reunião com o PCP (Planejamento e Controle
da Produção) com intuito de analisar as demandas e as necessidades futuras dos clientes, e
verificar todos os itens que precisariam passar por aquela operação; com os dados conforme
gráfico 1, de todas as peças que iriam fazer naquela máquina, foram levantadas as
27
especificações dos clientes, basicamente os desenhos técnicos, pois com esta melhoria seriam
compartilhadas ferramentas de outras peças.
Um exemplo do grande impacto da otimização: é que havia um escariador (ferramenta
que era utilizada para chanfrar o canto dos furos tirar faces de 90º deixar com 45º) onde esta
ferramenta existia na proporção de uma para cada item e no total de item que seriam usinados
(15 itens então só nesta atividade seriam eliminadas 14 ferramentas), deixando uma para fazer
todos os itens, e o mesmo procedimento se adotou para as outras peças, outras ferramentas
eram compartilhadas e faziam diversos item. A pesquisa nos desenhos técnicos feita
juntamente com a parte de engenharia se fez para conhecer as características de cada item, e
para facilitar na confecção dos dispositivos de controle.
Ao iniciar os trabalhos em máquinas isto na 5ª semana, começou-se item a item a
otimização, cada item que entrava colocavam-se as ferramentas necessárias para fazer a peça
e registrava-se o número da ferramenta na lista de ferramentas compartilhadas, e já no
segundo setup já se tinham os compartilhamentos de algumas ferramentas e assim foi feito até
o término da usinagem em todos os itens.
Os ganhos de tempo de setup foram excelentes, pois se reduziu mais que a metade o
tempo de setup; os resultados foram muito positivos, pois quando era necessária a troca do
item a ser usinado, os recursos eram adquiridos, estes recursos eram pedidos com 2 horas de
antecedência pelo Heijunka (considerada a atividade como setup externo): nele eram trazidos
por um responsável ao transporte, o dispositivo de usinagem colocado em máquina, o
dispositivo de controle que mediria a peça simulando sua montagem, a FAC ( Ficha de Auto
Controle ), todos os instrumentos necessário para medir a peça (paquímetro, súbitos, ogivas,
calibradores de roscas e calibradores medidores de profundidade), viriam também as
ferramentas, mas com a otimização não era mais necessário.
Chegando a máquina os recursos, era colocar o dispositivo alterar o programa de
usinagem, feita uma rápida visualização das ferramentas necessárias - este tipo de verificação
é rápido, pois o a máquina disponibiliza de um software para tal atividade. Então era só usinar
o item, pois já não tinha a necessidade de acompanhar a usinagem com tanta cautela devido à
maioria das ferramentas já estarem em máquina. Para oferecer mais segurança, em relação às
trocas de ferramentas que acontecia, um exemplo disto foi a mudança de item e também o
desgaste da ferramenta onde se fazia necessário a troca constante; foram colocados nos
programas travas limitando o valores dos comprimentos da ferramentas, os valores que
tinham muita diferenças e ofereciam riscos de haver uma colisão ou quebra da ferramenta por
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comprimento errado, geraria um aviso na tela para o operador e ele chamaria o técnico. Esta
informação pode ser verificada no gráfico 1:
Gráfico 1: tempos de Setup
Fonte: o autor, (2015)
Existiam pequenas variações nos tempos de setup´s devido aos itens não ter os mesmo
números de ferramentas ou por tempo de interpretação da FAC no momento da medição da
peça pelo operador ou por fatores rotineiros dentro do processo, limpeza, pré-análise da
ferramenta antes de colocar em máquina, organização da área de trabalho, ajustes de medida,
dúvidas do operador, alarmes gerado pelo equipamento.
Nos setups 1 e 7 ficou claro que tiveram picos altos do tempo de TRF, estes dois
setup´s tiveram o número de ferramenta maiores, e também foram ferramentas que não
estavam na máquina, então perdeu-se um tempo maior devido ter que analisar a ferramenta
antes de colocar; este tempo foi o tempo máximo considerado de perda por TRF - Otimizado
dentro do processo - para estes dois itens e nesta situação de ter que colocar as ferramentas. Já
nos tempos inferiores é o caso de serem poucas ferramentas e terem todos os recursos em
máquina sem gerar transtorno ao operador, considerados tempos baixos neste TRF.
Ao fazer o setup da primeira peça, também impactavam negativamente na produção,
pois a primeira peça a maioria das vezes era refugada, pois seus posicionais davam fora não
montando nos dispositivo de medição.
Para isto foi investido no RENISHAW um valor de aproximadamente R$15.000,00
relativos à ferramenta, e um programa especifico para a realização da leitura das origens das
medidas. Já se conseguiria fazer com que a primeira peça não fosse refugo, pois este
29
programa os operadores já sabiam que possuía naquela máquina, dotados de informativos na
máquina sobre o novo processo.
Colocado o programa do RENISHAW para realizar a medição, este tipo de programa
havia para cada modelo de peça eles eram específicos, pois os valores eram posicionais muito
precisos de décimos e também havia poucos modelos que suas tolerâncias eram de
centésimos. O programa informava o valor da medida que estava fora, então este valor era
visualizado também no software que a máquina disponibilizava. Após a leitura os programas
auxiliares faziam as comparações dos valores: se aquela peça estivesse com o posicional fora
ou dentro do especificado, ao término do programa gerava o alarme de que a peça teria que
efetuar a correção ou poderia fazer a próxima sem o programa do RENISHAW, caso não
houvesse correção. Caso tenha que efetuar a correção o operador chamava o técnico, ele faria
a leitura do valor solicitado pela medição e corrigiria este valor no programa da peça,
colocado o programa da peça após a correção era usinar a peça e medir nos dispositivo de
medição a peça já estaria aprovada para trabalhar.
Em ambos os casos fosse feito a correção ou não, a peça que estava aprovada pelo
dispositivo de controle eram enviadas para a análise tridimensional, isto era necessário para
ter-se o registro de aprovação da peça nos históricos tridimensionais – esta é uma solicitação
dos clientes. Em caso de a peça não ser aprovada, acionava a qualidade que identificava o
item como não conforme, dependendo do valor das dimensões a peça era refugada ou por
decisão da qualidade a peça poderia ser aprovada. Os dados podem ser analisados conforme
gráfico 2:
Gráfico 2: Refugos por Setup
Fonte: o autor (2015)
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Nos setup´s 1,3,4 e 7 os refugos foram gerados por dimensional fora, estas peças
foram refugadas como peça de setup, eram a primeira peça feita no setup, estes itens tinham
dimensionais muito apertados onde não era possível a liberação deste item.
Como agora utilizava a mesma ferramenta para diversos itens, também foram
realizados estudos de vida útil de cada ferramenta, para evitar refugos gerados por desgaste e
quebras, usamos a mesma tabela da lista de compartilhamento, mas adicionadas colunas para
os operadores preencherem no momento em que eles precisariam fazer a troca, onde
anotavam a quantidade de peças que a ferramenta fez, que gerava análise do seu desgaste e
então com as colunas todas preenchidas era possível avaliar qual a quantidade ideal para que o
desgaste da ferramenta não comprometam a qualidade do produto.
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Figura 3: Tabela de Estudo de Vida Útil
T DESCRIÇÃO
T10 FRESA TOPO Ø12MM
T11 BROCA Ø12,1MM
T12 BROCA Ø17MM
T13 ESCARIADOR Ø24MM
T14 BROCA Ø14MM
T15 MACHO M16X2MM
T16 BROCA Ø13MM
T17 BROCA Ø6,8MM
T18 BROCA PILOTO Ø5MM
T19 MACHO M8X1,25MM
T20 FRESA ESFÉRICA Ø3MM
T21 BROCA LONGA Ø5MM
T22 BROCA Ø8MM
T23 BROCA Ø9MM
T24 FRESA CANAL Ø10MM
T25 MACHO M10X1MM
T26 BROCA Ø10MM
T27 ALARGADOR Ø26MM
T28 BROCA Ø25,6MM
T29 ALARGADOR Ø32MM
T30 FRESA TOPO Ø32MM
T31 FRESA TOPO Ø25MM
T32 BROCA Ø8,7MM
T33 BROCA Ø14,5MM
T34 MACHO 1/8POL
T35 REBAIXADOR Ø35MM
T36 BROCA Ø17,5MM
T37 REBAIXADOR Ø35MM
T38 FRESA TOPO Ø12MM RAIO 0.6
T39 BROCA LONGA Ø21,5MM
T40 BROCA Ø18MM
T41 MANDRILHADOR DESB Ø31MM
T42 MACHO M24X3MM
T43 MACHO M20X2,5MM
T44 BROCA CHANDRIL Ø21 LONGA
T45 BROCA Ø8,5MM
T46 BROCA CHANDRIL Ø22MM
T47 FRESA Ø63MM KENAMETAL
T48 MANDRILHADOR DESB Ø100MM
T49 ALARGADOR Ø100MM
T50 BROCA Ø10,25MM
T51 MANDRILHADOR DESB Ø27MM
T52 MACHO M10X1,5MM
T53 ROMICROM Ø27,277
T54 FRESA HANITA Ø25MM C 5 GRAUS
T55 BROCA Ø11MM
T56 BROCA Ø7MM
T57 BROCA Ø10,5MM
T58 ESCARIADOR Ø16MM
T59 MACHO M12X1,75MM
T60 MACHO M6X1MM
T61 FRESA TOPO Ø8MM
T62 BROCA Ø12,5MM H12
T63 FRESA TOPO Ø20MM
T64 BROCA Ø6MM
DE VIDA UTIL QUE A FERRAMENTA ATINGIU.
AO TROCAR FERRAMENTA POR DESGASTE INSERIR NESTA TABELA A QUANTIDADE
ESTUDO DE VIDA UTIL
ATENÇÃO
Fonte: o autor (2015)
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11 CONCLUSÃO
A implantação do TRF - Otimizado trouxe inúmeras vantagens a organização, a
redução de horas com equipamento parado e diminuição de estoques e peças não conforme e
aumento na eficiência da área.
As melhorias implementadas contribuíram para redução do tempo consumido na troca
de ferramentas e sistemas de medição, proporcionando a esse recurso produtivo em estudo, a
padronização das atividades relacionadas a essa tarefa, além de maior flexibilidade e um
aumento nos índices de produtividade.
A utilização do RENISHAW impactou fortemente neste trabalho pioneiro dentro da
empresa, com esta ferramenta eliminamos o tempo de espera por medição tridimensional, os
trabalhos e decisões em grupo de melhorias contribuíram muito também para a trajetória deste
trabalho chegar ao sucesso. Foram também relatando tempo anteriores as melhorias para ter
comparação com os trabalhos pós TRF , geramos um histórico para tornar esta melhoria ainda
mais aceitável aos responsáveis da empresa, e também para que conseguimos o investimento
necessário para deixar o projeto de TRF mais eficiente.
Com a implantação de RENISHAW ouve também uma grande redução de refugo nos
setup´s.
Com essa redução expressiva de percas que tivemos nesta área, estuda-se a
possibilidade de estender este trabalho em mais equipamentos dentro da corporação, pois a
diminuição de tempo de equipamento parado, não agrega valor ao processo e encarecem o
produto.
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SIEF, 2º Semana Internacional das Engenharias da Fahor - A IMPLANTAÇÃO DO
LEAN MANUFACTURING EM PEQUENAS EMPRESAS – 2012.