Como encontrar e corrigir gargalos no chão de fábrica
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By Mirko Peters ·
A análise de gargalos identifica a etapa que limita a produção da fábrica. Aprenda a reconhecê-la, medi-la e aplicar os cinco passos de foco da teoria das restrições.
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Um gargalo é a etapa de um processo que limita a produção de toda a fábrica. A análise de gargalos é o trabalho de encontrar essa etapa, medir quanto ela perde e agir sobre ela primeiro. Este artigo é para gerentes de fábrica que querem mais vazão e capacidade produtiva sem mais pessoas ou máquinas. Ele mostra como identificar um gargalo de produção, como aplicar a teoria das restrições em cinco passos e como evitar as armadilhas mais comuns.
Pontos principais
- Um gargalo é o recurso que limita a produção de todo o sistema. Cada hora perdida ali é uma hora perdida para a fábrica.
- Você encontra um gargalo procurando a maior utilização, a fila mais longa em frente a uma estação e a estação que as etapas seguintes ficam esperando.
- A teoria das restrições propõe cinco passos de foco: identificar, explorar, subordinar, elevar e evitar a inércia.
- Explore o gargalo primeiro, sem novo investimento: mantenha-o funcionando durante pausas, trocas de ferramental e faltas de material.
- Depois que você corrige um gargalo, o limite passa para outra etapa. Meça novamente e trate isso como uma rotina contínua.
O que é um gargalo e por que ele define a sua produção?
Pense em um cano formado por trechos de larguras diferentes. A vazão da água é determinada pelo trecho mais estreito. Uma linha de produção funciona da mesma forma. Se a serra corta 60 peças por hora e a cabine de pintura finaliza 40, a linha entrega 40. A cabine de pintura é o gargalo.
A Teoria das Restrições (TOC, na sigla em inglês) parte dessa ideia. O glossário do Lean Enterprise Institute descreve a TOC como uma filosofia de gestão e um conjunto de ferramentas para a mudança organizacional, desenvolvida pelo físico Eliyahu Goldratt e popularizada em seu livro de 1984, A Meta. Ela se concentra em identificar e gerenciar os fatores que impedem uma empresa de atingir seus objetivos, com o propósito de aumentar a vazão. Aqui, vazão significa a taxa de saída de todo o sistema. Não é a velocidade de uma máquina isolada.
Duas consequências são importantes no chão de fábrica:
- Um minuto perdido no gargalo é um minuto perdido para a fábrica. O mesmo minuto perdido em uma etapa que não é gargalo geralmente não custa nada, porque essa etapa tem capacidade ociosa.
- Melhorar um não gargalo não aumenta a produção. Isso apenas acumula mais trabalho em processo à frente do gargalo real.
Por isso uma fábrica pode comprar uma máquina mais rápida e não notar nenhuma mudança nas entregas. O dinheiro foi aplicado no lugar errado.
Como você realiza uma análise de gargalos?
Para identificar gargalos com segurança, procure evidências em três direções e confie no resultado somente quando elas concordarem. Você está lendo o fluxo de trabalho da fábrica, então comece pelo que consegue observar.
- Utilização da capacidade. Compare a carga de cada estação com o tempo disponível. O gargalo normalmente opera mais perto de 100% e tem pouca folga.
- Filas. Percorra o chão de fábrica e observe onde o trabalho espera. Uma pilha de peças à frente de uma estação é o sinal visual mais forte.
- Ociosidade por falta de alimentação. Observe as etapas depois do suposto gargalo. Se elas frequentemente ficam paradas esperando peças, o gargalo está antes delas no fluxo.
Em seguida, confirme com uma verificação simples de dados:
- Comece o mapeamento: desenhe o fluxo do processo de uma família de produtos, desde a liberação até a expedição, para ver cada etapa e o seu roteamento.
- Para cada etapa, registre o tempo líquido por unidade, incluindo o carregamento e o descarregamento que você efetivamente observa, e o tempo disponível por turno.
- Calcule a capacidade por turno: minutos disponíveis divididos pelos minutos por unidade.
- Compare a capacidade com a demanda por turno. A etapa com a menor capacidade é o candidato.
- Acompanhe a etapa durante um turno completo. Anote cada parada: espera por material, espera por pessoas, falha de equipamento, troca de ferramental e inspeção de qualidade. Use análise de causa raiz, como perguntar "por quê?" cinco vezes, na maior parada. Corrija a causa, não apenas o sintoma.
Não confie em um único dia. Repita a verificação em outro turno e com outro produto. Se uma etapa diferente limita a produção em dias diferentes, você tem um gargalo móvel. Trate cada família de produtos separadamente. A coleta de dados pode começar com uma prancheta e um cronômetro. Depois, os dados de produção dos seus sistemas tornam a análise repetível e reduzem o trabalho manual.
Vá ao gemba para conferir os números. Gemba é a palavra japonesa para o local onde o trabalho é feito. Uma máquina pode parecer lenta nos dados porque um operador registra as pausas de forma incorreta. O chão de fábrica mostra a causa real. Pergunte também ao supervisor e aos operadores. A visão deles ajuda você a tomar decisões embasadas.
Quais são as causas comuns de um gargalo na produção?
Um gargalo na manufatura pode aparecer em qualquer um dos processos produtivos, em qualquer etapa, inclusive na inspeção e na embalagem. Equipes que identificam as restrições cedo evitam atrasos na produção. A maioria dos gargalos se enquadra em alguns grupos. Conhecê-los encurta a busca e melhora a alocação de recursos.
- Tempo de ciclo lento. A máquina ou a etapa manual simplesmente leva mais tempo por peça do que as etapas vizinhas.
- Carga de trabalho desigual. O acúmulo de trabalho em frente a uma estação é o sinal visível.
- Paradas. Falhas, pequenas paradas e espera por reparo reduzem a capacidade efetiva de uma estação.
- Trocas de ferramental. Preparações longas removem horas de produção a cada semana.
- Falta de material e ferramentas. A estação espera por peças, dispositivos de fixação ou documentos.
- Dimensionamento de pessoal e habilidades. Só uma pessoa consegue operar a etapa, então pausas e ausências a paralisam.
- Ciclos de retrabalho. Retrabalho e inspeção fazem as peças passar pela mesma etapa duas vezes.
- O cronograma de produção. Um plano que ignora a capacidade limitada cria um gargalo onde antes não existia.
Como resolver um gargalo? As cinco etapas de foco
O Theory of Constraints Institute lista cinco etapas de foco. Ele afirma que a saída da restrição governa ou limita a saída da organização como um todo, e que a maioria dos sistemas costuma ter uma única restrição de recurso, como uma máquina ou um departamento. As etapas são:
- Identifique a restrição do sistema.
- Explore a restrição. Tire o máximo do que você já tem.
- Subordine todo o restante à restrição.
- Eleve a restrição. Acrescente capacidade somente quando as etapas dois e três não forem suficientes.
- Evite a inércia de se tornar a restrição. Quando a restrição se deslocar, volte à etapa um.
Na prática, a ordem importa, porque coloca as ações baratas antes das caras.
Explorar significa que o gargalo nunca espera por nada. Ações típicas:
- Mantenha-o em funcionamento durante pausas e trocas de turno, escalonando os operadores.
- Prepare material, ferramentas e documentos antes do término do trabalho anterior.
- Tire as verificações de qualidade do gargalo ou faça a checagem antes de o trabalho chegar a ele, para que ele não processe peças já defeituosas.
- Faça as trocas enquanto outros trabalhos ainda estão em andamento, sempre que possível. O método de troca rápida SMED, sigla de Single-Minute Exchange of Die, transfere o trabalho de preparação para fora do tempo de parada da máquina.
- Execute o gargalo nos trabalhos com maior valor por minuto do seu tempo.
Subordinar significa que o restante da fábrica segue o ritmo da restrição. Libere trabalho para o chão de fábrica na velocidade em que o gargalo consegue processá-lo. Isso limita o trabalho em progresso e reduz o lead time. O planejamento de capacidade deve usar a capacidade real do gargalo, não a sua velocidade nominal. Planos que respeitam a capacidade limitada, muitas vezes chamados de programação de capacidade finita, incorporam essa regra ao cronograma.
Elevar vem por último. Acrescente um turno, uma segunda máquina ou um processo mais rápido somente depois de esgotar as três primeiras etapas. Uma nova máquina comprada antes da segunda etapa muitas vezes é uma máquina comprada para um problema que a disciplina teria resolvido.
Exemplo: uma célula com quatro etapas
Esta é uma ilustração com números fictícios.
Uma célula fabrica tampas de bomba em quatro etapas, trabalhando 450 minutos produtivos por turno. Os tempos líquidos por peça são: serra 1,5 min, fresagem 3,0 min, rebarbação 2,0 min e lavagem 1,0 min.
A capacidade por turno é 450 dividido pelo tempo por peça:
- Serra: 450 / 1,5 = 300 peças
- Fresagem: 450 / 3,0 = 150 peças
- Rebarbação: 450 / 2,0 = 225 peças
- Lavagem: 450 / 1,0 = 450 peças
A fresagem é o gargalo. A célula consegue fabricar 150 peças por turno, por mais rápida que seja a serra. Ao observar a fresadora durante um turno, constata-se que ela para por 40 minutos: 25 minutos esperando o material da próxima ordem e 15 minutos em trocas de ferramenta.
A equipe explora a fresadora primeiro. Eles deixam o material preparado ao lado da máquina e fazem a pré-regulagem da próxima ferramenta enquanto a ordem atual está em execução. Juntas, essas medidas recuperam 35 dos 40 minutos perdidos. A capacidade da fresadora sobe de 450 / 3,0 = 150 para (450 + 35) / 3,0 = 161,7, cerca de 161 peças. Isso representa aproximadamente 7% a mais de produção sem nenhum investimento. A serra agora tem tempo ocioso, então a equipe libera material para ela no ritmo da fresadora. A rebarbação, com 225 peças, continua bem acima da fresadora. O gargalo permanece na fresadora até que outra etapa alcance esse nível.
Como manter a melhoria e identificar o próximo gargalo?
Quando você elimina um gargalo, outra etapa passa a ser o limite. Esse é o objetivo da quinta etapa. Trate cada correção como trabalho de melhoria de processo e faça da análise de gargalos parte da sua cultura de melhoria contínua:
- Acompanhe a produção, as paradas e o tamanho da fila no gargalo a cada turno e mostre esses dados no quadro da célula.
- Revise os números na reunião diária. Uma queda no gargalo deve receber resposta no mesmo dia.
- Otimize um gargalo por vez e refaça a análise de capacidade após cada mudança em produtos, equipe ou equipamentos.
Os dados ajudam nesse ponto, junto com alguns KPIs como produção por turno, minutos de parada e tamanho da fila. Uma análise regular de gargalos, com comparação entre o planejado e o realizado para cada estação, mostra onde o desempenho geral fica aquém e por quanto tempo, e permite distinguir um gargalo real de um problema pontual.
Erros comuns
- Melhorar a máquina que parece mais ocupada. Uma máquina que trabalha o dia inteiro nem sempre é o gargalo. Ela pode estar produzindo trabalho que ninguém precisa ainda.
- Julgar apenas pela velocidade da máquina. O gargalo é a etapa com a menor capacidade após todas as paradas, preparações e esperas, e não a etapa com a menor velocidade nominal.
- Começar com equipamentos novos. Explore o gargalo com o que você já tem antes de comprar qualquer coisa.
- Deixar o gargalo esperando. Uma ferramenta faltando ou uma empilhadeira atrasada pode parar toda a produção da fábrica.
- Liberar trabalho demais. Alimentar o chão de fábrica mais rápido do que o gargalo consegue processar apenas forma filas e aumenta o lead time.
- Analisar uma única vez. As restrições mudam com o mix de produtos e após cada melhoria.
Como o software pode ajudar
Um gargalo é fácil de identificar em uma única célula e difícil de identificar em uma fábrica com muitos produtos. Um software pode comparar os valores planejados e realizados por estação e mostrar onde a diferença é maior. O Polaris Analyzer da iFAKT oferece dashboards de KPIs em todos os módulos, comparando os valores planejados e realizados na produção. Use essa visão para decidir onde olhar. Depois, vá até o chão de fábrica e confirme a causa.
Próximo passo
Escolha uma família de produtos e calcule esta semana a capacidade de cada etapa, usando tempos líquidos que você mesmo observou. Em seguida, comece sua análise de gargalos pela etapa de menor capacidade, anotando cada minuto em que ela para durante um turno inteiro.