No cenário do desenvolvimento lean de produtos, a fase de Desenho do Sistema de Produção (DSP) destaca-se como uma etapa desafiante. Este artigo explora os princípios fundamentais subjacentes ao DSP e apresenta um guia para a sua implementação eficaz. O objetivo primordial é proporcionar a criação de sistemas eficientes e orientados para a excelência operacional, impulsionando assim o sucesso das organizações.

Introdução ao Processo de Desenho do Sistema de Produção

Com a aplicação da metodologia do Desenho do Sistema de Produção, procura-se desenvolver sistemas eficientes para a fabrico de novos produtos, alinhados com os princípios Lean. Esta é uma fase fundamental do processo de desenvolvimento de produtos.

O DSP assegura a integração oportuna e sistemática de todas as partes relevantes para o processo, abrangendo áreas como o design do produto, o planeamento, a logística, a produção, entre outras. A sinergia entre as diversas facetas do desenvolvimento e da produção é fundamental para alcançar resultados de alta qualidade.

Princípios Lean na Base do Sistema de Produção

Os princípios Lean constituem a base para o Desenho dos Sistema de Produção, oferecendo uma abordagem comprovada para maximizar a eficiência e minimizar desperdícios. Dois dos princípios fundamentais que sustentam esta filosofia são a criação de valor para o cliente e a eficiência do fluxo.

Criar Valor para o Cliente

Conforme foi referido, um dos princípios centrais do Lean é a criação de valor para o cliente. Todas as atividades dentro do sistema de produção devem ser orientadas para atender às necessidades e expectativas do cliente. Isso envolve entender profundamente as necessidades do mercado e alinhar os processos de produção para entregar produtos ou serviços que realmente acrescentam valor.

O primeiro passo para criar valor é identificar o que é considerado valor para o cliente. Isso implica compreender as suas necessidades, desejos e expectativas.

Por outro lado, a procura pela excelência na qualidade é intrínseca ao princípio de criar valor para o cliente. Ao priorizar a qualidade em todas as etapas do desenvolvimento e produção, o DSP não apenas atende, mas excede as expectativas do cliente. Isto não só fortalece a competitividade, como também reduz custos associados a retrabalho.

Criar Eficiência de Fluxo

A eficiência de fluxo é outro princípio essencial do Lean, concentrando-se na otimização dos processos para reduzir o tempo de ciclo e aumentar a eficiência operacional.

A eliminação de desperdícios (MUDA), variabilidade (MURA) e sobrecargas (MURI) revela-se essencial para a otimização do sistema de produção. Identificar e remover esses elementos resulta em processos mais eficientes e económicos.

Além disso, a melhoria contínua do fluxo de toda a cadeia de valor é um pilar fundamental do Desenho do Sistema de Produção Lean. A eliminação dos gargalos promove a fluidez do processo, aumentando a eficiência e reduzindo tempos de espera.

Finalmente, a implementação de um sistema de produção orientado pela procura real do cliente é crucial para evitar excessos de produção e otimizar os recursos disponíveis. Isto também implica a necessidade de sistemas flexíveis capazes de se adaptar à procura.

Ao incorporar os princípios Lean no desenho de sistema de produção, as organizações podem, não apenas atender às expectativas do cliente de forma mais eficaz, como também alcançar níveis mais elevados de eficiência operacional.

Passo a passo do Desenho do Sistema de Produção

Esta metodologia tem como foco Desenhar Sistemas de Produção com o mínimo de desperdício e mitigando os riscos do projeto.

Lançamento

O evento de lançamento, ou de “Kick-off”, marca o início do desenvolvimento do sistema de produção. Os objetivos deste workshop são:

• Estabelecer uma Base Sólida para o Projeto: Lançar o arranque do desenvolvimento do sistema de produção, criando uma base robusta para o sucesso do projeto.
• Alinhar a Visão da Equipa: Apresentar a equipa, o projeto, a visão, metas e estratégias gerais, proporcionando uma visão abrangente do sistema de produção a desenvolver.
• Estabelecer Marcos Importantes: Definir os marcos relevantes, criando uma compreensão partilhada sobre o cronograma e identificar os workshops a realizar para se atingir os objetivos definidos.
• Formalizar o Compromisso através de Contrato: Preencher um contrato formal entre as principais partes interessadas.

A equipa de projeto deve ser multifuncional, incluindo representantes do desenvolvimento, compras, produção, logística e outras áreas relevantes, promovendo assim uma abordagem colaborativa e holística.

Este evento é o ponto de partida para a equipa do DSP. A apresentação do projeto proporciona uma visão abrangente, abordando a razão de ser do sistema de produção. Nesta fase, são destacadas as metas específicas do projeto, proporcionando uma compreensão clara do seu propósito e importância estratégica.

Para garantir um compromisso total da equipa, é preenchido um contrato formal com toda a informação relevante do projeto e o mesmo é assinado por todas as partes interessadas. O contrato não é estático e deve ser periodicamente ajustado para estar alinhado com a evolução dos requisitos do negócio. Esta flexibilidade garante que o sistema de produção permanece adaptável às mudanças no ambiente empresarial, mantendo-se relevante e eficaz ao longo do tempo.

Pressupostos

O workshop de pressupostos ou premissas desempenha um papel importante no processo de desenvolvimento do Sistema de Produção, proporcionando uma compreensão abrangente do projeto e do contrato. Esta fase visa atingir diversos objetivos essenciais, estabelecendo as bases para as fases subsequentes das atividades do DSP:

• Equilibrar o Conhecimento da Equipa: Garantir que todos os membros da equipa DSP têm o mesmo nível de informação sobre o projeto.
• Base para Workshops Subsequentes: Os resultados deste workshop servem como base para todos os workshops futuros do DSP, proporcionando uma direção clara para os eventos futuros.
• Consciencialização sobre Riscos: Sensibilizar a equipa para os riscos existentes, garantindo uma abordagem proativa na mitigação de potenciais desafios.
• Estratégia de Investimento Inicial: Deduzir o grau de automação do conceito básico de máquinas/equipamentos a partir da análise de riscos e desenvolver uma estratégia inicial para os passos subsequentes de investimento.

Neste workshop procede-se à avaliação das premissas do projeto, incluindo decisões sobre a localização da produção, status do processo de aquisição (fabrico interno/compra externa), capacidade do fornecedor, quantidades, ciclo de vida do produto, complexidade de variantes e outros temas relevantes.

Nesta etapa, é também feita uma avaliação dos riscos do projeto. A avaliação abrange diversas áreas, como o ciclo de vida do produto (liderança tecnológica e grau de inovação no mercado), volume de vendas, complexidade de variantes, fatores regulatórios e de localização (pessoas qualificadas, níveis de salários, etc.).

Outro ponto a discutir é o grau de automação, ou seja, baseando-se nos riscos, é necessário estabelecer o grau de automação do conceito inicial de máquinas/equipamentos. Por fim, define-se a estratégia inicial de investimento com base nas premissas conhecidas no momento.

Desenho para Produção e Montagem

O “Desenho para Produção e Montagem” (Design for Manufacturing and Assembly – DFMA) é uma abordagem crucial para otimizar a eficiência do processo de fabrico. Esta metodologia visa garantir que, durante as fases iniciais do design do produto, existe flexibilidade suficiente para efetuar ajustes. Os principais objetivos desta etapa são:

• Minimizar Custos de Produção: Utilizar um design de produto simplificado e orientado para processos, visando a redução dos custos de produção.
• Alcançar Processos de Produção e Montagem Seguros: Garantir processos seguros e eficientes, promovendo a qualidade e a consistência na produção.
• Minimizar Despesas de Planeamento: Reduzir a carga de trabalho de planeamento ao apoiar precocemente o processo de Desenho do Sistema de Produção.
• Desenvolver uma Base de Trabalho os Workshops Seguintes: Estabelecer os fundamentos para os workshops de “Conceitos de Linha”, “Desenho de Linha Lean” e “Análise do Modo e Efeito de Falha do Processo”.
• Acordar acerca do Conceito de Produto e Processo: Assegurar consenso na equipa em relação ao conceito de produto e processo, fortalecendo o compromisso coletivo.

No workshop de Desenho para Fabrico e Montagem, o processo inicia com a análise de premissas (cenários de quantidade, a amplitude de variantes, datas, etc.) e pela avaliação do conceito do produto (função, estrutura, geometria de componentes, tolerâncias, etc.).

Segue-se a criação de um gráfico de processo, apresentando todos os processos em sequência, incluindo possíveis alternativas e impactos das variantes e a definição de ações de otimização do processo (oportunidades para simplificar e melhorar a produção através de modificações direcionadas no design do produto). Os processos individuais são então avaliados de acordo com três critérios principais: capacidade do processo, design robusto e orientação para lean production, visando a prevenção de erros.

As descobertas são documentadas, registando descrições de problemas, medidas de melhoria, indicadores, prazos e responsáveis na folha de trabalho DFMA. Por fim, os resultados são compilados, resumindo as principais conclusões e documentando questões críticas para ações futuras.

O resultado do workshop é uma lista de medidas para otimizar o design do produto com o objetivo de permitir uma produção segura, económica, o mais simples possível e em conformidade com os critérios da empresa

Um resultado adicional é um gráfico de processo coordenado e avaliado entre a produção e o desenvolvimento, que é a base para o Value Stream Design e o Lean Line Design.

Value Stream Design (Desenho do Fluxo de Valor)

O Desenho do Fluxo de Valor (Value Stream Design – VSD) é uma ferramenta para avaliação e desenho de fluxos integrados de materiais e informações, alinhada com a visão da fábrica e com os princípios KAIZEN™ Lean.

Esta metodologia, no âmbito do DSP prevê dois tipos de exercícios:

• Análise e desenho do Fluxo de Valor Global analisando todos os aspetos da cadeia de valor, do cliente ao fornecedor;
• Desenho do Fluxo de Valor ao Nível do Processo tendo o foco nos detalhes.

Os principais objetivos deste evento são:

• Criar uma Visão Clara para um Sistema de Produção Lean: Estabelecer uma compreensão clara do sistema de produção desejado, alinhado com os princípios de produção KAIZEN™ Lean. Isto implica definir o fluxo ideal do processo, identificar desperdícios e estabelecer uma visão que promova eficiência, qualidade e flexibilidade.
• Identificar Potenciais Ocultos para Otimização: Analisar minuciosamente a cadeia de valor para identificar oportunidades de melhoria que podem não ser óbvias à primeira vista.
• Definir Ações Práticas Necessárias para a Implementação: Desenvolver medidas práticas e concretas para implementar a visão desenhada para o sistema de produção. O foco é transformar as ideias de melhoria em ações tangíveis e efetivas.

Este processo abrange a definição dos fluxos de informação, de material e conceito logístico, detalhando elementos específicos associados a cada um. Em seguida, são determinados os requisitos essenciais para o conceito e desenho da linha de produção.

É também desenvolvida a estratégia para os zero defeitos e as premissas de planeamento são revistas e atualizadas para garantir a sua validade.

É criado um primeiro esboço para o fluxo de material e informação, assim como a logística, desde o cliente até a entrega.

Finalmente, são reconhecidos os requisitos do sistema de produção para fornecedores, incluindo estratégias de entrega para peças adquiridas externamente. Este processo visa garantir uma integração eficaz e eficiente de todos os elementos na linha de produção.

Conceitos de Linha

O workshop de Conceitos de Linha pretende avaliar as várias alternativas dos conceitos de linha e respetivos tempos operacionais, assim como, estimar as necessidades das máquinas e equipamentos e os custos associados. A ideia é construir diferentes cenários para o conceito de linha.

Os objetivos deste workshop são:

• Minimizar Riscos de Investimento: Destacar a importância de investimentos escalonados para reduzir riscos.
• Produção Eficiente: Focar em linhas de produção com baixo desperdício, automação ajustada e apontar para a alta disponibilidade e flexibilidade.
• Planeamento do Investimento em Fases: Determinar a melhor fase de investimento para sistemas de montagem e produção.
• Definição de números de linhas e conceitos de produção: Avaliar quantas linhas são necessárias e definir as propriedades de conceitos de produção e montagem (tempo de ciclo, automação, flexibilidade, custo).
• Conceitos Alternativos: Desenvolver vários conceitos de produção com automação ajustada, criar uma visão geral de conceitos, tempos de ciclo naturais e custos estimados.
• Seleção de Soluções: Escolher as melhores soluções e expandir os dados para as soluções selecionadas, com um planeamento mais detalhado.
• Transparência de Custos: Fornecer transparência nos gastos para capacidades de produção mínimas e superiores.

Esta análise sistemática visa desenvolver conceitos de produção com uma proporção otimizada de investimento e produção (tempos de ciclo naturais). Isto permite a seleção direcionada de um grau de automação para um único conceito ou para uma combinação de diferentes conceitos de produção adaptados ao ciclo de vida do produto.

Além disso, o desenvolvimento sucessivo de conceitos alternativos permite o planeamento e a preparação de cursos de investimento e estágios de expansão (se tecnicamente viável) desde o início. A preparação sistemática e o suporte às decisões de planeamento, assim como a documentação dos resultados, levam a uma maior transparência do processo de planeamento.

Planeamento do Ciclo de Vida da Produção

O “Planeamento do Ciclo de Vida da Produção” envolve a avaliação de diferentes cenários de conceitos de montagem, validação da estratégia da linha e definição do tempo de ciclo natural para o workshop de Desenho de Linha Lean (Lean Line Design – LLD).

Os objetivos desta fase são:

• Avaliar Alternativas de Planeamento e Cenários de Investimento: Analisar diversas opções de planeamento, considerando diferentes cenários de investimento ao longo das fases do ciclo de vida do produto.
• Apoiar a Seleção de uma Estratégia de Produção Eficiente: Suportar a escolha de uma estratégia de produção que seja eficiente e adaptada às diferentes fases do ciclo de vida do produto, considerando fatores críticos como custos, capacidade e flexibilidade para garantir uma abordagem alinhada com os objetivos e requisitos do projeto.

Neste workshop calcula-se a capacidade de produção para cada conceito proveniente do workshop de Conceitos de Linha. De seguida, são identificados os fatores chave de custo para cada conceito (investimentos, custos de pessoal, manutenção, etc.).

Os custos anuais máximos em plena operação são calculados com base nos fatores de custo identificados. Posteriormente, são gerados vários cenários de investimento que abrangem o ciclo de vida do produto, alinhando os mesmos com a estratégia de investimento e o planeamento definido da quantidade.

A análise de sensibilidade é conduzida para examinar como as mudanças nos requisitos podem afetar os cenários, considerando melhores/piores casos. Além disso, a avaliação inclui critérios não-monetários, como o alinhamento com os objetivos do projeto, adesão a princípios, flexibilidade de capacidade e gestão de riscos.

A avaliação final considera tanto os critérios financeiros como os não financeiros. O objetivo é selecionar um cenário que equilibre a eficiência de custos e a mitigação de riscos ao longo do ciclo de vida do produto.

Lean Line Design (Desenho de Linha Lean)

Os princípios orientadores do Lean Line Design são a eliminação de desperdício, o standard work, a separação das tarefas de produção e logística, bem como a responsabilização dos operadores. O LLD visa criar sistemas de trabalho flexíveis que podem ser adaptados às mudanças nos consumos do cliente, utilizando diferentes números de operadores. Os objetivos deste evento são:

• Redução de Tempos de Processamento: Procurar a eficiência no fluxo de trabalho, visando reduzir significativamente os tempos das tarefas em toda a linha de produção.
• Alta Flexibilidade: Projetar linhas que sejam altamente flexíveis e capazes de se adaptar rapidamente a mudanças na procura ou nas condições de produção.
• Produtividade Constante (baixa variabilidade): Focar na criação de ambientes de trabalho que promovem a produtividade consistente, garantindo eficiência e qualidade ao longo do tempo.
• Baixo Investimento: Procurar a otimização dos recursos financeiros, procurando soluções de design que alcançam eficiência operacional com investimentos reduzidos.
• Requisito de Espaço Reduzido: Planear layouts que minimizam a necessidade de espaço físico, promovendo a eficiência no uso do ambiente de produção.

O LLD inicia-se com a preparação, que inclui a análise do output dos workshops anteriores. Durante o workshop são analisados diferentes tópicos como o balanceamento, a automação e o desenho do layout. Nesta fase é também criada uma mock-up que permite fazer a simulação da linha.

No evento são também dimensionados os bordos de linha e é feito o planeamento das alterações físicas necessárias. Por fim, define-se o fluxo de dados.

Layout Orientado para o Fluxo

O Layout Orientado para o Fluxo (LOF) é um componente essencial no planeamento de novas linhas. No processo de produção, as máquinas e os equipamentos (planeados no LLD) são colocados numa ordem orientada para o processo, de modo que o resultado exija o mínimo de esforço de transporte e o maior nível de transparência possível para a rápida identificação de desperdícios.

O evento do LOF é a pré-condição para o fluxo de material com menores tempos, buffers e tamanhos de lote. Os objetivos deste workshop são:

• Minimizar o Desperdício: Abastecimento de material com o mínimo desperdício, distâncias de transporte mínimas, movimentações reduzidas, fases de armazenamento reduzidas e stock mínimo entre e dentro dos processos.
• Garantir o Fluxo Unitário: Menores quantidades de transferência entre e dentro dos processos.
• Minimizar o Tempo de Ciclo: Ciclos de tempo curtos.

Durante a estruturação das áreas de produção com o LOF, dados específicos do produto, processo e fluxo de material são avaliados na fase analítica. O desenho do fluxo de valor e o diagrama de bolhas apoiam a aquisição e representação estruturadas.

A localização das áreas logísticas (supermercados, rotas FIFO, áreas de entrega, espaços para quantidades residuais) e a quantidade de máquinas e equipamentos no diagrama de bolhas formam a base para a determinação dos requisitos de espaço. Isto permite a geração de layouts brutos e detalhados para o sistema de produção planeado, assim como a integração no layout da fábrica e ligações com o mizusumashi.

Conclusão

O DSP é uma metodologia valiosa para desenvolver sistemas que procuram minimizar desperdícios e mitigar riscos ao longo do ciclo de vida do produto. Ao abraçar cada fase desta abordagem, as organizações podem não apenas criar sistemas de produção eficientes, mas também manter a flexibilidade necessária para se adaptarem às mudanças constantes do mercado, consolidando assim a procura pela excelência operacional.

Ainda tem dúvidas sobre o Desenho do Sistema de Produção?

O que é MUDA, MURA e MURI?

São três palavras japonesas para diferentes tipos de ineficiências associadas aos processos de produção:

• MUDA: Refere-se a desperdícios no processo que podem incluir atividades que não acrescentam valor ao produto final, como períodos de espera ou stock, transporte ou movimentações, defeitos, produção em excesso, etc.
• MURA: Refere-se à variabilidade no processo de produção que pode causar instabilidade e ineficiências.
• MURI: Significa sobrecarga ou excesso. Está relacionado com a imposição de cargas excessivas sobre máquinas, equipamentos ou pessoas, gerando uma produção além da capacidade normal e, consequentemente, provocando problemas.

O que é Value Stream Design?

O Value Stream Design (VSD) é uma abordagem que visa otimizar o fluxo de valor numa cadeia. Envolve mapear e analisar todas as etapas envolvidas na criação e entrega de um produto ou serviço, identificando desperdícios, ineficiências e oportunidades de melhoria. O objetivo é criar um fluxo de trabalho mais eficiente e eliminar atividades que não acrescentam valor ao cliente. O mapeamento envolve, quer o fluxo de materiais, quer o fluxo de informação.

O que um Gráfico de Processo?

Um gráfico de processo representa a ordem de montagem e incorporação de material. Inicia no componente principal, ao qual todos os componentes vão ser ligados. O ritmo de incorporação de cada componente também deve ser representado. Só são representadas operações de valor acrescentado.