PMA - 3º SEMESTRE - ESTUDO PARA MELHORIA DE PROCESSOS NA LINHA DE MONTAGEM DE VÁLVULAS...

KROTON EDUCACIONAL ANHANGUERA

UNIVERSIDADE DO GRANDE ABC - UNIABC

Curso de Tecnologia em Gestão da Produção Industrial

CHARLES JOSÉ ALVES

DANILO HERBERT FERNANDES LIRA

GUSTAVO NERES S. BARBARA

JOSÉ PINTO DE OLIVEIRA

WESCLEY ARAÚJO CARDOSO

ESTUDO PARA MELHORIA DE PROCESSOS NA LINHA DE MONTAGEM DE VÁLVULAS INDUSTRIAIS

Santo André

2015

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ESTUDO PARA MELHORIA DE PROCESSOS NA LINHA DE

MONTAGEM DE VÁLVULAS INDUSTRIAIS

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KROTON EDUCACIONAL ANHANGUERA

UNIVERSIDADE DO GRANDE ABC - UNIABC

Curso de Tecnologia em Gestão da Produção Industrial

CHARLES JOSÉ ALVES







Projeto apresentado como

exigência parcial à disciplina do Projeto

Interdisciplinar Aplicado a Gestão da

Produção Industrial sob a orientação do

Professor: Araken Patuscas Linhares.

Santo André

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CHARLES JOSÉ ALVES







Projeto apresentado como

exigência parcial à disciplina do Projeto

Interdisciplinar Aplicado a Gestão da

Produção Industrial sob a orientação do

Professor: Araken Patuscas Linhares.

Aprovado em: ______/______/2015.

_______________________________________

Professor Araken Patusca Linhares

Orientador

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RESUMO

Este trabalho é o resultado sobre o “Estudo para a melhoria de processos na

linha de montagem de válvulas industriais”, está apresentado ao longo deste as

características comuns desta área de montagem de válvulas e suas principais

funcionalidades. A elaboração deste trabalho seguiu a diretriz quantitativa do método

de pesquisa para dispor de forma mais concreta as informações sobre a realidade

encontrada acerca do tema, o conhecimento da unidade de montagem e o estudo

das diversas atividades e processos foi um fator determinante para alcance dos

objetivos. A aplicação de gestão para melhoria foi pautado através dos modelos de

gestão e análises segundo o conhecimento adquirido e com os materiais didáticos

indicados pelos nossos mestres, junto a outras ferramentas de pesquisas. Por fim,

este estudo tem o objetivo de elencar todo o processo para a melhoria de uma

unidade fabril de montagem de válvulas, baseado na vantagem competitiva com a

melhoria nos processos industriais, aplicação de soluções tecnológicas, redução dos

custos, aumento da capacidade produtiva através do correto balanceamento da

produção, geração de indicadores estatísticos para alcançar o objetivo de toda

organização o aumento da receita líquida.

Palavras-chave: Melhoria. Processos. Gestão. Competitiva. Custos.

Indicadores. Receita.

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ABSTRACT

This work is the result of the "study to improve processes in the assembly line

of industrial valves", is presented throughout this common features of this valve

assembly area and its main features. The preparation of this work followed the

guideline of quantitative research method to have more concrete information about

the reality found on the subject, knowledge of the assembly unit and the study of the

various activities and processes was a key factor for achieving the objectives . The

application management for improvement was guided through the management and

analysis models according to the acquired knowledge and teaching materials given

by our teachers, along with other research tools. Finally, this study has the objective

of listing the entire process for improving a plant valve assembly, based on the

competitive advantage by improving industrial processes, application of technology

solutions, reducing costs, increasing production capacity by the proper balancing of

the production, generation of statistical indicators to achieve the goal of every

organization the increase in net revenue.

Keywords: Improvement. Processes. Management. Competitive. Costs.

Indicators. Revenue.

SUMÁRIO

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1. INTRODUÇÃO......................................................................................5

2. CARACTERÍSTICAS DO PRODUTO...................................................5

2.1. Válvula Gaveta............................................................................................................5

2.2. Válvula Globo...............................................................................................................5

2.3. Válvula Retenção........................................................................................................5

2.4. Definição.......................................................................................................................5

2.5. O produto......................................................................................................................5

3. CARACTERÍSTICA DO PROCESSO...................................................5

3.1. O planejamento de capacidade e planejamento agregado...................................5

3.2. Processos de produção..............................................................................................5

3.3. Fluxograma de montagem das Válvulas Gaveta....................................................5

3.4. Fluxograma de montagem das Válvulas Globo......................................................5

3.5. Fluxograma de montagem das Válvulas Retenção................................................5

3.6. Equipamentos Industriais...........................................................................................5

3.7. Testes hidrostáticos e pneumáticos.........................................................................5

3.8. Procedimentos detalhados de pintura......................................................................5

3.9. Principais Processos Complementares da Unidade de Montagem Final............5

3.10. Dimensionamento das Instalações e Equipamentos...........................................5

3.11. Modelagem 3D dos Principais Setores da Unidade de Montagem Final..........5

3.12. Disposição dos Setores da Unidade de Montagem Final....................................5

4. CARACTERÍSTICA DA DEMANDA......................................................5

4.1. A importância de uma previsão precisa da demanda............................................5

4.2. A demanda por válvulas industriais nos últimos 5 anos........................................5

5. ESTUDO PARA MELHORIA NO PROCESSO.....................................5

5.1. Mapeamento Processo Montagem...........................................................................5

5.2. Diagrama de Ishikawa e Brainstorming....................................................................5

5.3. Alteração do Layout....................................................................................................5

5.4. Investimento para aplicação de melhorias na linha de montagem.......................5

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5.4.1. Chave de impacto pneumática encaixe ¾”......................................................5

5.4.2. Jogo de Soquetes de Impacto com Encaixe de 3/4 pol..................................5

5.4.3. Kits de engate rápido...........................................................................................5

5.4.4. Mangueiras de ar comprimido............................................................................5

5.4.5. Balancim de Mola.................................................................................................5

5.5. Tabela de Custo de Investimento.............................................................................5

5.6. Mudança de métodos para um procedimento de melhoria...................................5

5.7. Balanceamento da linha de montagem....................................................................5

5.8. Indicadores dos Processos Novos............................................................................5

5.9. Resultados Conclusivos.............................................................................................5

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS..................................................................5

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................5

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9Estudo para melhoria de processo na linha de montagens de válvulas industriais

1. INTRODUÇÃO

O cenário de Válvulas Industriais sofre com a desindustrialização que ocorre

desde 2005 no setor, este fator se deve a desnacionalização que está afligindo e

dando contornos dramáticos para a indústria em geral, isto se deve a invasão das

Válvulas Chinesas no mercado nacional, estudos calculam que estes produtos

cheguem ao Brasil com um preço médio de 40% mais barato que o igual local,

tornando quase inviável a concorrência, ademais os preços das Válvulas Nacionais

estão 20% acima dos Europeus, o custo Brasil é elevadíssimo e a concorrência

tornou-se desleal.

O “Estudo para a melhoria de processos na linha de montagem de válvulas

industriais” que se segue, surgiu com o propósito conceituar todas as diversas

facetas da linha de montagem das Válvulas Industriais. Para isto em primeiro plano

caracterizamos todo o processo da unidade de montagem de válvulas industriais,

desde a operação inicial de montagem destas válvulas em suas respectivas linhas,

teste hidrostático, pintura e estoque, o mapeamento destes processos tende a

facilitar o entendimento para o aprofundamento das questões vitais para o

estabelecimento de um gerenciamento desta linha de montagem, após isto foi

realizado as medições de todos os processos e sua efetividade, através dos cálculos

de balanceamento da produção, aonde foi possível entender que existe a viabilidade

de melhoria no processo, utilizamos ferramentas de gestão como gráfico de Ishkawa

e Brainstorming para elencar as possíveis causas dos problemas, por fim aplicamos

contribuímos com o gerenciamento do processo através da mudança de layout,

mudança na metodologia de processo, alteração de ferramentas, com isto o calculo

do balanceamento da produção se tornou mais eficaz e os resultados foram um

grande crescimento da produtividade.

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2. CARACTERÍSTICAS DO PRODUTO

Para a fabricação e fornecimento de válvulas industriais devemos conhecer o

produto a ser trabalhado, para esse projeto de uma unidade fabril indicamos as

válvulas tipo gaveta, globo e retenção em aço ASTM A 216, Gr WCB, nas

dimensões de 2” até 36” polegadas de diâmetro nominal e de cinco classes de

pressão 150, 300, 600, 900 e 1500 libras que será feita a montagem, pintura e

embalagem das mesmas, na unidade.

Figura 1 – Válvulas Fabricadas

2.1. Válvula Gaveta

Definição: Válvula cujo elemento de fechamento é uma cunha

localizada entre duas superfícies de assentamento fixas, com algum

mecanismo para movê-la para dentro e para fora do escoamento do

fluído, numa direção perpendicular ao eixo do oleoduto / gasoduto.

Função: Bloquear o escoamento de fluidos em tubulações, ou válvula

abre-fecha.

Utilização: Em tubulações de líquidos e gases.

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Condições de uso: Pode ser aplicada em tubulações com fluxo

pulsante ou sujeitas a vibrações. Não deve ser utilizada em tubulações

em que o escoamento crie depósitos sólidos.

Figura 2 – Vista em corte da válvula gaveta

2.2. Válvula Globo

Definição: Válvula cujo elemento de fechamento móvel é um

disco plano ou cônico, selando numa superfície de

assentamento estacionária, por meio do movimento numa

direção paralela ao eixo do escoamento do fluído.

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Função: Controlar a passagem do fluxo. Pode trabalhar na

posição totalmente aberta, posição intermediária de

fechamento e totalmente fechada.

Utilização: Em tubulações de líquidos e gases.

Condições de uso: Pode ser aplicada em tubulações com fluxo

pulsante ou sujeitas a vibrações. Não deve ser utilizada em

tubulações em que o escoamento crie depósitos sólidos.

Figura 3 – Vista em corte da válvula globo

2.3. Válvula Retenção

Definição: Válvula unidirecional que é aberta pelo escoamento do fluído

em uma única direção e fechada automaticamente quando o fluxo para

ou é revertido. O elemento de fechamento é uma portinhola que gira

sobre um eixo de suporte.

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Função: Permitem a passagem do fluido em apenas um sentido,

fechando-se por diferença de pressão no fluxo contrário.

Utilização: São indicadas para linhas de recalque de bombas, ou onde

se necessita controlar o fluxo de fluido em apenas um sentido.

Condições de uso: Podem ser utilizadas em qualquer posição, tanto

para líquidos quanto para gases. Não deve ser utilizada em tubulações

em que o escoamento crie depósitos sólidos.

Figura 4 – Vista em corte da válvula retenção

2.4. Definição

De forma genérica pode-se dizer que se trata de um dispositivo cuja finalidade

é a de provocar uma obstrução na tubulação com o objetivo de permitir maior ou

menor passagem de fluido por esta. Esta obstrução pode ser parcial ou total. Em

outras palavras é todo dispositivo que através de uma parte móvel abra, obstrua ou

regule uma passagem através de uma tubulação. Seu objetivo principal é a variação

da razão do fluxo.

2.5. O produto

Uma válvula de controle consiste basicamente de dois conjuntos principais, o

corpo e o atuador.

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O corpo é a parte da válvula que executa a ação de controle permitindo maior

ou menor passagem do fluido no seu interior, conforme a necessidade do processo.

O conjunto do corpo divide-se basicamente nos seguintes subconjuntos:

a) corpo propriamente dito;

b) internos;

q) castelo, e

d) flange inferior.

Contudo podemos atingir um índice de menor vazamento (sem aumentar a

força de assentamento do atuador), utilizando a construção de assentamento

composto, ou seja, metal-borracha, metal-teflon, ao invés de metal-metal.

A unidade fabril tem de estar municiada dos principais instrumentos de

medição, para proporcionar um controle rígido dos padrões, normas e qualidade das

válvulas industriais. Na unidade fabril deve ser implantada uma área de projetos

para planejar e definir as características dos produtos seja com o design, dimensões

e a matéria-prima do produto. Esse departamento da empresa disponibilizaria

desenhos para os clientes, possibilitando-os de conhecer o produto com mais

detalhes e entender melhor sua funcionalidade. Os catálogos elaborados são uma

ferramenta muito útil para uma empresa, pois contam com a representação dos

desenhos com as cotas de seus principais componentes sempre obedecendo todas

as normas regulamentadoras.

Para uma melhor exibição dos detalhes as válvulas a empresa deve

representar os desenhos na projeção ortogonal e alguns desenhos em corte para

uma clara exibição da estrutura interna da peça, sempre seguindo as normas da

ABNT. Segue exemplo:

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3. CARACTERÍSTICA DO PROCESSO

Um processo pode ser caracterizado por ser um meio de atingir metas e

números, através de um produto que para sua composição é necessário uma serie

de atividades e antes de tudo todo o seu planejamento que visa o máximo

aproveitamento da mão de obra e de maquinário, sempre realizando as atividades

com baixos custos.

3.1. O planejamento de capacidade e planejamento agregado

O planejamento é a base antes de iniciar qualquer tipo de processo

estabelecer suas metas dentro de determinados prazos, tornar a empresa produtiva

sempre visando melhores resultados e diminuindo custos. Tem como objetivo definir

as iniciativas a serem tomadas e de que maneira.

O planejamento de capacidade é capaz de determinar a quantidade de

recursos humanos, maquinário, insumos e tempo que será necessário para produzir

a quantidade X de válvulas industriais, a partir dessa etapa podem ser feito o

planejamento agregado que busca produzir as válvulas de acordo com a previsão da

demanda. O departamento de PCP (programação e controle de produção) é o

responsável pelo planejamento de capacidade e deve planejar e desenvolver os

processos sempre buscando o menor custo.

Assim o PCP poderá inserir todas as informações e ações a serem

realizadas em um documento chamado PMP (plano mestre de produção). Veja de

forma simplificada, os procedimentos recomendados ao PCP a serem realizados

antes do inicio de uma linha de produção de válvulas industriais.

Tabela 1 - Procedimentos do PCP

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3.2. Processos de produção

Na implantação da unidade fabril é altamente viável o uso de sistemas de

produção contínua, pois agrega flexibilidade e produção em grande número de

válvulas em um menor espaço de tempo. O custo também passa a ser menor, pois é

necessária a compra de insumos em quantidade alta, consequentemente, obtendo

esses recursos por um menor preço. O Processo de produção intermitente por lotes

ou encomenda também pode ser adotado pela unidade fabril, e as válvulas deverão

ser fabricadas de acordo com as especificações do cliente. Antes da implantação de

um desses sistemas o PCP deve analisar o produto, e adapta-lo ao processo para

evitar ineficiências na sua fabricação.

O processo de fabricação de uma válvula industrial pode variar de acordo

com as especificações técnicas. Simplificando o entendimento podemos usar um

formato macro de processo produtivo, ou PPB (processo produtivo básico),

Indicando as principais etapas da fabricação de válvulas.

Antes do processo de usinagem das válvulas temos o seguinte

procedimento de fundição do material

Exemplo 01: Processo de fundição do aço (Tabela 2)

Tabela 2 - Processo Fundição do Aço

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Exemplo 2: Processo produtivo de Válvulas de aço carbono e ferro

fundido (Tabela 3).

Tabela 3 – PPB para Válvulas de aço carbono

Estes são os processos básicos normalmente seguidos para diversos

modelos de válvulas industriais, podemos observar que tanto para válvulas em aço

carbono, quanto para válvulas de ferro fundido, o processo pós-usinagem é

praticamente o mesmo. Portanto, é sugerido que um único setor de montagem

trabalhe em válvulas de aço carbono e ferro fundido. O mesmo vale para o setor de

pintura da organização.

3.3. Fluxograma de montagem das Válvulas Gaveta

Para exemplificar e prover um melhor entendimento veja este exemplo dos

procedimentos de montagem das Válvulas Gaveta, separando-se os componentes

da válvula gaveta em subsistemas estabelece-se seu fluxograma de montagem:

Usinagem

inspeção dos componentes usinados

Montagem

Pintura

Inspeções e testes

Almoxarifado e expedição

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a) Montagem: Corpo, Anel de Assentamento e Cunha (Figura 5).

Figura 5 - Montagem: Corpo, Anel e Cunha.

Fonte Fundação Certi

b) Montagem: Gaxeta e Haste (Figura 6).

Figura 6 - Montagem Gaxeta e Haste

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c) Montagem: Castelo (Figura 7).

Figura 7 - Montagem Castelo


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d) Montagem: Corpo e Castelo (Figura 8).

Figura 8 - Montagem Corpo e Castelo


3.4. Fluxograma de montagem das Válvulas Globo

Separando-se os componentes da válvula globo em subsistemas, estabelece-

se seu fluxograma de montagem:

a) Montagem: Corpo, Anel de Assentamento, Disco (Figura 9).

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Figura 9 - Montagem Corpo e Anel e Disco


b) Montagem: Gaxeta e Haste (Figura 10).

Figura 10 - Montagem Gaxeta e Haste


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c) Montagem: Castelo (Figura 11).

Figura 11 - Montagem Castelo


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d) Montagem: Corpo e Castelo (Figura 12).

Figura 12 - Montagem Corpo e Castelo


3.5. Fluxograma de montagem das Válvulas Retenção

Separando-se os componentes da válvula retenção em subsistemas,

estabelece-se seu fluxograma de montagem:

a) Montagem: Conjunto Interno (Figura 13).

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Figura 13 - Montagem Conjunto Interno


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b) Montagem: Válvula retenção (Figura 14).

Figura 14 - Montagem Válvula de Retenção


3.6. Equipamentos Industriais

A montagem das válvulas submete a necessidade, principalmente, de

equipamentos de transporte e manipulação das peças, os componentes quanto as

válvulas montadas têm peso além daquela aconselhável para manipulação manual.

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Dado a estudos, foi estimado que o tempo médio de montagem das válvulas

da Linha I é de 60 minutos e o da Linha II, de 120 minutos. Dessa maneira, a

demanda de válvulas montadas da Linha de Montagem I seria suprida com 10

postos de montagem e a da Linha de Montagem II, com 4 postos. O sistema de

movimentação das peças nessa área será por meio de transportadores de roletes

acionados automaticamente.

Na Linha I, todas as peças necessárias para a montagem da válvula virão em

caixas ou paletes, o colaborador retirará da linha sua caixa e procederá com a

montagem, à manipulação e movimentação das peças dentro do posto de trabalho

serão auxiliadas por guindastes giratórios.

Na Linha II, das válvulas de massa até 5000 kg, as peças também virão em

paletes, o montador será auxiliado por Guindastes Giratórios, mas para as válvulas

de massa além de 5000 kg, a montagem será auxiliada por pontes rolantes.

a) Transportador de Roletes

Servem para o propósito de alimentar as estações de trabalho da montagem

das válvulas (ver a Figura 15).

Figura 15 – Transportador de Roletes

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b) Guindaste Giratório

Os guindastes giratórios retirarão as caixas ou paletes da linha e, além do

mais, permitirão o manuseio das peças para a correta montagem das válvulas (ver a

Figura 16).

Figura 16 – Guindaste Giratório de Coluna

c) Ponte Rolante

Serão utilizadas para a movimentação das peças e válvulas de grande porte,

acima de 5000 kg (ver a Figura 17).

Figura 17 – Guindaste Giratório de Coluna

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3.7. Testes hidrostáticos e pneumáticos

Segundo a norma API598, todas as válvulas devem passar por um teste

hidrostático de “no leak” para garantir o apropriado funcionamento da mesma. Os

corpos fundidos e usinados também passam por um teste hidrostático (de

integridade) para avaliar sua resistência à pressão.

No caso dos testes a serem realizados nas peças fundidas e usinadas, é

proposto que os mesmos sejam realizados na Unidade de Usinagem.

Os testes são feitos selando-se uma das extremidades da válvula, enquanto a

outra está na bancada de teste (Figura 18). Nela, há uma abertura por onde o líquido

de teste é bombeado até a pressão regularizada. Há conservação da pressão por

um tempo determinado e, então, a pressão é aliviada e o teste completado. Foi

estimado que a duração de cada teste é de quase 15 minutos, somado o transporte

da válvula, preparação da bancada de testes, realização do teste e finalização, em

média.

Figura 18 – Válvula em Teste Hidrostático

A quantidade de equipamentos de teste hidrostático necessários foi calculada

em 14, equivalendo a quantidade semelhante ao número de bancadas de montagem

previstas nas linhas I e II, citadas anteriormente.

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597

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3.8. Procedimentos detalhados de pintura.

A pintura é o processo de acabamento das válvulas Industriais, depois que

são feitos as montagens e os testes, uma primeira camada de “primer” é aplicada à

válvula, só então a tinta é passada sobre a válvula, deve-se lembrar de que há

necessidade de colocação de tampões nas extremidades do corpo, para que não

haja pintura na parte interna da válvula.

Desta forma foi dividido as válvulas em famílias:

O Grupo I é formado por aquelas válvulas pequenas e médias (com

massas até 580 kg e 1185 kg, respectivamente).

O Grupo II é formado pelas válvulas de grande porte (aquelas com

massa acima de 1185 kg).

Na pintura do Grupo I, após interação com fornecedores, definiram-se os

seguintes equipamentos:

a) Transportador Aéreo

Com 100m de comprimento, o transportador aéreo conduz as válvulas para a

pintura (e cura da tinta) a uma velocidade de 1,0m/min. (ver a Figura 19).

Figura 19 - Transportador Aéreo

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b) Cabine de Pintura Líquida

Na cabine ocorre a pintura propriamente dita. O operador borrifa a tinta líquida

sobre a superfície da válvula, enquanto esta é deslocada pelo transportador aéreo. É

equipada com sistema de exaustão e filtros para as partículas de tinta (ver a Figura

20).

Figura 20 - Cabine de pintura líquida

c) Túnel de Flash Off (Figura 21)

Figura 21 – Túnel de Flash Off

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d) Estufa Contínua

Serve para curar a tinta líquida para permitir a cura da tinta, ela opera em uma

temperatura na faixa dos 100°C. Ver a (Figura 22). As peças são conduzidas para

uma estufa com temperatura em torno de 100°c.

Figura 22 - Estufa continua

e) Painel Elétrico Este equipamento controla o transportador aéreo, a cabina e a estufa. (ver a

Figura 23).

Figura 23 – Painel Elétrico

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No sistema de pintura do Grupo II (de grandes dimensões) as válvulas são

secas ao ar, os equipamentos são:

a) Ponte Rolante

A ponte rolante realizará o transporte das válvulas para a pintura.

b) Cabine de Pintura

Será de via seca (ver Figura 24). A peça entra e o operador realiza a pintura.

Também é equipada com sistema de exaustão e filtro de partículas de tinta.

Figura 24 – Cabine de Pintura via Seca

3.9. Principais Processos Complementares da Unidade de Montagem

Final

Apresentaremos a relação contendo os principais processos complementares

arrolados à Unidade de Montagem Final:

• Processos de controle de estoques de componentes comprados de terceiros

e de peças fabricadas internamente, tintas líquidas, solventes e válvulas.

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• Processos de inspeções e de controles da qualidade (de recebimento, dos

processos e das válvulas montadas).

• Processos de engenharia de testes.

• Processos de embalagem e de expedição dos produtos acabados (válvulas

montadas e peças fundidas).

3.10. Dimensionamento das Instalações e Equipamentos

O estudo para dimensionamento das instalações e dos equipamentos da

fábrica de válvulas considerou num primeiro plano as quantidades demandadas de

válvulas a serem produzidas.

Os modelos de layout foram desenvolvidos com o propósito de apresentar a

dimensão preliminar realizado e a proposta de acomodação dos diferentes setores

produtivos concebidos para a unidade produtiva. Adicionalmente, a visualização dos

layouts possibilitará a previsão e uma análise preliminar do fluxo de materiais no

interior da unidade fabril.

3.11. Modelagem 3D dos Principais Setores da Unidade de Montagem

Final

A Figura 25, extraída do modelo em 3º Dimensão projetado para a unidade de

montagem final da fábrica de válvulas, proporciona uma visão geral dessa unidade e

mostra a fixação dos diferentes setores existentes na mesma.

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Figura 25 - Visão Panorâmica Unidade de Montagem Válvulas

A seguir, são apresentadas figuras ilustrativas dos principais setores da

unidade de montagem final, projetado para representar a unidade de montagem

final da fábrica de válvulas.

a) Montagem das peças pequenas e médias

Como é possível notar na figura 26 os postos de montagem são alimentados

por meio de um transportador por roletes e a manipulação das peças é realizada

com o auxílio de guindastes giratórios compartilhados entre dois postos de

montagem consecutivos.

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Figura 26 - Setor de Montagem das peças pequenas e médias

b) Montagem das peças de grande porte

É possível observar na Figura 27, que os postos de montagem podem ser

alimentados por ponte rolante e pelo transportador por roletes e que a manipulação

das peças é realizada com auxílio de guindastes giratórios de grande porte.

Figura 27 - Setor de Montagem das peças de grande porte

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c) Pintura das peças pequenas e médias

Como é possível observar na Figura 28, o transporte das peças é feito por

meio do transportador aéreo que passa pelas cabines de pintura, pelo túnel de flash

off e pela estufa de cura.

Figura 28 - Linha contínua para pintura das peças pequenas e médias

d) Pintura manual das peças de grande porte

Na figura 29, observa-se a cabine de pintura manual e a área prevista para

secagem das peças pintadas.

Figura 29 - Setor de Pintura manual das peças de grande porte

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e) Teste hidrostático das válvulas montadas

É possível observar na Figura 30, a presença de testadores de diferentes

modelos e dimensões para possibilitar o teste de todo o mix de válvulas montadas.

Figura 30 - Teste hidrostático das válvulas montadas

3.12. Disposição dos Setores da Unidade de Montagem Final

Conforme pode ser observado na Tabela 4, à área total da unidade de

Montagem Final foi estimada em 4800 m², levando em consideração

exclusivamente à área fabril dessa unidade.

Tabela 4 - Áreas estimadas dos Setores da Unidade de Montagem

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4. CARACTERÍSTICA DA DEMANDA

A demanda pode ser definida como o grau de necessidade de um

determinado produto para o mercado, e desde o processo de planejamento de

produção de um produto a organização deve estar atualizada com o mercado. Na

implantação de uma unidade fabril a demanda deve ser estudada para tomadas de

decisões futuras, e prever se determinado produto terá nas vendas, um retorno

maior que o investimento, ou seja, se o produto proverá o lucro esperado em

determinado prazo de tempo.

4.1. A importância de uma previsão precisa da demanda

Independente do seguimento de uma empresa, o planejamento é o

fundamento, o primeiro passo, a ser tomado antes de definir qualquer coisa, é a

presença do estudo da demanda pelas válvulas industriais (ou qualquer outro tipo de

produto) é essencial nessa etapa, que envolve todas as áreas de atuação da

empresa diretamente ou indiretamente.

E de certa forma podemos considerar a previsão da demanda uma base

desse planejamento, pois a partir disso pode ser definida a quantidade de produtos a

serem produzidos nos próximos dias e meses, a quantidade e o momento certo para

aquisição de recursos humanos e insumos, para desenvolvimento de novas

tecnologias e procedimentos, a necessidade ou não de uma ampliação física da

unidade e para diminuir ao Maximo o uso de estoques. Evitar custos desnecessários

gerando produtos sem utilidade na fabrica, investir no momento certo e obter

informações necessárias para o planejamento são as principais metas da previsão

da demanda. Deve ser destacado que resultados de previsões em curto ou médio

prazo são precisas, devido ao mercado estar sujeito a eventuais mudanças na

economia.

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4.2. A demanda por válvulas industriais nos últimos 5 anos

Para uma implantação de uma unidade fabril são necessárias pesquisas de

outras organizações do mesmo seguimento, o estudo da concorrência pode ser uma

base importante para uma nova empresa no ramo.

Estudos realizados demonstram a media de demanda por quatro tipos de

válvulas industriais (Gaveta, Globo e Retenção) nos últimos 5 anos, de acordo com

a PDVSA (Companhia estatal de petróleo da Venezuela) obtemos os seguintes

resultados:

Tabela 04 - Demanda por válvulas industriais de 2010 a 2014 pela PDVSA

Fonte: PDVSA

É necessário que a empresa tenha uma meta de ocupação do mercado,

podemos exemplificar um planejamento tomando estes estudos por base, no Brasil

há cerca de 48 fabricantes de Válvulas industriais, se fossemos nos basear nestes

dados haveria uma fatia de mercado de 2,08% para cada organização, portanto para

a implantação de uma unidade fabril de Válvulas no Brasil baseado nestes números

é viável atingir a parcela de 15% do mercado nacional, a demanda para a fabrica

anualmente seria moldada desta forma:

Tabela 05 - Demanda da Fábrica segundo a Meta do Mercado

Fonte: Os Autores

É recomendável para a empresa realizar estudos e planejamentos similares,

baseando se nos dados atuais de mercado do país de atuação.

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5. ESTUDO PARA MELHORIA NO PROCESSO

Um processo de fabricação está sempre sujeito a melhorias, onde cabe o

gestor da unidade fabril aplicá-las visando soluções para problemas e aumento de

produtividade, a alta qualidade do produto final é prioridade, mas também é de

grande importância melhorias no seu processo de fabricação em que beneficie

organização e clientes e aumente os resultados da empresa.

Mapear os processos de sua empresa de maneira organizada e eficaz é

importantíssimo para a estrutura e torna melhor a gestão destes processos,

poderemos encontrar novos insights para o amadurecimento e evolução do negócio

através de análises que irão identificar, priorizar e entender problemas. As análises

são fundamentais para implementar novos processos chave para o sucesso.

5.1. Mapeamento Processo Montagem

O processo atual de montagem apresentado no capitulo 3 deste estudo, exibe

características significativas para elencar os principais pontos para a melhoria do

processo produtivo, primeiramente apresentamos o levantamento dos tempos do

processo de montagem das válvulas industriais, especificamente da linha de

montagem das válvulas de pequeno e médio porte.

Este processo de Montagem está definido em 4 etapas principais, como

segue:

1) Montagem: Corpo, Anel de assentamento e Cunha; tempo médio de

processo 15 minutos.

Figura 31 - Corpo Válvula Gaveta

Corpo

Cunha

Anel de Assentamento

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2) Montagem: Gaxeta, Haste; tempo médio de processo 5 minutos.

Figura 32 – Haste Válvula

3) Montagem: Castelo; tempo médio de processo 15 minutos.

Figura 33 – Castelo Válvula ou Tampa

4) Montagem: União Corpo e Castelo; tempo médio processo 20 minutos.

Figura 34 – Corpo e Castelo Válvula

Haste

Gaxeta

Volante

Preme Gaxeta

Castelo

Prisioneiros

Haste

Parafusos de fixação

Ajuste Haste e Cunha

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O cálculo do balanceamento de uma linha de montagem deve-se ser

realizado determinando o tempo de ciclo (TC), que é o tempo máximo permitido a

uma estação de trabalho de uma linha de montagem para concluir um conjunto de

tarefas determinadas, ou consiste em uma frequência que um componente do

produto deverá sair da linha, ou o intervalo de tempo entre dois componentes

consecutivos.

TC = tempo de produção/quantidade produzida no tempo de produção

8 horas x 60 / 80 válvulas dia = 6 minutos/peças, a cada 6 minutos a linha

deverá produzir uma válvula para que se alcance a produção de 80 válvulas no final

do dia.

Depois que calculamos o TC, definimos o número mínimo de operadores que

são necessários para obter a produção almejada no tempo determinado. Neste

caso, o tempo de cada um dos postos de trabalho são somados e divididos pelo TC.

N = tempo total para produzir um componente na linha/tempo de ciclo

55 minutos / 6 minutos = 9,17 operadores, serão necessários para alcançar a

produção desejado no mínimo 9,17 operadores.

Após definido o número mínimo de operadores, calculamos a eficiência do

balanceamento (E):

E = N/NR

A linha de montagem apresenta os processos onde cada operador trabalha

40 minutos por hora, é calculado montar 10 válvulas por hora; o cálculo se dá

retirando todo o tempo improdutivo na linha de montagem, o principal ofensor no

processo é a movimentação das peças para execução das atividades.

TC = 40 minutos trabalhados por hora / 10 válvulas hora = 4

minutos/peça

N = Ti / TC = 55 minutos / 4 minutos/peça = 13,75 operadores

Tabela 06 – Taxa de Ocupação nos Postos de Trabalho

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E = Conteúdo do trabalho (t) / Numero mínimo de operadores x tempo

de ciclo

E = 55 minutos / 14 x 6

E = 0,655 multiplicado por 100 temos; 65,5% eficiência.

Gráfico 1 – Taxa Ocupação Balanceamento Atual

Com os resultados que obtivemos por meio das medições, ficou visível a

necessidade de melhorias dentro do processo de montagem, estas falhas foram

apresentadas nos seguintes planos:

Postos de Trabalho - Pesa neste ponto além da questão ergonômica

com muitas falhas, a indicação que, os postos de trabalho são

insuficientes para a produção desejada de 80 válvulas diárias;

Falha no Balanceamento - As taxas de ocupação de cada posto de

trabalho estão acima do limite máximo tolerado de 100% ou seja, se a

minha eficiência calculada é de 65,5% o desbalanceamento do

processo chega a 34,5%.

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5.2. Diagrama de Ishikawa e Brainstorming

Com os resultados do processo anterior indicando a necessidade de melhoria

no processo de montagem, utilizamos uma das inúmeras ferramentas de Gestão, o

Diagrama de Ishikawa ou Diagrama de Causa e Efeito. O Diagrama de Ishikawa é

uma ferramenta que ajuda a gerenciar e fazer o Controle da Qualidade (CQ) em

diferentes processos, cujo principal objetivo é identificar quais são as causas para

um efeito ou problema. Sabendo o problema ou o efeito, as causas são identificadas

através de um “Brainstorming” ou “tempestade de ideias” é uma técnica para

explorar o potencial de ideias de um grupo de maneira criativa e com baixo risco de

atitudes inibidoras para encontrar as possíveis causas do problema, a fim de gerar

ideias inovadoras que levem um determinado projeto adiante. Nenhuma opinião

deve ser rejeitada ou ponderada como errada ou absurda, todas devem estar na

compilação ou anotação de todas as ideias ocorridas no processo, para depois

evoluir até a solução final, obtendo as causas abaixo elencadas no diagrama.

Gráfico 2 – Gráfico de Ishkawa ou Diagrama de Causa e Efeito Método 4M

Após análise das causas dos problemas encontradas dentro do processo,

determinamos as principais ações para uma maior eficiência no processo de

montagem de válvulas industriais.

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5.3. Alteração do Layout

Com uma analise minuciosa, podemos notar que para a montagem das

válvulas, teste hidrostático e pintura se levam muito tempo com ergonomia zero,

além de necessitar de muitos colaboradores. Nossa proposta vai aumentar

produtividade, ergonomia com diminuição em mão de obra.

Eliminaremos os braços de deslocamento de peças e colocaremos uma

esteira onde cada montador é responsável por uma ou mais partes da montagem,

ao invés de montar do inicio ao fim, a válvula estará fixa em uma base onde cada

montador ao fim de sua tarefa, desliza essa base com a válvula para sua próxima

etapa de montagem, para isto alteraremos o layout da área de montagem para o

modelo abaixo.

Figura 34 – Novo Modelo de Layout

Após a montagem será executado o teste hidrostático, um centro mais

próximo da linha de montagem, para seguir exatamente o fluxo produtivo.

O próximo passo caso a válvula tenha sido aprovada em teste hidrostático,

encaminha-se para a pintura, embalagem e por fim estoque ou direto para

expedição caso seja produzido em produção puxada.

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O detalhamento desta nova proposta para a montagem das válvulas

Industriais, como segue, deixará evidente as melhorias planejadas para este

processo.

Figura 35 – Detalhe da Linha de Montagem

Figura 36 – Detalhamento dos Postos de Processos

5.4. Investimento para aplicação de melhorias na linha de montagem

Em qualquer organização para aplicação de melhoria há uma necessidade

de investimentos. Nesse estudo para aplicação de melhoria de montagem de

válvulas industriais, principalmente quando esta linha esta desbalanceada e

sobrecarregada, a necessidade de investimentos é altamente necessária para

ganhos de tempo e eficiência e além de tudo a ergonomia dos colaboradores que

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quando não considerada importante pelos gestores, pode causar condições

adversas para o processo.

Em nossa analise e cronometragem o procedimento de montagem da linha

em que desejamos aplicar a melhoria, e implantar uma nova metodologia de

trabalho conclui - se que quando feito de forma manual, aumenta o tempo de fixação

do mancal e dos conjuntos de corpo e castelo em, respectivamente, 33 % e 75%.

Isso devido ao uso de parafusos barra que a montagem de forma manual gera maior

trabalho.

Cabe ressaltar que para a conservação da qualidade da válvula e

obediência às normas técnicas, os parafusos em barra não podem ser substituídos

por parafusos com cabeça. A agilização do processo com este investimento é algo

notável, cerca de 52,72% de ganho em tempo, devido ao uso de chave de impacto

pneumática, uma por cada funcionário da linha, por questões ergonômicas devido ao

peso desta ferramenta cerca de 6,29 kgs se faz necessário adquirir também

balancim de mola para suportar o peso da ferramenta e minimizar o esforço do

funcionário. O beneficio desses investimentos estão nos números finais de

eficiência, quantidade produzida e tempo de ciclo, para esta modernização no

processo serão necessários:

5.4.1. Chave de impacto pneumática encaixe ¾”

Figura 37 – Chave de Impacto StanleyFonte: Dutra Máquinas

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Descrição do Produto

Mecanismo de martelo duplo para maior torque e durabilidade

Gatilho de velocidade variável para ótimo controle

Motor de 6 palhetas que desacelera a ferramenta mais rapidamente

Rolamentos selados para maior vida útil

Descarga de ar pelo cabo, longe da peça de trabalho.

Especificações Técnicas

Encaixe: 3/4"

Entrada de ar: 1/4"

Consumo de ar: 28,56 pcm

Velocidade: 4,500 rpm

Torque máximo: 1.626 N.M

Mecanismo: pin clutch

Pressão do ar: 90 psi.

Peso: 6.29 Kg

Dimensões (C x L x A): 35.00 x 25.00 x 10.00 centímetros

Preço Unitário R$ 853,10; então multiplicado por 9 peças investimento total deste item de R$ 7.677,90.

5.4.2. Jogo de Soquetes de Impacto com Encaixe de 3/4 pol.

Figura 38 - Jogo de Soquetes de Impacto com Encaixe de 3/4 Fonte: Loja do MecânicoDescrição do Produto

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Jogo de soquetes hexagonais de impacto

Encaixe dos soquetes: 3/4" (polegadas)

8 Soquetes compõem o kit, sendo de medidas: 19mm; 22mm; 24mm;

27mm; 30mm; 32mm; 33mm e 38mm

Os soquetes são armazenados em uma maleta de alumínio

proporcionando organização.

Marca: Robust

Preço Unitário R$ 362,50; então multiplicado por 9 peças investimento total deste item de R$ 3.262,50.

5.4.3. Kits de engate rápido

Figura 39 – Kits de Engate rápido Fonte: Loja do Mecânico

Informações técnicas

Pinos rotativos de 1/4"

Ajuda a eliminar enrolamento da mangueira

Acompanha

1 Engate de 1/2" x 1-11/16"

3 Conector macho: 1/2" x 1-7/16"

1 Conector fêmea: 1/2" x 1-7/16"

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Preço Unitário: R$ 28,90; então multiplicado por 9 peças investimento total

deste item de R$ 260,10.

5.4.4. Mangueiras de ar comprimido

Figura 40 – Mangueira de Ar Comprimido Espiral Fonte: Loja do Mecânico

Informações técnicas

Mangueira de nylon

Comprimento: 15 m

Com terminais

Pressão máxima de trabalho: 150 lbs

Cor: Azul

Para encaixe de: 1/4"

Preço Unitário R$ 26,97; então multiplicado por 9 peças investimento total

deste item de R$ 242,73.

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5.4.5. Balancim de Mola

Figura 41 – Balancim de Mola Schulz 5 à 9 Kgs Fonte: Loja do Mecânico

Descrição do Produto

Equipamento para movimentação vertical e sustentação de

ferramentas, máquinas e outros aparelhos manuais.

Elimina a necessidade do operador de erguer e deitar as ferramentas,

prevenindo danos ocasionados por quedas.

Permite manusear as ferramentas com o mínimo de esforço físico do

operador, Carcaça metálica de alta resistência.

Fácil manuseio

Suspensão superior com gancho de segurança.

Capacidade: 5 a 9 Kg.

Preço Unitário R$ 879,58; então multiplicado por 9 peças investimento total

deste item de R$ 7.916,22.

As ferramentas selecionadas foram escolhidas de acordo com as

necessidades do processo e seu custo-benefício.

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5.5. Tabela de Custo de Investimento

Tabela 7 – Cálculo Investimento em FerramentalFonte: Os Autores

5.6. Mudança de métodos para um procedimento de melhoria

A partir do momento em que é decidido aplicar uma melhoria em uma linha

de montagem, é necessário antes de tudo a analise dos processos antigos e a partir

disso é possível ver os pontos negativos do processo. Pontos que vão desde

ergonomia e ferramental até a metodologia de execução da tarefa.

Nesse estudo no qual buscamos a melhoria do processo, foi possível atingir

os números citados na tabela acima da seguinte maneira: Analisamos e

cronometramos cada tarefa do processo e a partir desta analise localizamos os

pontos que atrasavam as tarefas e implantamos ferramental, como chaves de

impacto pneumáticas, para agilizar esse procedimento. É evidente o ganho que se

pode obter com pneumáticas devido à parafusação ser de parafusos de barra o que,

quando feito de forma manual, seu tempo de aplicação é maior. Levamos em conta

também o fator mudança de layout que gerou tempo em relação à movimentação.

Em seguida determinamos o tempo padrão para o funcionário executar a tarefa na

nova metodologia de trabalho.

Basicamente “não podemos alterar o tempo, então alteramos os métodos”.

O principal ganho com esta ideia foi o aumento da produção de válvulas de 80 peças

por dia para 126 peças diárias, ou seja, um aumento da produção em 63,49%,

consequentemente, obtido sobre o ganho de 52,73% no tempo.

Podemos ver a seguir o aumento do tempo de processamento a partir da

cadencia produtiva, ou seja, quantidade produzida por determinada unidade de

tempo.

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Tabela 8 – Tabela Comparativa

Com a utilização de 3 Células de Processos e em cada célula utilizando-se de

3 Colaboradores de trabalho que produzem simultaneamente e com a melhorias, de

layout, ferramental e metodologia foi possível atingir os ganhos, assim torna

evidente a melhoria efetivada sobre esta linha de montagem

5.7. Balanceamento da linha de montagem

O balanceamento visa uma melhor programação e divisão de tarefas por

postos e operadores sempre mantendo um equilíbrio em questão de tempo e

unidades produzidas. Nesse estudo de melhoria de uma linha de montagem de

válvulas industriais a efetivação do balanceamento torna – se essencial para

aumentar a produtividade, eficiência, facilita o planejamento e o controle, obtendo o

dimensionamento da capacidade e otimizando tempo.

Para inicio de calculo de balanceamento devemos primeiramente encontrar a

frequência em que um componente sai da linha de montagem;

Tempo de ciclo

TC = Tempo de produção / quantidade produzida no tempo de

produção

TC = 8 horas x 60 Minutos /42 válvulas, por célula de trabalho.

TC = 11,43 minutos / peça.

A partir desse resultado, podemos obter o numero mínimo de operadores

necessários para alcançar a produção desejada nesses 480 minutos.

Número mínimo de operadores

N = tempo total para produzir uma válvula na linha / tempo de ciclo

N= 26 Minutos / 11,43minutos / válvula

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N = 2,27 operadores, por célula de trabalho.

Número real de operadores

NR = Minutos que cada trabalhador trabalha por hora / quantidade de

válvulas

NR = 55 min. / 5.25 peças, por cada indivíduo na célula.

NR = 10,48 minutos / peça.

NR = 26 min. (Ti) / 10,48

NR = 2,5 postos de trabalho, por célula de trabalho.

Podemos ver nessa representação a distribuição das tarefas em três Células

de Atividades que compõem três Postos de trabalho,

Figura 42 – Distribuição das Tarefas no Ciclo

A partir destes cálculos de balanceamento podemos concluir que para o

alcance da produção neste espaço de tempo é viável uma distribuição em no

mínimo três Células de trabalho.

Célula 1 - O montador levara 10 min. para executar sua tarefa, que é dividida em três fases; montagem da junta de vedação, cunha e anel de assentamento.

Célula 2 - O montador levará 10 min. para executar sua tarefa, que é dividida em três fases; montagem da haste com gaxeta, preme gaxeta e volante.

Célula 3 - O montador levará 6 min. para executar sua tarefa, que se define em unir as duas partes já montadas pela célula 1 e 2.

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Lembrando que para a otimização do tempo de montagem, serão

implementadas chaves de impacto pneumáticas para cada montador, estas fixadas

através de balancim de mola ganhando tempo e ergonomia, estas chaves de

impacto pneumáticas estarão dispostas bem próximas à esteira facilitando o

manuseio.

Eficiência do balanceamento.

E = Conteúdo do trabalho (t) / Numero mínimo de operadores x tempo

de ciclo

E = 26 minutos / 3 x 11,43

E = 0,758 multiplica-se 100; temos 75,8% de eficiência.

5.8. Indicadores dos Processos Novos

Tabela 9 – Distribuição Atividades por Células

Gráficos 2 – Representação do Processo Novo

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Tabela 10 – Comparação de Processos e Ganhos

Gráfico 3 - Comparações dos Processos Atual e Novo

Tabela 11 – Comparação de Processo e Ganhos

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Gráfico 4 – Indicadores das Atividades Processo Atual e Novo

5.9. Resultados Conclusivos

Com muita facilidade pode-se perceber o ganho que obtemos através da

mudança aplicada nesta linha de produção, a efetividade apresentada através de

todos os indicadores dispostos neste estudo salienta e é conclusivo no que se refere

à viabilidade na aplicação destas mudanças, resumidamente temos os resultados

indicados na tabela a seguir,

Tabela 12 – Resultados Efetivos com a Melhoria

Está nítido observando a tabela que os ganhos que se obteve na

produtividade, tempo de processo e mão de obra, justificam o custo do investimento

em ferramentas e acessórios, deixamos também claro que os custos mencionados

referem-se somente aquisição destes equipamentos, não foi mensurado os custos

com a mudança do layout, ocasionado à mudança de setores de lugar, que

entendemos que necessita da instalação de nova infraestrutura, como também os

custos relacionados à instalação destes novos equipamentos.

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Gráfico 5 – Indicadores de Melhorias

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6. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Este trabalho tem como finalidade atender a solicitação do curso de

Tecnologia em Gestão da Produção Industrial, sendo este projeto uma das bases

fundamentais para a assimilação da aprendizagem, foi inserido no contexto desta

obra, pesquisas relacionadas às disciplinas cursadas nestes três primeiros

semestres. Esta pesquisa se propôs como objetivo geral, elaborar um conjunto de

fatores para representação didática dos elementos que compõem a empresa o ramo

de atividade da empresa está centrado no segmento de montagem de válvulas

industriais, sendo descrito no decorrer deste projeto todas as áreas, operações,

tecnologias, custos e estratégias necessárias para o fabrico desta produção.

Entendemos que os elementos necessários para o funcionamento de uma

organização estão passíveis a alterações de processos e métodos, dentro dos

modelos padrões da legalidade, qualidade e viabilidade, são complexos a iniciar

pelas pesquisas dos processos e atividades chaves. O gerenciamento do processo

engloba o estudo meticuloso de todas as atividades e seus recursos, isto foi o

grande desafio encontrado para obter a melhoria tanto dos processos, atividades e

resultados finais, este sim é no que entendemos de maior importância para a

organização, obvio que não ignorando as questões ergonômicas, processos e

viabilidade econômica, isto tudo visando atender as necessidades da empresa

dentro do seu ramo de atividade.

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DNA VEDAÇÕES, O’rings, Disponível em:

< http://www.dnavedacoes.com.br/>

Embras-catálogos técnicos de válvulas e conexões industriais, Disponível em:

< http://www.embrasvalvulas.com.br/empresa>

BLOG DA QUALIDADE, Balanceamento de Linhas de Montagem, Disponível em:

<http://www.blogdaqualidade.com/>

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http://www.coficpolo.com.br/


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PMA - 3º SEMESTRE - ESTUDO PARA MELHORIA DE PROCESSOS NA LINHA DE MONTAGEM DE VÁLVULAS...

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