3P na produção lean: processo de preparação da produção

O lançamento de um novo produto ou a introdução de alterações significativas a um sistema de produção são momentos críticos para qualquer organização industrial. As decisões tomadas nesta fase impactam o investimento, os custos operacionais, a qualidade, a produtividade e a flexibilidade futura. Por conseguinte, mais do que apostar na otimização de processos depois de o sistema estar instalado, é essencial concebê-lo corretamente desde o início, incorporando princípios lean ainda antes do arranque da produção.

O 3P, ou processo de preparação da produção, é uma abordagem estruturada que visa a preparação de novos sistemas produtivos. Esta abordagem permite antecipar decisões que, se tomadas apenas numa fase avançada do projeto, podem resultar em desperdício, alterações dispendiosas ou limitações difíceis de eliminar posteriormente. Ao envolver, desde cedo, equipas multidisciplinares de engenharia, produção, logística, qualidade, compras e outras áreas relevantes, o 3P procura criar sistemas produtivos com menos desperdício e com menor risco de projeto, estabelecendo, desde a fase de desenho, as bases para uma operação lean.

O que é o 3P na produção lean?

O 3P é uma abordagem do Lean Manufacturing e do Lean Product Development orientada para a preparação da produção. O seu propósito é assegurar que o sistema produtivo é concebido de forma coerente com os requisitos do produto, com os princípios lean e com os objetivos de desempenho do projeto.

Em vez de atuar apenas sobre um processo já existente, o 3P procura integrar, desde as fases de desenvolvimento, as decisões relacionadas com fornecedores, processo, equipamentos, logística, qualidade e manutenção. No modelo KAIZEN™, esta abordagem está integrada no processo global de desenvolvimento de produto.

Figura 1 – Modelo KAIZEN™ para a melhoria da investigação e desenvolvimento de produto: o 3P no contexto das restantes metodologias

O que significa 3P (Production Preparation Process)?

3P significa Production Preparation Process, ou processo de preparação da produção.

No modelo KAIZEN™, o 3P estrutura a preparação industrial em três áreas principais:

• Seleção de fornecedores, garantindo que os parceiros externos respondem aos requisitos de custo, qualidade, prazo, capacidade e risco;
• Desenho dos sistemas de produção e logística, integrando engenharia de produto e planeamento da produção para criar processos com menos desperdício;
• Desenho para qualidade e TPM (Total Productive Maintenance), incorporando desde a fase de conceção os requisitos de qualidade, fiabilidade, manutenção e estabilidade operacional.

Assim, o 3P não corresponde apenas ao desenho físico de uma linha ou de um layout. Abrange um conjunto mais amplo de decisões necessárias para preparar o sistema produtivo antes da industrialização e do lançamento.

Qual o objetivo do 3P?

O principal objetivo do 3P é conceber sistemas de produção com baixo desperdício e menor risco de projeto, criando desde o início as condições para uma operação lean. Na prática, isto significa antecipar decisões que influenciam diretamente o desempenho futuro do sistema, nomeadamente:

• A seleção dos fornecedores mais adequados;
• A definição do processo produtivo;
• O desenho do fluxo de materiais e informação;
• A escolha e dimensionamento dos equipamentos;
• A organização do layout;
• A incorporação de requisitos de qualidade e manutenção;
• A preparação de uma industrialização mais robusta e previsível.

Ao trabalhar estes elementos antes do arranque, o 3P procura reduzir alterações tardias, retrabalho e problemas de industrialização, aumentando a probabilidade de o sistema atingir mais rapidamente os níveis de qualidade, custo e produtividade pretendidos.

Quando utilizar o 3P?

O 3P é especialmente relevante quando existe a oportunidade de desenhar ou redefinir o sistema produtivo antes de as principais decisões ficarem fechadas. Quanto mais cedo forem avaliadas as opções de processo, equipamentos, layout, logística, qualidade e manutenção, maior é a capacidade de eliminação de desperdício na origem e de prevenção de custos de alteração posteriores.

Introdução de novos produtos e processos

A introdução de um novo produto é uma das principais situações para aplicar o 3P. Um novo produto pode exigir diferentes componentes, fornecedores, tecnologias, operações, equipamentos ou fluxos logísticos, criando a necessidade de preparar o respetivo sistema de produção.

Neste contexto, o 3P permite integrar o desenho do produto e o desenho do processo produtivo, em vez de desenvolver primeiro o produto e procurar posteriormente adaptar a produção às decisões já tomadas.

Esta integração antecipada facilita a análise da fabricabilidade, dos requisitos dos fornecedores, das necessidades de capacidade, do fluxo produtivo e das condições necessárias para assegurar qualidade e fiabilidade desde o arranque.

Novas fábricas, linhas ou equipamentos

O 3P é também indicado quando existe um investimento de capital relevante numa fábrica construída de raiz, numa nova linha de produção ou num novo equipamento. Nestes casos, muitas das decisões tomadas na fase de projeto terão impacto durante vários anos na produtividade, na utilização do espaço, na flexibilidade e nos custos operacionais.

A metodologia ajuda a evitar que o investimento comece pela escolha da tecnologia ou do equipamento. Primeiro procura-se definir o fluxo e a solução produtiva necessária e, a partir daí, estabelecer os requisitos dos recursos que a irão suportar.

Redesenho significativo de sistemas de produção

Embora seja particularmente adequado a novos sistemas, o 3P pode igualmente ser aplicado quando uma operação existente necessita de uma melhoria disruptiva, e não apenas de melhorias incrementais.

É o caso, por exemplo, de alterações relevantes no mix ou volume, introdução de novas tecnologias, reorganização profunda do layout, substituição de equipamentos ou redefinição dos fluxos de produção e logística.

Nestes projetos, o objetivo é aproveitar a oportunidade para questionar a solução existente e redesenhar o sistema segundo princípios lean, em vez de simplesmente transferir para uma nova configuração os desperdícios e limitações atuais.

Sempre que o âmbito da mudança permita reconsiderar de forma significativa como o produto deve ser produzido, o 3P pode ajudar a desenvolver uma solução mais simples, flexível, robusta e preparada para futuras necessidades.

Metodologia 3P: os três pilares da preparação da produção

No modelo KAIZEN™, o 3P estrutura a preparação da produção em três áreas complementares: seleção de fornecedores, desenho dos sistemas de produção e logística e desenho para qualidade e TPM. Estas três dimensões permitem preparar, de forma integrada, a cadeia de fornecimento, o sistema produtivo e as condições necessárias para garantir qualidade, fiabilidade e estabilidade operacional desde o arranque.

Seleção de fornecedores

A seleção de fornecedores tem como objetivo garantir uma cadeia de abastecimento fiável, com os níveis de qualidade e custo adequados aos requisitos do projeto.

O processo começa pela definição das necessidades e dos requisitos que os potenciais fornecedores devem cumprir. Seguem-se o estudo de mercado, a pré-qualificação, os pedidos de informação e de proposta, a avaliação das diferentes opções e, quando necessário, visitas às instalações e auditorias.

A seleção final considera critérios como custo, qualidade, fiabilidade, prazos de entrega e riscos associados. Depois da negociação e contratação, é estabelecido um sistema de acompanhamento contínuo do desempenho do fornecedor.

Esta abordagem permite integrar os fornecedores desde fases iniciais do desenvolvimento, reduzindo riscos de abastecimento e assegurando maior alinhamento entre os requisitos do produto, do processo e da cadeia de fornecimento.

Desenho dos sistemas de produção e logística

O desenho dos sistemas de produção e logística procura criar processos com baixo desperdício e reduzir os riscos do projeto, integrando a engenharia de produto e o planeamento da produção durante a fase de desenho.

Nesta etapa são definidos os processos, fluxos, equipamentos e layouts que irão suportar a produção. A conceção deve partir das necessidades do produto e da procura, privilegiando soluções simples, flexíveis e orientadas ao fluxo.

Além dos princípios de fluxo, layout, equipamentos e prevenção de erros descritos mais à frente, destacam-se nesta etapa:

• Minimizar transportes e movimentações desnecessárias;
• Separar, quando adequado, o trabalho humano do trabalho da máquina;
• Incorporar ergonomia na conceção dos postos;
• Utilizar automação de baixo custo para eliminar atividades sem valor acrescentado.

O objetivo é evitar que o sistema produtivo seja condicionado por soluções complexas ou sobredimensionadas e assegurar que os princípios lean são incorporados antes da implementação física.

Desenho para qualidade e TPM

O terceiro pilar do 3P é o desenho para qualidade e TPM, que procura assegurar que novos equipamentos e processos são concebidos desde a origem para facilitar a produção, a qualidade, a manutenção e o controlo das condições operacionais.

O sistema deve ser intrinsecamente fiável e seguro, fácil de operar, monitorizar e manter e permitir uma identificação rápida das causas dos problemas. O desenho deve ainda facilitar futuras melhorias e criar as condições necessárias para que as equipas desenvolvam as competências adequadas para operar e manter os equipamentos.

Ao incorporar estes requisitos antes da instalação, reduz-se a dependência de correções posteriores e aumenta-se a estabilidade do arranque. O objetivo é aproximar o desempenho real do desempenho pretendido desde o início, contribuindo para um arranque vertical, com menos problemas e um período de estabilização mais curto.

Como funcionam os Eventos KAIZEN™ de 3P?

Cada uma das três áreas do 3P é trabalhada num Evento KAIZEN™ específico. Cada evento reúne uma equipa multidisciplinar e concentra-se numa dimensão específica da preparação industrial.

O Evento KAIZEN™ de seleção de fornecedores é realizado numa fase inicial do projeto e envolve tipicamente gestão de projeto, engenharia, design, aprovisionamento, compras e qualidade. O trabalho inclui a definição dos requisitos dos fornecedores, pesquisa e pré-qualificação, pedidos de informação e proposta, avaliação técnica e económica, análise de risco, negociação, seleção e definição do modelo de acompanhamento do desempenho.

O Evento KAIZEN™ de desenho dos sistemas de produção e logística reúne áreas como engenharia, produção, logística, qualidade, compras e aprovisionamento para desenvolver a solução produtiva. Durante o evento são trabalhados o fluxo, o layout, os equipamentos, os postos de trabalho, a movimentação de materiais e outros elementos necessários para criar um sistema simples, flexível e com baixo desperdício. Sempre que possível, as soluções são testadas e refinadas antes da implementação, recorrendo a simulações e mock-ups.

Por fim, o Evento KAIZEN™ de desenho para qualidade e TPM foca-se em garantir que os novos equipamentos e processos são concebidos para serem fiáveis, seguros, fáceis de operar, manter e monitorizar. O evento envolve funções como engenharia, manutenção, produção e qualidade e procura integrar estes requisitos antes da instalação, criando condições para um arranque mais rápido e estável e para a melhoria contínua futura.

Os três eventos devem ser entendidos como partes de um mesmo processo: preparar antecipadamente os fornecedores, o sistema produtivo e as condições de qualidade e manutenção necessárias para uma industrialização robusta.

Princípios para desenhar um sistema de produção lean com 3P

O desenho de um sistema de produção lean deve partir da voz do cliente, dos requisitos do produto, da procura e do fluxo pretendido, evitando que o processo seja condicionado por soluções excessivamente complexas ou por equipamentos definidos demasiado cedo. No 3P, o objetivo é incorporar os princípios lean ainda durante a fase de conceção, quando existe maior liberdade para testar alternativas e eliminar desperdício antes da implementação física:

• Design para fabrico e montagem: o produto e o processo produtivo devem ser desenvolvidos de forma integrada, considerando desde o início a sequência de montagem, o número e variedade de componentes, os métodos de união, o acesso às peças e a ergonomia das operações. Ao evitar que caraterísticas do produto obriguem a criar operações, equipamentos ou controlos desnecessários, o design para fabrico e montagem contribui para processos mais simples, repetíveis e eficientes;
• Fluxo e conceção de layout: o layout deve ser concebido a partir do fluxo, e não o contrário, favorecendo o fluxo unitário, a proximidade entre operações consecutivas, a eliminação de postos isolados e a disponibilização dos materiais junto ao ponto de utilização. A conceção deve ainda considerar o takt time, o mix, o volume e o ciclo de vida dos produtos, para que o sistema consiga adaptar a sua capacidade às necessidades do cliente;
• Equipamentos simples e dimensionados à necessidade: procura-se um equipamento dimensionado à medida das necessidades reais do processo, compacto, fácil de deslocar ou reconfigurar e com tempos de setup reduzidos. A automação deve ser introduzida apenas quando existe uma justificação clara de custo-benefício e, antes da instalação, as soluções podem ser testadas, por exemplo, com uma mock-up em cartão à escala real;
• Qualidade, manutenção e prevenção de erros integradas no design: a qualidade e a manutenção devem ser incorporadas desde a fase de desenho, e não acrescentadas depois da instalação. Princípios como jidoka e poka-yoke ajudam a prevenir ou detetar erros na origem, enquanto a acessibilidade aos componentes e a facilidade de inspeção reduzem problemas no arranque e aceleram a estabilização do novo sistema produtivo.

Quais são os benefícios do 3P?

O principal benefício do 3P é permitir que muitos dos problemas que normalmente surgem durante a industrialização sejam evitados na fase de conceção, quando ainda existe liberdade para alterar o produto, o processo, o layout, os equipamentos ou a solução logística com menor custo e menor impacto no prazo do projeto.

Ao integrar desde cedo as decisões sobre fornecedores, sistema produtivo, qualidade e manutenção, o 3P contribui para:

• Redução de desperdício e de retrabalho;
• Menor risco de alterações tardias;
• Melhoria da qualidade desde a origem;
• Redução de investimento desnecessário;
• Maior flexibilidade do sistema produtivo;
• Melhoria da ergonomia e das condições de trabalho;
• Maior fiabilidade e facilidade de manutenção dos equipamentos;
• Arranque mais rápido e estável, aproximando mais cedo o sistema dos níveis de desempenho definidos.

Mais do que melhorar um sistema depois de este estar instalado, o 3P procura evitar que desperdícios e limitações sejam incorporados no próprio desenho. Desta forma, a organização consegue preparar um sistema produtivo mais simples, robusto e eficiente desde o início.

Preparar hoje o desempenho da produção de amanhã

O 3P permite deslocar o foco da melhoria para uma fase anterior: em vez de corrigir desperdícios, problemas de qualidade ou limitações de capacidade depois do arranque, procura evitá-los ainda durante o desenho do sistema produtivo.

Esta abordagem é particularmente relevante em projetos de novos produtos, novas linhas, novos equipamentos ou transformações significativas de sistemas existentes. Ao envolver equipas multidisciplinares e testar soluções antes da implementação, o 3P reduz o risco de decisões tardias, retrabalho e investimentos pouco ajustados às necessidades reais.

O resultado pretendido é um sistema de produção mais simples, flexível e robusto, preparado para atingir mais rapidamente os níveis esperados de qualidade, produtividade e estabilidade. Nesse sentido, o 3P é uma forma de incorporar os princípios lean desde a origem e criar melhores condições para o desempenho sustentável ao longo de todo o ciclo de vida do sistema produtivo.

O Kaizen Institute ajuda as organizações a desenhar sistemas produtivos lean desde a origem, através dos nossos serviços de consultoria em desenvolvimento lean de produtos, que incluem Eventos KAIZEN™ de 3P conduzidos com equipas multidisciplinares. Da seleção de fornecedores ao desenho para qualidade e TPM, apoiamos cada etapa da preparação da produção para garantir arranques mais rápidos, estáveis e com menos desperdício.

Ainda tem dúvidas sobre o 3P?

3P e Value Stream Analysis: quando utilizar cada abordagem?

O 3P é especialmente indicado quando existe margem para desenhar ou redesenhar de forma significativa um sistema produtivo, como no lançamento de novos produtos, novas linhas, novos equipamentos ou alterações estruturais relevantes.

O método de Value Stream Analysis (VSA), que inclui o Value Stream Mapping (VSM) e o Value Stream Design (VSD), é mais adequado quando o objetivo é analisar um fluxo existente, identificar desperdícios e definir oportunidades de melhoria ao longo da cadeia de valor.

Em termos simples, o 3P atua sobretudo antes ou durante o desenho do sistema, enquanto o VSA atua maioritariamente sobre processos já em funcionamento.

Qual o papel da PFMEA no 3P?

A PFMEA (Process Failure Mode and Effects Analysis), ou análise dos modos de falha e seus efeitos no processo, é uma ferramenta que permite identificar e priorizar potenciais falhas de um processo, as suas causas e efeitos, e definir ações para as prevenir ou detetar.

No contexto do 3P, a PFMEA pode ser utilizada como ferramenta complementar durante o desenho do processo, ajudando a antecipar riscos de qualidade antes da instalação dos equipamentos.

O 3P pode ser aplicado a processos existentes?

Sim. Embora o 3P seja particularmente relevante na preparação de novos sistemas produtivos, também pode ser aplicado a processos existentes quando existe uma oportunidade de redesenho significativo.

Isto pode acontecer, por exemplo, em projetos de reorganização profunda de layout, substituição de equipamentos, introdução de novas tecnologias ou alterações importantes no volume e mix de produtos. Nestes casos, o objetivo não é apenas melhorar o sistema atual, mas reconsiderar a forma como o processo deve ser concebido.

Quem deve participar num Evento KAIZEN™ de 3P?

A composição da equipa depende do tema do Evento KAIZEN™, mas deve ser sempre multifuncional. Nos diferentes eventos de 3P podem estar envolvidos, entre outros, responsáveis de gestão de projeto, engenharia, produção, logística, qualidade, manutenção, compras, aprovisionamento e design. Esta diversidade é importante porque muitas das decisões tomadas durante o 3P têm impacto simultâneo no produto, no processo e na operação futura.