Mapear o fluxo end-to-end — Value Stream Mapping e capacidade do gargalo

Este artigo é a Parte 3/6 da série: O Modelo de Referência para a Excelência Operacional em 90 dias. A parte 2/6: “Construir A Árvore De KPI — Base do Desempenho em 48 Horas” estabeleceu a arquitetura de medição que liga o comportamento operacional aos resultados estratégicos. Este artigo dá o passo seguinte: mapear o fluxo de valor end-to-end, identificar onde esse fluxo é interrompido e quantificar a capacidade do gargalo.

Uma árvore de KPIs identifica o que deve ser medido, mas não onde o desempenho se perde ao longo da sequência de trabalho. Duas operações com KPIs estratégicos idênticos podem gerar resultados distintos, porque é o fluxo de materiais, informação e trabalho ao longo do processo que determina se os objetivos de desempenho são, de facto, alcançáveis.

O Value Stream Mapping (VSM) fornece a informação em falta. Esta ferramenta torna visível o fluxo de valor end-to-end, desde o momento em que uma encomenda do cliente entra no sistema até ao momento em que o produto é acabado ou o serviço é entregue. Não só capta o que cada etapa produz, como também o tempo de espera entre etapas, os locais onde o inventário se acumula e onde se situam os gargalos dentro do fluxo.

Este artigo explica como construir um mapa do estado atual e como interpretá-lo para identificar o gargalo no processo. Também explica como utilizar dados de lead time e de Overall Equipment Effectiveness (OEE) para quantificar a diferença entre o desempenho atual e o desempenho futuro. O artigo está diretamente relacionado com a base de referência de KPIs estabelecida na Parte 2 e estabelece os fundamentos para o trabalho normalizado e as rotinas de gestão diária apresentados na Parte 4.

O que é o Value Stream Mapping?

O VSM é um método lean que permite visualizar o fluxo completo de materiais e informação necessários para entregar um produto ou serviço ao cliente, ajudando a compreender os processos. Ao contrário de um mapa de processo convencional, que se foca em etapas individuais de forma isolada, um mapa de fluxo de valor abrange todo o sistema: as etapas do processo, as ligações entre elas, o fluxo de materiais do fornecedor ao cliente, o fluxo de informação do cliente de volta através da operação, e o perfil temporal de cada etapa e de cada período de espera.

O objetivo central do VSM é identificar e tornar visível o desperdício. Na maioria das operações, a maior parte do tempo de ciclo total não é gasta em trabalho com valor acrescentado. É gasto em espera nas filas entre etapas, em buffers de inventário, em ciclos de aprovação e em lacunas de planeamento. O VSM torna este tempo de espera explícito e mensurável, permitindo às equipas priorizar onde devem atuar.

O VSM produz dois resultados: o mapa do estado atual, que representa a forma como o fluxo de valor opera atualmente, e o mapa do estado futuro, que representa a forma como deverá operar após a eliminação dos desperdícios identificados. A diferença entre os dois define a agenda de melhoria.

A ligação entre a árvore de KPIs e o Value Stream Map

A árvore de KPIs construída na Parte 2  identificou o KPI estratégico e os indicadores táticos (ramo) e operacionais (folha) que o impulsionam. Foi definido o que a organização precisa de melhorar e a que nível da operação. O Value Stream Map responde à seguinte questão: onde, exatamente, no fluxo de trabalho está o desempenho a ser perdido?

Esta ligação não é acidental. O gargalo identificado através do VSM deve corresponder diretamente ao gargalo identificado no diagnóstico da Parte 1. Caso contrário, uma das seguintes situações é verdadeira: ou o diagnóstico foi impreciso, ou o VSM foi concebido com um nível de granularidade incorreto. Ambas as situações merecem investigação antes de se prosseguir.

Os KPIs operacionais da árvore de KPI (por exemplo, tempos de ciclo, taxas de disponibilidade, qualidade à primeira , tempos de espera, entre outros) são os mesmos dados usados para o preenchimento do VSM. Portanto, a construção do mapa não consiste num exercício de recolha de dados separado, mas sim numa visualização da base de referência para os dados de melhoria já recolhidos, organizados de acordo com a sequência do fluxo, em vez de se encontrarem numa estrutura hierárquica de indicadores.

Construir o mapa do estado atual

O mapa do estado atual é construído com base na observação direta no chão de fábrica e não em sistemas de dados ou relatórios de gestão. Trata-se de um gemba walk estruturado, que consiste em seguir o fluxo de uma família de produtos ou de um fluxo de serviços específico, end-to-end, e em medir o que realmente acontece, em vez do que o sistema regista. Esta distinção é importante, dado que os tempos de ciclo comunicados diferem frequentemente dos tempos de ciclo observados e os níveis de inventário planeados raramente correspondem aos reais.

A sessão de mapeamento dura, tipicamente, de quatro a seis horas. É conduzida por uma equipa multifuncional, que inclui responsáveis de processo, líderes de equipa no terreno e, pelo menos, uma pessoa com conhecimento direto da componente da cadeia de valor em contacto com o cliente. Na primeira iteração, é preferível um exercício de mapeamento físico, utilizando papel, post its e símbolos do VSM normalizados numa parede, em vez de recorrer a uma ferramenta digital, pois o ato de construir o mapa de forma colaborativa faz emergir conhecimentos e desacordos que uma folha de cálculo pré-preenchida facilmente ocultaria.

Passo 1. Selecionar a família de produtos                              

Um mapa de fluxo de valor ou value stream map é elaborado para uma família de produtos em específico, ou seja, um grupo de produtos ou serviços que seguem a mesma sequência ou uma sequência semelhante de etapas do processo. A tentativa de mapear toda a operação numa única fase produz um mapa demasiado complexo para ser útil. A seleção da família de produtos alinhada com o gargalo identificado no diagnóstico garante que o mapa se concentra no fluxo mais relevante.

Passo 2. Mapear as etapas do processo

É necessário percorrer o fluxo do cliente ao fornecedor, mapeando cada etapa do processo em sequência. Recolher dados em cada etapa: tempo de ciclo (o tempo necessário para completar uma unidade de trabalho nessa etapa), tempo de troca (o tempo necessário para alternar entre tipos de produto), disponibilidade, trabalho em curso (WIP) antes e depois da etapa em si e número de operadores necessários.

Registar o que é observado, não o que está planeado ou que se presume. Se o tempo de ciclo variar consoante o turno ou o operador, registar o intervalo e anotar a variação. A variação em si é uma forma de desperdício e um indicador de trabalho não normalizado.

Passo 3. Mapear o fluxo de informação

Além das etapas do processo, é necessário mapear o fluxo de informação: como as encomendas são recebidas do cliente, como os planos de produção ou instruções de trabalho são comunicados a cada etapa e como a operação sinaliza o reabastecimento ou a progressão ao longo do fluxo de valor. Os sistemas em push, nos quais cada etapa produz e empurra o trabalho para a frente independentemente da procura posterior, conduzem à acumulação de WIP e são uma fonte primária de desperdício devido a filas de espera. Os sistemas em pull, em que cada etapa produz apenas o que a etapa seguinte solicita, reduzem o WIP e revelam a verdadeira capacidade do gargalo.

Passo 4. Adicionar um diagrama de lead time

Ao longo da parte inferior do mapa, deve se desenhar o diagrama do lead time: uma linha temporal que alterna entre tempos de espera (o tempo que o trabalho passa à espera entre etapas) e tempos de processamento (o tempo gasto em trabalho com valor acrescentado em cada etapa). A soma de todos os tempos de espera e de processamento dá o lead time total, ou seja, o tempo decorrido desde o momento em que uma encomenda do cliente entra no sistema até ser concluída.

Na maioria das operações industriais e de serviços, o tempo de processamento com valor acrescentado representa apenas uma pequena fração do lead time; o restante é tempo de espera. Uma operação industrial com um lead time total de 12 dias e um tempo de processamento total de quatro horas, por exemplo, opera com uma taxa de tempo de processamento (também designada “eficiência de fluxo”) inferior a 2%. Um diagrama de lead time torna esta proporção visível e fornece a quantificação mais direta do potencial de melhoria do fluxo de valor.

Modelos de Value Stream Mapping

Formulário de Value Stream Mapping

Utilizar a tabela abaixo para registar os dados do processo durante o gemba walk. Preencher uma linha por etapa do processo, seguindo a sequência do fluxo. Se uma entrada de dados não estiver disponível, registar como lacuna. Preencher esta tabela antes de desenhar o mapa. Os dados aqui recolhidos alimentam tanto o mapa do estado atual como o diagrama de leadtime.

Símbolos do Value Stream Mapping

A imagem abaixo apresenta os símbolos normalizados utilizados no Value Stream Mapping, baseados nas convenções lean e do Toyota Production System. Cada símbolo representa um elemento específico do fluxo de valor, tal como uma etapa do processo, um fluxo de materiais, um fluxo de informação ou uma métrica de tempo. A utilização consistente destes símbolos ao longo do mapa garante que os estados atual e futuro sejam legíveis e comparáveis para qualquer membro da equipa pluridisciplinar.

Figura 1 – Símbolos VSM normalizados para mapear o fluxo de materiais

Exemplo de Value Stream Mapping

O mapa abaixo ilustra um VSM simplificado do estado atual e demonstra a aplicação dos símbolos normalizados para uma operação industrial de três etapas (Maquinação, Montagem e Inspeção), servindo um único cliente, com um requisito de entrega diário.

Figura 2 – Exemplo de VSM do estado atual

Identificar o gargalo

O gargalo é a fase do processo com menor capacidade relativamente à procura. Quando esta fase atrasa, todo o fluxo de valor fica para trás. Todas as outras etapas do sistema ou alimentam o gargalo ou são privadas de trabalho pelo mesmo.

No mapa do estado atual, o gargalo é tipicamente visível como a fase com a maior acumulação de WIP ascendente, o maior tempo de espera no diagrama de lead time e a maior taxa de utilização. Estes três indicadores raramente apontam para etapas diferentes. Quando o fazem, é geralmente porque a variação dos tempos de ciclo, da disponibilidade ou da qualidade está a mascarar o verdadeiro gargalo.

Para confirmar o gargalo, é necessário calcular o tempo takt ou takt time: a cadência a que o cliente requer a produção, expressa como o tempo de produção disponível dividido pela procura do cliente. Em seguida, comparar o tempo takt com o tempo de ciclo de cada etapa do processo. Qualquer etapa cujo tempo de ciclo exceda o tempo takt está a operar acima da sua capacidade e está sujeita a constituir um gargalo. A etapa com o maior desvio entre o tempo de ciclo e o tempo takt é o gargalo.

No exemplo acima, a montagem é o gargalo: o seu tempo de ciclo de 90 segundos excede o tempo takt de 60 segundos, pelo que não consegue cumprir a cadência de produção exigida. O leadtime total é de 10 dias, dos quais menos de 0,3% correspondem a tempo de processamento com valor acrescentado. O diagrama de leadtime torna o tempo de espera e, portanto, o potencial de melhoria, imediatamente visíveis.

Medir a capacidade do gargalo: OEE no gargalo

Uma vez identificado o gargalo, o passo seguinte é quantificar a sua capacidade real, recorrendo ao indicador OEE. O OEE mede a proporção de tempo de produção programado durante o qual o gargalo está a produzir o produto de acordo com a cadência pretendida. É calculado em três dimensões:

• Disponibilidade: A proporção de tempo programado durante o qual o ativo está efetivamente em funcionamento, considerando paragens não planeadas, manutenção planeada e tempos de troca;
• Desempenho: A proporção de tempo de funcionamento durante o qual o ativo produz à cadência pretendida, considerando perdas de velocidade e microparagens;
• Qualidade: a proporção de produção que cumpre a especificação à primeira fase, contabilizando defeitos, retrabalho e sucata.

O OEE é o produto destas três taxas. Um ativo com 90% de disponibilidade, 85% de desempenho e 95% de qualidade tem um OEE de 72,7%. A diferença entre este valor e 100% representa a capacidade recuperável da restrição: a produção adicional que o sistema poderia gerar sem adicionar recursos, caso as perdas que afetam cada dimensão fossem eliminadas.

No contexto do mapa de fluxo de valor, os dados de OEE no gargalo constituem o elemento mais importante para a análise do estado atual. Estes quantificam a parte do problema de capacidade que pode ser resolvido com melhorias operacionais, em vez de exigir um investimento de capital. Um OEE de 60% no gargalo significa que 40% da capacidade programada está atualmente perdida devido a problemas de disponibilidade, desempenho e qualidade. Como o gargalo condiciona todo o sistema, ações direcionadas para o gargalo (por exemplo, reduzir o tempo de ciclo através da melhoria do OEE, reduzir a fila de trabalho em curso que o alimenta ou reduzir o tempo de troca para aumentar a capacidade efetiva) reduzirão o tempo de execução total mais rapidamente do que qualquer esforço equivalente aplicado noutro ponto do fluxo de valor. Esta é a lógica operacional que liga o mapa de fluxo de valor à árvore de KPIs: o KPI estratégico mexe quando o gargalo se move.

Construir o mapa do estado futuro

O mapa do estado futuro é um objetivo específico e delimitado no tempo para o fluxo de valor, definido ao responder a um conjunto estruturado de perguntas sobre como o fluxo deverá ser após a eliminação dos desperdícios identificados.

As perguntas que orientam o desenho do estado futuro são:

1. Qual é o takt time, e quais são as etapas do processo que o excedem atualmente?
2. Onde devem ser mantidos stocks de produto acabados ou intermédios, e em que quantidades?
3. Quais são as etapas do processo que podem ser integradas em fluxo contínuo, eliminando filas de espera entre elas?
4. Onde devem os sistemas em pull substituir os sistemas em push para regular o WIP e expor o verdadeiro gargalo?
5. Qual é o lead time total objetivo, e que redução no tempo de espera é necessária para o alcançar?

O mapa do estado futuro deve poder ser alcançado no prazo de 90 dias deste programa, representando o próximo estado de melhoria significativa em vez da visão final para o fluxo de valor. Deve ser suficientemente preciso para desencadear ações específicas e definir responsabilidades claras dentro desse prazo.

A diferença entre o mapa do estado atual e o mapa do estado futuro define a agenda de melhoria para a fase de implementação do plano de 90 dias. Cada desperdício identificado no estado atual (por exemplo, filas de espera, buffers de WIP, perdas de disponibilidade no gargalo) torna-se um projeto, uma intervenção de trabalho normalizado ou um foco de gestão diária, dependendo da sua causa raiz e dos recursos necessários para a sua resolução.

Erros comuns a evitar

Fazer o mapeamento com base na memória, em vez de por observação

Um mapa de fluxo de valor construído a partir de relatórios do sistema ou estimativas da gestão refletirá a forma como a operação deveria funcionar, e não a forma como funciona na realidade. A precisão do mapa depende dos dados recolhidos durante o gemba walk. Se os dados não puderem ser observados diretamente, essa lacuna deverá ser registada e investigada antes de se considerar o mapa como completo.

Fazer o mapeamento de forma demasiado abrangente

Um mapa de fluxo de valor que tente abranger todas as famílias de produtos ou todas as variantes de processo simultaneamente torna-se demasiado complexo para interpretar e difícil de gerir, tornando-se inútil. A abordagem mais eficaz é começar pela família de produtos que flui através do gargalo identificado, e expandir o âmbito apenas após a conclusão do primeiro ciclo de melhoria.

Tratar o mapa do estado futuro como um documento estratégico e não operacional

Um mapa do estado futuro que descreve um estado final ideal a três anos não é um plano de melhoria, mas sim um documento estratégico. O mapa do estado futuro deve descrever uma condição específica e alcançável no prazo de 90 dias, com lead times ideais, níveis de WIP e eficiência global dos equipamentos (OEE) objetivos, que a equipa se possa comprometer a atingir e medir, abordando diretamente as principais ineficiências identificadas no estado atual.

Problemas na ligação das conclusões do VSM à gestão diária

O mapa de fluxo de valor identifica onde o desperdício existe e quantifica a oportunidade. Não se traduz automaticamente em ações diárias. A ligação entre o mapa e o sistema de gestão (quadros visuais, reuniões de equipa, rotinas de resolução de problemas, etc.) é o que determina se a melhoria é sustentada. Esta ligação é o tema da Parte 4 desta série.

Do fluxo à estabilidade: O que vem a seguir

O mapa do estado atual define onde o fluxo se interrompe e quantifica a capacidade do gargalo. Este define a condição específica que a operação visa alcançar dentro da janela de 90 dias. O passo seguinte é estabilizar as rotinas diárias que governam a forma como o gargalo é gerido, para que a melhoria alcançada através do VSM não se deteriore sob a pressão da variabilidade operacional normal.

De seguida nesta série

Parte 4/6: Parar a Resolução Urgente de Problemas — Trabalho Normalizado e Gestão Diária que Perdura

O mapa de fluxo de valor revela onde o fluxo se interrompe. A Parte 4 introduz o trabalho normalizado e a gestão diária como as disciplinas operacionais que estabilizam o desempenho no gargalo, e garantem que os ganhos de melhoria são sustentados entre turnos, equipas e ao longo do tempo.

A série completa está organizada da seguinte forma:

Parte 1: Encontrar a Restrição — O Diagnóstico Operacional de 60 minutos

Parte 2: Construir a Árvore de KPIs — Base do Desempenho em 48 horas

Parte 3: Mapear o Fluxo End-to-End — Value Stream Mapping e Capacidade do Gargalo (OEE na restrição)

Parte 4: Parar a Resolução Urgente de Problemas — Trabalho Normalizado e Gestão Diária que Perdura

Parte 5: Qualidade na Origem — A3 de Resolução de Problemas e Rotinas de Qualidade

Parte 6: Assegurar a Sustentabilidade dos Resultados — Governance, desenvolvimento de capacidades e plano de desdobramento de 90 dias

O Modelo de Referência para a Excelência Operacional em 90 dias é uma série de seis partes que fornece uma metodologia estruturada para identificar, priorizar e resolver constrangimentos operacionais que limitam o desempenho. Cada artigo tem por base o anterior, do diagnóstico à implementação.