Sistema Kanban

Sistema Kanban

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Análise e Simulação do Ciclo de Reabastecimento das Células de Produção em Sistemas Just-In-Time.

Luiz Meira Freire

Dissertação do MIEIG 2007/2008 Orientadores na FEUP: Prof. José Barros Basto e Prof. António Brito

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Mestrado Integrado em Engenharia Industrial e Gestão

Análise e Simulação do Ciclo de Reabastecimento das Células de Produção em Sistemas Just-In-Time

Resumo

Eliminação do desperdício e grande aumento de produtividade. Esses foram os principais motivos que levaram o Sistema Toyota de Produção a ser copiado pelas fábricas concorrentes. Como conseqüência dos bons resultados apresentados, o sistema de produção Just-In-Time tem-se propagado rapidamente para além das fronteiras da indústria automobilística.

Entretanto poucas são as empresas que conseguem implementar o sistema de forma correta, seja por desconhecer os seus princípios ou por não saber aplicá-los corretamente.

O presente trabalho revisa os conceitos teóricos de tal sistema para então apresentar uma análise feita sobre o ciclo de reabastecimento de materiais nas células de produção. O estudo consiste na comparação de dois métodos diferentes de abastecimento da uma dada linha de montagem. O primeiro método proposto foi o tradicional, baseado no transporte com empilhadores requisitados à demanda. O modelo adversário foi o utilizado pela Toyota, suportado pelo Mizusumashi que realiza uma rota padronizada e entrega os materiais à medida que forem sendo consumidos.

De forma a sustentar o estudo, foi desenvolvido um simulador em JAVA® que permite ao usuário configurar quase todas as variáveis através do menu principal. Nele, poderá escolher qual dos dois métodos de abastecimento pretende executar. Ao final da animação são apresentados os resultados.

Foi escolhido um cenário padrão de estudo baseado numa fábrica localizada no norte de Portugal para que os resultados fossem validados. Os ganhos previstos pela simulação apontaram para 67% de redução da distância percorrida sem cargas e eliminação de 42% do tempo gasto no deslocamento.

Palavras-Chaves: Produção Enxuta; Logística Interna; Mizusumashi

Análise e Simulação do Ciclo de Reabastecimento das Células de Produção em Sistemas Just-In-Time

Simulation and Analyses of Just-In-Time Production Cells Supply Cycle

Abstract

Nowadays, many different factories tend to copy Toyota Production System due to its important contribution to the muda elimination and the productivity increase. As a consequence of the good results, the Just-in-Time production system has spread rapidly, not only in the car industry sector.

However, there are few companies that succeeded in implementing the system correctly, mainly because of the lack of knowledge about the principles of the system and its accurate application.

This paper details the theoretical concept of the mentioned system and afterwards presents the analysis concerning the production cells logistics supply. This study consists of comparison of two different methods of supply of the given production line. The first method proposed was the traditional, which is based on the forklift transport required on demand. The other model was the one used by Toyota, supported by the mizusumashi or water spider, which accomplishes a standard route and delivers the material as it is being consumed.

To support this study, there has been created a simulator in JAVA® which allows the user to configure almost all the variables through the main menu. There is a possibility to choose between those two supply methods. The results are presented in the end of the simulation.

The research aiming to confirm the results of the study was conducted in a factory in the northern Portugal. The simulation estimates that the gains obtained will be: reduction of the movement realized without load (67%) and decrease of the time dedicated to the movement (42%).

Key words: Lean Manufacturing; Logistics; Mizusumashi

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Agradecimentos

Ao Instituto Kaizen® pela identificação da necessidade de um programa de simulação de sistemas puxados no mercado e pela ajuda na definição do escopo do projeto.

À montadora de ônibus Caetano Bus pelas visitas concedidas ao setor de produção, através das quais pude realmente perceber como funciona o ciclo do mizusumashi. Agradeço também a dedicação de seus funcionários em esclarecer todas as dúvidas pertinentes relativas ao fluxo de materiais e à atenção dada.

Ao Professor José Barros Basto pelo convite para participar no projeto e pela sua dedicação nas diversas reuniões ao longo do seu desenvolvimento para se fazer os ajustes necessários.

Ao Professor António Carvalho Brito pelo apóio relativo às técnicas de programação orientada a objetos e pelo livro fornecido sobre simulação computacional que foi uma excelente base para o desenvolvimento do modelo adotado.

Ao Professor João Falcão e Cunha pelo empenho efetuado na minha transferência para a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, tendo sido um dos fatores decisivos para a minha vinda a Portugal.

Ao Doutor Manuel Feliz Teixeira pela explicação do modelo de simulação Schedule - execute, assim como dos primeiros passos da construção de um simulador.

Ao Engenheiro Lauro Lins pelo suporte fornecido na programação em JAVA. tm

À Almec Iluminação LTDA pela bolsa de estudos concedida.

Ao Engenheiro Nuno Martins por permitir a publicação das fotos do Pull Flow na Oliveira & Irmão S.A.

Aos meus Pais pelo apoio emocional e financeiro durante a minha estada no exterior, imprescindíveis para o começo, desenvolvimento e conclusão do projeto.

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Resumoi
Simulation and Analyses of Just-In-Time Production Cells Supply Cyclei
Agradecimentosiv
Índice de Conteúdos1
1 Introdução5
2 O Sistema Toyota de Produção7
2.1Eliminação dos Desperdícios e o Princípio do Não-Custo8
2.2 Autonomação9
2.3 Padronização das Operações10
2.4 Eliminação da Causa do Problema10
2.5 Círculo de Controle da Qualidade10
2.6 Melhoria Contínua1
2.7 Manutenção Produtiva Total1
2.8 Troca Rápida de Ferramentas1
2.9 Just-in-Time12
2.10 Fluxo Contínuo12
2.1 Takt-Time e Tempo de Ciclo14
2.12 Heijunka15
2.13 Pitch-Time16
2.14 Heijunka Box16
2.15 Kanban17
2.16 Tipos de Kanban18
2.17 Funcionamento do Kanban20
2.18 Cálculo do Número de Kanbans2
2.19 Principais Desvantagens dos Kanbans2
2.20Diferentes Formas de Transmitir a Informação23
2.21 Célula de Produção24
2.2 Polivalência do Trabalhador26
2.23 Supermercados26
2.24 Abastecedor das Células de Produção28
3 Sobre o simulador desenvolvido:31
3.1 Arquitetura do Simulador31
3.2Vantagens e Limitações da Simulação Visual Interativa32
3.3 Características Funcionais do Simulador3
3.4Simplificações e Considerações na Construção do Simulador34
3.5Configuração e Principais Variáveis do Simulador35
3.6 Simulação no Modo da Próxima Atividade40
3.7Simulação no Modo do Circuito Fixo43
3.8Comentário acerca das variáveis dos dois métodos46
4 Resultados Obtidos Através do Simulador48

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4.1.1Relatório da Simulação Utilizando o Empilhador50
4.1.2Relatório da Simulação Utilizando o Mizusumashi50
Empilhador x Mizusumashi51
5Conclusões e perspectivas de trabalho futuro54
6 Referências e Bibliografia56
Anexo A - Ficha de Trabalho Padrão58
Anexo B - Gráficos com os Resultados da Simulação59
Anexo C - Fluxogramas62
Anexo D - Exemplos Reais dos Elementos Citados no Texto67

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Figura 1 - Eliminação da espera através do jidoka9
Figura 2 - Produção empurrada versus produção puxada12
Figura 3 - Representação do fluxo intermitente13
Figura 4 - Representação do fluxo contínuo13
Figura 5 – Comparação da produção em grandes lotes com a produção nivelada15
Figura 6 - Programação do heijunka box17
Figura 7 - Programação do quadro de nivelamento com mais de um kanban por ranhura17
Figura 8 - Exemplo de um kanban de produção e de transporte19

Índice de Figuras

os produtos necessários nas quantidades certas e no tempo correto”20

Figura 9 - Funcionamento do kanban, passo um. “O processo subseqüente deve retirar, no processo precedente,

kanban”20

Figura 10 - Funcionamento do kanban, passo dois. “Nenhum item pode ser produzido ou transportado sem um

quantidades requisitadas pelo processo subseqüente."21
Figura 12 - Funcionamento do kanban, passo quatro. Término do ciclo21
Figura 13 - Diferentes formas do kanban24
Figura 14 - Redução do desperdício de transporte utilizando células de produção em "U"25
Figura 15 - Diferentes movimentações dentro de uma célula em "U"25
Figura 16 - Acesso às prateleiras de um supermercado por dois tipos de corredores27
Figura 17 - As etiquetas utilizadas no supermercado têm sempre um kanban associado28
Figura 18 - Circuito fixo realizado pelo mizusumashi30
Figura 19 - Divisão do percurso do mizusumashi para sincronizar com o pitch-time30

Figura 1 - Funcionamento do kanban, passo três. "O processo precedente deve produzir seus produtos nas

Windows Vista™31
Figura 21 - Tela principal da simulação. Clareza na identificação das entidades e animação detalhada3
Figura 2 - Menu de configuração dos produtos36
Figura 23 - Menu de configuração do chão de fábrica38
Figura 24 - Configuração da tabela com as distâncias da simulação39

Figura 20 - Além de ser compatível com Windows XP™, Mac OS X™ e Linux, o simulador funciona também em

próxima atividade a ser executada41

Figura 25 - Menu de ajuste de tempo das atividades com campos de média e desvio padrão na modalidade da

circuito fixo4

Figura 26 - Menu de ajuste de tempo das atividades com campos de média e desvio padrão na modalidade do

mesma atividade de expedição de três caixas46

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Figura 29 - Distribuição do tempo do empilhador pelas atividades realizadas50
Figura 30 - Distribuição do tempo do mizusumashi pelas atividades realizadas51
Figura 31 - Resumo da utilização das células de produção51
em sete máquinas diferentes58
Figura 3 - Exemplo de um gráfico do mizusumashi ou empilhador exibido nos resultados da simulação59
Figura 34 - Exemplo do relatório de uma célula de manufatura emitida pelo simulador59

Figura 32 - Exemplo de uma folha padrão de operações com nove atividades executadas por um único operador

negativos indicam a ruptura de estoque60
Figura 36 - Gráfico do custo total com estoque de produto acabado no período61
Figura 37 - Exemplo do gráfico de carga nos seqüenciadores da linha de produção ao longo do tempo61
Figura 38 - Caixa de nivelamento para 6 células operando a 3 turnos67

Figura 35 - Gráficos de estoque por quantidade e por valor apresentados no final da simulação. Valores

chute) embaixo67

Figura 39 - Caixa de construção de lote para 6 famílias diferentes com seqüenciador de repacking (kanban

dois níveis de baixo, estão as caixas cheias. No nível de cima são retornadas as caixas vazias68
Figura 41 - Posto de trabalho de uma célula de produção68
Figura 42 - Kanban de movimentação fixado na com o produto referenciado69
Figura 43 - Secção do supermercado vista do corredor do mizusumashi e do corredor do abastecedor69
Figura 4 - Tela de configuração do SimCantina70
Figura 45 - Simulação com uma máquina de vendas e um garçom71

Figura 40 - Bordo de linha de uma célula de produção vista pelo lado de abastecimento do mizusumashi. Nos Figura 46 - A adição de uma nova máquina de vendas eliminou a fila para a compra de tickets......................... 71

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