Simulação do Sistema Produtivo: ARENA SIMULATION

O objetivo do grupo era realizar um protótipo que mimetizasse o funcionamento da área produtiva em estudo, tal como se encontrava a funcionar aquando do inicio do projeto, e compara-lo com um protótipo desenvolvido já contendo a proposta de melhoria, a utilização de um supermercado lean, que aliado ao uso de Kanbans, poria o sistema a funcionar de forma puxada.

Para alcançar esse  objetivo foi utilizado o software ARENA no qual é possível inserir os dados e simular o funcionamento de um sistema obtendo tempos e outras informações importante sobre recursos e capacidades.

Para simular este sistema no Arena, começamos por criar uma variável “Tempo_prod”, onde introduzimos os tempos de ciclo da montagem manual, da montagem final e a capacidade do container de cada uma das placas produzidas na Linha Manual. Estes valores foram associados às entidades, logo que criadas, juntamente com o número correspondente ao Produto, de maneira a serem utilizados ao longo dos diversos processos do programa. Existem 29 produtos no programa, sendo que o produto 29 é um produto fictício, que é usado para representar todos os produtos que são produzidos na linha manual mas que não entram no “supermercado”. Para as entidades serem criadas de acordo com o plano definido pela empresa, criamos outra variável “ProgProd”, com 48 linhas que representam 24 horas em intervalos de meia hora, e 7 colunas, representando os 7 dias da semana. Foi criado, também, um “schedule” onde foram introduzidos, também em espaços de 30 minutos, as quantidades de entidades a criar. Passados na Linha Manual, os produtos introduzidos em containers nas quantidades definidas pela empresa, e são introduzidos na área de stock. Relativamente a esta área, introduzimos as entidades em Holds, havendo um hold por célula. Isto é, todos os produtos de uma célula são introduzidos no mesmo hold.

Para simular o funcionamento das células foram criados schedules para 1, 2 e 3 turnos, pois, dependendo das células, estas funcionam com 1, 2 ou 3 turnos.  Nestes schedules estão já incluídos os tempos de pausas. Posto isto, temos neste momento os produtos no supermercado, em holds, à espera que seja dado um sinal para serem libertados. Este sinal é dado pelo milk-run, que tem um tempo e uma rota padronizados, e que quando passa pelas células, dependendo da quantidade em fila de espera, emite ou não um sinal para, quando passar no supermercado, recolher material para aquela célula específica.

Feita a simulação, para 10080 minutos (7 dias), fomos analisar os resultados. A nossa área de interesse é a zona do “supermercado”, sendo os principais parâmetros a analisar como se comportaram as queues dos holds que formam a área de stock. As filas de espera dos holds (prod1, prod2, prod3, prod4, prod5 e prod6), como visto na figura 7 , mostram alguma discrepância nos valores, principalmente o valor médio de entidades em espera. Tal é facilmente explicável pelo diferente planeamento, tempos de ciclo e horários de trabalho das diferentes células.

Vemos que os produtos destinados à célula F16 (prod5) são os que mais se acumulam na zona do supermercado. Esta célula trabalha com os produtos mais significativos, com maior procura, e mesmo trabalhando com 3 turnos  verifica-se que acumula bastante inventário na zona do supermercado. Tal acumulação resolver-se-á com a aplicação do sistema por kanbans, pois apenas serão produzidas placas para repor o supermercado, isto é, após estas terem sido consumidas pelas células de montagem final.

Percebe-se pela anterior que a célula F16 é a mais requisitada, percebendo-se assim a maior quantidade de produtos referentes à mesma na zona de stock.

Para a realização do protótipo do sistema usando kanbans, deixa de haver um plano de produção destinado à montagem manual, passando esta a produzir apenas e só quando chega um cartão ao início da linha. Para que tal fosse possível foram criadas variáveis para a programação da produção cada uma das células, e nestas foi disposta a produção prevista em 48 colunas (intervalos de 30 minutos) mas desta vez cada kanban de produção possuí o equivalente à capacidade do próprio container. A zona do supermercado passará agora ser composta por matchs, na queue2 dos mesmos. Estes matchs apenas libertarão a entidade quando receberem na outra queue uma entidade com o atributo “produto” idêntico. Feita a correspondência segue para o início da linha, passando por um batch que representa o quadro de construção do lote, para outro match. Este match tem na queue1 um número imenso de entidades, todas com o atributo “produto” já definido, assumindo assim que há sempre matéria prima para o início da produção.
 A utilização do ARENA para simular a proposta será importante tendo em vista que será possível vislumbrar melhor a realidade antes de colocar o sistema em funcionamento bem como surgir soluções ou outros aspectos não observados até o presente momento.

Sistema de produção puxada aliado ao nivelamento

Após aproximadamente quatro meses de interação com a empresa e de conhecer um pouco mais a fundo o sistema produtivo, foi desenvolvida uma proposta à ser apresentada a empresa, tendo essa o principal intuito melhorar o desempenho do sistema em análise. Sendo assim, após mostrar algumas idéias aos tutores do grupo na empresa, alcançou-se ao estado atual.

Os Kanbans serão utilizados para puxar a produção e evitar
desperdícios como excesso de produção

Propões um sistema de produção puxada através de cartões Kanban utilizando aliado a eles o nivelamento. Tal sugestão surgiu após relatos de que os resultados do sistema pull de forma pura não alcançou os resultados esperados na empresa.

Classificação de Pareto

Para dimensionar o supermercado foi preciso separar os produtos em categorias para isso foi utilizado o princípio de Pareto, os produtos dos tipos A e B, de acordo com essa classificação, passarão pelo supermercado proposto pelo grupo, entretanto os produtos C não.

Se os produtos mantivessem sempre a mesma classificação se trataria de uma situação mais simples entretanto devido os pedidos dos clientes os produtos variam nessa classificação. 

Visando encontrar uma solução ou uma ferramenta a qual facilitasse o controlo de uma situação tão dinâmica de produção propõe-se uma folha de cálculo no excel na qual são inseridos dados relativos a produção e obtem-se o número de kanbans necessários para a produção assim como a classificação do produto sendo A,B ou C.

Abaixo podemos observar como está a folha para a produção dos próximos meses.

Ainda existirão contatos posteriores com a empresa para que eles possam analisar a viabilidade e também sugerir melhorias com o intuito de adequar a ferramenta a realidade da empresa.

Referenciação genérica

Foi constatado que na Bosch é utilizado o modelo de referenciação direta, onde seria interessante a aplicação do referenciação genérica, para diminuir o excesso de códigos. Assim, foi desenvolvido um modelo de referenciação genérica de uma família de produtos, o regulador de esquentadores.

Primeiramente foi elaborado a referenciação genérica para a família de placas, seus componentes e suas operações. E posteriormente foi elaborado a referenciação para o regulador de esquentadores, aplicando aspectos da referenciação dinâmica devido ao grande numero de componentes, tanto na placa, quanto no produto. Esta referenciação foi expressa na figura abaixo. 

Essa referenciação utilizando parâmetros dinâmicos é importante em casos como o da produção de placas tendo em vista a quantidade de componentes inseridos em cada uma bem como o número de placas diferentes, o controle se torna mais simplificado com o tipo proposto de referenciação.

Proposta de melhoria ergonómica: os containeres

Com a análise de risco e com as observações realizadas no posto de trabalho foi possível constatar que os containeres também necessitam de modificações, sendo os dois principais o peso e as pegas. 

Relativamente as pegas, propõe-se um redesenho de modo a acrescentar pegas ao material, pois atualmente este apresenta apenas uma pega na parte superior induzindo assim as colaboradoras segurarem o container com apenas uma mão. Isto acaba por provocar sobrecarga na coluna vertebral do operador provocada pelo movimento assimétrica, aumentando assim os riscos de lesões músculo esquelética.

Container com dimensões atuais e com pegas propostas

Vistas laterais e frontais do container

As pegas superiores tem o intuito de facilitar a manipulação quando os containeres encontram-se na parte inferior do supermercado. Busca-se com elas evitar grandes curvaturas, assim como mudanças de posturas durante o transporte. Relativamente as superiores, propõe-se que auxiliem a retirada da prateleira superior e também um modo de auxilio durante o transporte até o milk-run.
Com relação ao peso do objeto, propõe-se a modificação do material em que é feito o container para uma material mais leve, afinal, o conteúdo que é levado nestas caixas representam apenas 15% de seu peso. O material proposto pelo grupo é o Polietileno de Alta densidade (PEAD). Por apresentar uma densidade média de 0.941 g/cm³ este plástico tem menor densidade quando comparado aos metais e outros materiais. O PEAD também apresenta excelente resistência ao calor, impacto e compressão de modo a garantir a segurança das placas que serão levadas em seu interior. Enfatiza-se que este material atende as exigências internacionais de proteção ambiental, e é mostra-se viável no que se refere ao fator económico.
Objetivando mensurar qual seria a redução do peso caso seja adotado o material sugerido foram realizados alguns cálculos estimados. Considerando que as dimensões do continuem as mesma, ou seja, o volume continue o mesmo, é possível com tal modificação alcançar uma redução de aproximadamente 64,5% do peso da estrutura do container.

Proposta de melhoria ergómica: Supermercado

Como mencionado em outra postagem aqui no blog foi realizada uma análise de risco do posto de trabalho analisado pelo grupo, para tal foram utilizadas metodologias ergonómicas como Guia de Mital e Equação NIOSH'91. Após a aplicação de tais técnicas foi concluído que existem riscos inerentes a realização dessas atividades. Sendo assim são imprescindíveis mudanças para reverter tal situação e eliminar os riscos ou diminuí-los ao máximo. 

Objetivando alcançar tal meta foram utilizados dados antropométricos da população feminina portuguesa tendo em vista que são apenas mulheres atuando no posto de trabalho analisado.

 Relativamente a atividade realizada temos que a limitação cardinal relevante para o projeto é a postura tendo em vista que  prateleiras demasiadamente baixas ou demasiadamente altas induzem a posturas inadequadas e essas resultam em dores e riscos a saúde dos trabalhadores. Sabe-se que a postura trata-se de uma limitação do tipo dois sentidos (two-way), ou seja, pode ser indesejável que a altura seja muito alta ou muito baixa.

Com o objetivo de determinar as alturas desejáveis tanto para a prateleira superior com para a inferior do supermercado foi realizado o método dos limites para ajustabilidade. Assim, foi determinado inicialmente que iria se buscar por satisfazer 90% da população de estudo.

Para as manipulações na prateleira superior do supermercado, foi considerada como parâmetro de altura mais indicada a altura do cotovelo. Para satisfazer 90% das colaboradoras deve-se dimensionar a prateleira bilateralmente para o 95º percentil e o 5º percentil, de modo a desconsiderar 5% em cada extremo da distribuição. 

Assim, para a realidade em questão temos que os valores limitantes para a altura do cotovelo são     P(95) = 1041 mm e para P(5) = 889 mm; de N = (965; 46). Realizando uma correção de 25 mm devido ao calçado, os valores limitantes passam a ser VL(95) = 1066 mm e VL(5) = 914 mm. Se considerarmos uma tolerância de ±50 mm, temos como Intervalo Superior [1016; 1116] e Inferior [864; 964].

Desta forma, podemos considerar como altura fixa uma das limitações obtidas. Assim, iremos considerar como altura para a prateleira superior do supermercado o limite inferior do intervalo superior, 1016 mm. E podemos também admitir que os colaboradores que se enquadram no 5º percentil aceitariam o limite superior do intervalo inferior, 964 mm. Foram calculados os percentis respectivos para as dimensões, esses podem ser observados nos cálculos abaixo.

Os quais correspondem respectivamente ao 71º e 29º percentis, de forma a deixar 42% da população insatisfeita. Para diminuir este índice de satisfação propõe-se para este sítio a introdução de ume estrado de 52 mm (1016 – 964 mm). 

Já para a prateleira inferior foi considerada como parâmetro de altura mais indicada a altura do joelho. Também com o objetivo de satisfazer 90% das colaboradoras deve-se dimensionar a prateleira bilateralmente para o 95º percentil e o 5º percentil. Na tabela mostrada anterirmente, temos as alturas de joelhos padrões da população portuguesa feminina são para P(95) = 526 mm e para P(5) = 434 mm: de N = (480; 28). Realizando uma correção de 25 mm devido ao calçado, os valores limitantes passam a ser VL(95) = 551 mm e VL(5) = 459 mm. Se considerarmos uma tolerância de ±50 mm, temos como Intervalo Superior [501; 601] e Inferior [409; 509].

E ao considerar como altura para a prateleira superior do supermercado o limite inferior do intervalo superior, 501 mm. E admitir que os colaboradores que se enquadram no 5º percentil aceitariam o limite superior do intervalo inferior, 509 mm. 

Ao calcular os percentis dos respectivos valores temos:

Ao calcular os percentis dos respectivos valores, temos:

Os quais correspondem respectivamente ao 45º e 55º percentis, de forma a deixar apenas 10% da população insatisfeita. Concluímos então, que as alturas mais indicadas para as prateleiras do supermercado são: 102 cm para a superior e 51 cm para a inferior.