Por Jeff Joines ([email protected]) Professor associado de engenharia têxtil
Esta é a última parte da série de três partes sobre Seis Sigma, Lean Sigma e Simulação. A primeira parte explicou as metodologias Seis Sigma e as ligações com a simulação, enquanto a segunda parte discutiu onde a simulação poderia ser usada diretamente nos dois processos Seis Sigma (DMAIC e DMADV). A última parte demonstrará como a simulação pode ser usada para projetar processos Lean Six Sigma.
Recentemente, a metodologia de melhoria contínua Six Sigma foi combinada com os princípios da manufatura enxuta para produzir uma metodologia denominada Lean Six Sigma. Lembre-se de que o Six Sigma é uma metodologia de melhoria contínua usada para controlar/reduzir a variabilidade do processo, enquanto a manufatura enxuta é uma filosofia de gerenciamento/fabricação que lida com a eliminação de desperdícios e é derivada do Sistema de Produção Toyota (TPS) japonês. Quando as pessoas pensam em Lean, elas evocam a manufatura Just-in-time (JIT) (ou seja, as peças ou informações chegam exatamente quando você precisa e não antes). A eliminação do desperdício é fundamental nos sistemas Lean e a Toyota define três tipos de desperdício: muda (“trabalho sem valor agregado”), muri (sobrecarga) e mura (irregularidade). A maioria das pessoas pensa na forma de desperdício sem valor agregado quando se refere ao Lean (por exemplo, uma peça fica na fila por dez minutos antes de ser processada por um minuto, o que representa dez minutos de tempo sem valor agregado). Muitas das ferramentas do Lean tratam da eliminação dessa forma de desperdício (muda). A Toyota identificou sete desperdícios comuns originais (parafraseados do “Lean Thinking”) que o Lean tenta eliminar.
- Transporte (movimentação de produtos que não é realmente necessária para realizar o processamento)
- Inventário (todas as matérias-primas, trabalhos em andamento e produtos acabados que não estão sendo processados no momento)
- Movimento (pessoas ou equipamentos se movendo ou andando mais do que o necessário para realizar o processamento)
- Esperando (aguardando a próxima etapa de produção (ou seja, na fila))
- Superprodução (produção antes da demanda, fazendo com que os itens tenham que ser armazenados, gerenciados, protegidos e descartados devido ao potencial)
- Processamento excessivo (devido a um projeto ruim de ferramenta ou produto que cria um processamento desnecessário, por exemplo, um produto com engenharia excessiva que o cliente não precisa ou pelo qual não paga, ou ter uma taxa de 99% de defeitos quando o cliente está disposto a aceitar 90%)
- Defeitos (o esforço envolvido na inspeção, correção de defeitos e/ou substituição de peças defeituosas)
O Lean Six Sigma utiliza a metodologia de melhoria contínua (DMAIC) como uma abordagem orientada por dados para a análise de causa raiz, melhoria contínua, bem como implementações de projetos lean. O Lean engloba uma ampla gama de ferramentas Lean que são usadas para implementar mudanças. Muitas das ferramentas ainda usam as palavras japonesas (por exemplo, Poka Yoke ou prova de erros).
Assim como no caso da metodologia Six Sigma, a modelagem e a análise de simulação podem ser usadas em muitas facetas da implementação do Lean e podem ser bastante críticas na tomada de decisões. A maioria das melhorias precisa ser documentada e analisada, e a modelagem e a análise de simulação podem ser usadas facilmente para verificar os benefícios das melhorias no processo atual antes da implementação real. A seguir, você verá apenas alguns casos em que apliquei a simulação.
Os mapas de fluxo de valor são uma etapa essencial para você se tornar enxuto e devem ser usados primeiro para identificar áreas de melhoria antes de aplicar ferramentas aleatoriamente. Os mapas de fluxo de valor diferem dos mapas de fluxo de processo porque os VSMs contêm todas as etapas/atividades de valor agregado e não agregado, incluem o fluxo de informações juntamente com o fluxo de materiais para fazer o produto, são um circuito fechado do cliente de volta para o cliente e levam em conta o Takt time do cliente (ou seja, o tempo necessário para entregar o produto no ritmo do cliente). No desenvolvimento de um VSM, normalmente é mapeado um instantâneo de apenas alguns produtos-chave em um determinado dia. Depois que o VSM do estado atual é desenvolvido, são identificadas as áreas de melhoria, bem como as ferramentas lean para alcançar essas melhorias; em seguida, são gerados mapas do estado futuro para ilustrar o potencial de melhoria. O mapa de fluxo de valor pode ser usado para desenvolver um modelo de simulação e uma ampla variedade de fluxos de demanda e SKUs pode ser experimentada para determinar os tempos de VA e NVA, etc.
A Ford, no início dos anos 1900, utilizou uma linha de montagem de fluxo fixo (ou seja, uma linha de produção composta por todas as máquinas para produzir um carro em uma linha sequencial) para maximizar o rendimento. No entanto, quando o número de produtos e categorias de peças aumentou e o tamanho dos lotes diminuiu, a manufatura mudou para layouts funcionais (ou seja, oficinas de trabalho) em que as máquinas eram agrupadas com base na função (ou seja, máquinas de perfuração). Agora, as peças fluiriam para todos os grupos necessários para serem produzidas, o que introduziu grande flexibilidade, mas também aumentou o tempo de deslocamento, a espera, o WIP, os defeitos devido à configuração da máquina etc. O conceito enxuto de manufatura celular decompõe o sistema de manufatura em grupos de máquinas diferentes que podem processar um conjunto de famílias de peças, o que, idealmente, diminui o transporte, as configurações e equilibra a carga. Trata-se de uma mistura de oficinas de trabalho menores e linhas de montagem de fluxo combinadas. Determinar essas famílias de peças e grupos de máquinas é bastante complicado. A simulação pode ser usada para estabelecer uma linha de base para comparação dos novos sistemas propostos. Os novos sistemas podem ser simulados com variações de demanda e problemas de manutenção para testar o projeto dos grupos celulares antes que as máquinas sejam movidas ou configuradas no novo sistema de fabricação.
Quando as pessoas pensam em Lean, elas o associam ao JIT, e a simulação tem sido a mais aplicada nessa área. Os sistemas de programação de puxar diferem dos sistemas de empurrar (ou seja, uma previsão de um conjunto de peças é enviada para o primeiro processo e, em seguida, é empurrada pelo sistema até a conclusão), pois as peças não são produzidas até que sejam necessárias. Os Kanbans (sinais) são enviados de volta ao processo anterior para reabastecer as peças somente quando elas tiverem sido usadas pelo processo atual. O ideal é que os sistemas de puxar tenham um WIP mais baixo e processos mais rápidos, mas normalmente só funcionam para fluxos de demanda estáveis. Por exemplo, trabalhamos com uma grande empresa que estava construindo uma nova fábrica com prazos de entrega bastante longos. Partes da organização tiveram muito sucesso na implementação de sistemas de programação pull para preencher seus estoques. A empresa havia implementado o nivelamento de demanda como forma de lidar com as grandes variações de demanda dos clientes. Inicialmente, eles nos pediram para avaliar onde deveriam colocar os supermercados (ou seja, locais para armazenar o estoque (Kanbans)), qual deveria ser o tamanho dos respectivos Kanbans para cada SKU, etc. Depois de criar vários modelos de simulação utilizando seus fluxos de demanda históricos, determinamos que o volume total que estava sendo colocado na fábrica era como um tsunami que engoliria os supermercados, transformando-a essencialmente em um sistema de empurrar (ou seja, tudo enviado para o primeiro processo (matérias-primas) e processado até o final). Demonstramos por meio de simulação que os supermercados teriam de ser grandes para serem eficazes e que esses tamanhos de Kanban eram simplesmente impraticáveis. O modelo de simulação lhes disse que, antes que uma enorme quantidade de dinheiro e tempo fosse gasta no desenvolvimento do processo e do sistema de informações para lidar com isso, eles poderiam se concentrar em outras áreas Lean.
A maioria das pessoas está familiarizada com a última forma de desperdício (mura) e sua eliminação por meio do Heijunka (nivelamento da produção). O nivelamento da produção/equilíbrio de carga funciona em conjunto com os sistemas de puxar e esses sistemas podem ser simulados novamente para ver seu impacto, bem como para determinar onde os supermercados (por exemplo, buffers de estoque) precisam ser colocados para alcançar o equilíbrio. A manutenção preventiva total (TPM) é outra área em que os profissionais lean podem se beneficiar da modelagem de simulação para verificar o efeito de diferentes políticas e programações no sistema.
Para obter mais informações sobre a manufatura enxuta e a filosofia enxuta, recomendo dois livros de James Womack et al: “The Machine that Change the World” e seu último livro Lean Thinking.
Conclusões
Esperamos que a série de três partes tenha mostrado como os profissionais de simulação possuem um conjunto de habilidades que é extremamente benéfico para o projeto Seis Sigma, Design para Seis Sigma e/ou Lean Seis Sigma. Esses tipos de projetos não são muito exclusivos, mas apenas modelos gerais de simulação que exigem que aprendamos sua linguagem específica. Acho mais fácil trabalhar em projetos Six Sigma porque os profissionais de Lean e Six Sigma entendem a análise estatística necessária para a análise de entrada e saída, embora normalmente só tenham usado a distribuição Normal.