Trabalho em Processo (WIP) na Manufatura
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By Mirko Peters ·
Para reduzir o trabalho em processo, diminua os tamanhos dos lotes, limite o WIP com kanban e libere trabalho no ritmo do gargalo. Um guia para gerentes de produção, com um exemplo prático.
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Trabalho em processo, ou WIP, é o material que iniciou a produção, mas ainda não é um produto acabado. Para reduzir o trabalho em processo, você diminui os tamanhos dos lotes, define um limite máximo para a quantidade de trabalho que pode entrar em uma etapa, libera as ordens no ritmo do gargalo e reduz os tempos de troca. Este artigo é para gerentes de produção que veem peças se acumulando entre as máquinas. Ele explica como medir o WIP, por que ele cresce e como reduzi-lo sem deixar a linha sem material.
Principais conclusões
- Trabalho em processo é o material que foi iniciado, mas não está concluído. Em média, o lead time é igual ao trabalho em processo dividido pela vazão, então quanto menos WIP, menor o lead time.
- O excesso de estoque em processo geralmente vem de lotes grandes, liberação irregular de trabalho e longas esperas diante do gargalo.
- Conte o trabalho em processo por localização, primeiro. Um mapa de fluxo de valor mostra onde o trabalho espera e por quanto tempo.
- Quatro alavancas reduzem o WIP: lotes menores, um limite de WIP, como o kanban, liberação no ritmo do gargalo e trocas mais rápidas.
- Um WIP menor expõe problemas que o estoque costumava esconder, então esteja preparado para corrigir a qualidade e a confiabilidade das máquinas.
Por que o trabalho em processo importa?
WIP não é estoque inofensivo. Ele imobiliza caixa, ocupa espaço no chão de fábrica e esconde problemas. Acima de tudo, torna o lead time mais longo. Uma peça que espera não está sendo fabricada.
A relação entre WIP e lead time é uma regra simples. John Little a demonstrou em 1961, e hoje ela é chamada de lei de Little. Em um artigo retrospectivo escrito para o seu 50º aniversário, ela é apresentada como L = λW. L é o número médio de itens no sistema, λ é a taxa média de chegada dos itens e W é o tempo médio que um item permanece no sistema. Para uma fábrica, leia assim:
Lead time médio = WIP médio ÷ vazão média
Vazão é o número de unidades que saem do processo por unidade de tempo. Se ela se mantém, reduzir o trabalho em processo pela metade reduz o lead time médio também pela metade. Se o estoque continua alto, o lead time continua alto, independentemente do que o planejamento prevê. A lei descreve médias de longo prazo. Ela não prevê o tempo de um pedido específico.
O que conta como WIP, e como medi-lo?
O glossário do Lean Enterprise Institute define trabalho em processo como itens de trabalho entre as etapas de processamento. Acrescenta que, em sistemas enxutos, o trabalho em processo padronizado é a quantidade mínima de peças, incluindo as unidades dentro das máquinas, necessária para manter o processo fluindo bem. Portanto, a meta é uma quantidade pequena e fixa, não zero.
Para medir o WIP:
- Defina o limite. Escolha um ponto de início, como a liberação de material, e um ponto de fim, como a embalagem. Conte tudo o que estiver entre eles.
- Conte por localização. Percorra o chão de fábrica e conte as unidades ou pedidos em cada fila, máquina e buffer. Anote a data e a hora.
- Conte sempre na mesma unidade. Use peças, contêineres ou pedidos. Não misture as unidades.
- Repita em vários dias. Uma única contagem pode ser anormalmente alta ou baixa.
- Divida pela vazão. Use o número de unidades que saíram do processo por dia para obter o lead time médio.
Um mapa de fluxo de valor torna isso visível. Value stream mapping mostra as filas entre as etapas do processo, com a quantidade esperando em cada uma. Você vê de imediato onde o trabalho fica parado por mais tempo.
Por que o trabalho em processo se acumula?
Procure estas causas comuns:
- Lotes grandes. Uma peça espera o restante do lote terminar em cada etapa. Um lote de 200 significa que 199 peças ficam esperando enquanto uma é trabalhada.
- Liberar trabalho demais. As ordens vão para o chão de fábrica quando o material chega ou quando o plano manda, e não quando a linha tem espaço.
- Espera em frente ao gargalo. Toda etapa anterior ao gargalo pode rodar mais rápido que ele. O excesso se acumula na frente dele.
- Trocas de setup longas. Quando os setups levam horas, o planejamento agrupa as tarefas em lotes grandes para evitá-los.
- Ciclos de retrabalho. Retrabalho e inspeção retêm as peças.
- Falta de peças. Ordens iniciadas sem o material completo ficam esperando no chão de fábrica.
Várias dessas causas se alimentam umas das outras. Lotes grandes vêm de trocas de setup longas, e lotes grandes formam filas.
Como reduzir o WIP? Quatro alavancas
1. Reduza o tamanho do lote. Movimente as peças em lotes menores ou, quando possível, uma peça por vez. Lotes menores esperam menos. Eles exigem trocas de setup mais curtas, por isso essas duas ações andam juntas.
2. Limite o WIP com um sinal de puxada. Um kanban é, nas palavras do Lean Enterprise Institute, um dispositivo de sinalização que dá autorização e instruções para a produção ou retirada de itens em um sistema puxado. A forma mais simples é um cartão por contêiner de peças. Sem um cartão livre, a etapa anterior não produz. Isso estabelece um limite máximo rígido para o WIP entre duas etapas. É a maneira mais simples de limitar o WIP. Você pode definir o primeiro limite com a lei de Little, invertida: limite de WIP = lead time desejado × throughput. Se você quer um lead time de 3 dias com 100 peças por dia, o limite para o processo inteiro é de 300 peças. Divida esse valor entre as etapas, com a maior parte na frente do gargalo. Depois, reduza-o gradualmente. Esses limites de WIP funcionam para qualquer tipo de fluxo, seja o cartão de papel, o recipiente ou o sinal eletrônico.
3. Libere trabalho no ritmo do gargalo. Não alimente a primeira etapa mais rápido do que a restrição consegue processar. Libere as ordens em um ritmo fixo que acompanhe a capacidade do gargalo. O trabalho espera na carteira de pedidos, onde não custa nada, em vez de no chão de fábrica. Priorize as ordens mais antigas e mais urgentes na liberação, para que o atraso de cada ordem permaneça curto.
4. Reduza as trocas de setup e melhore a confiabilidade. Troca rápida de setup e manutenção preventiva permitem rodar lotes menores com menos estoque de segurança.
Faça isso em pequenos passos. Retire uma parcela moderada do estoque, observe o que acontece e então retire mais.
Como visualizar o WIP e limitá-lo em um quadro?
Coloque o fluxo em um quadro kanban na célula. Use uma coluna por etapa do processo e um cartão por ordem em andamento. Contar os cartões em cada coluna dá a métrica de WIP de relance. Escreva o limite de WIP no topo de cada coluna, para que a equipe possa limitar o WIP sem uma reunião. Quando uma coluna está cheia, a equipe para de iniciar trabalho novo e ajuda a concluir o que está aberto. Esse foco em concluir, e não em iniciar, reduz o lead time e diminui a espera entre as etapas, por isso ajuda a melhorar o fluxo. Um quadro físico basta para começar. Ele torna o fluxo de trabalho visível para toda a equipe e mostra ao supervisor onde o trabalho espera. A mesma ideia de quadro é usada por equipes ágeis de software, mas uma fábrica acrescenta limites físicos, como espaço no chão e contêineres. Revise os números semanalmente como métrica de produtividade e de lead time, e reduza o limite somente quando o fluxo estiver estável.
Exemplo: reduzindo o trabalho em processo em uma célula de usinagem
Esta é uma ilustração com números fictícios.
Uma célula termina 100 peças por dia. Uma contagem em três dias mostra uma média de 600 peças entre a liberação e a embalagem. O lead time médio é 600 ÷ 100 = 6 dias.
A equipe descobre que as peças esperam em frente à etapa de tratamento térmico, que é o gargalo, e que as etapas anteriores trabalham em lotes de 120.
- Eles reduzem o tamanho do lote nas duas primeiras etapas de 120 para 60.
- Eles definem um limite de 150 peças na fila em frente ao tratamento térmico e acrescentam um sinal: quando a fila está cheia, as etapas anteriores param.
- Eles liberam novas ordens uma vez por turno, no ritmo que o tratamento térmico consegue processar.
Após a mudança, a contagem mostra uma média de 300 peças, com a mesma vazão de 100 por dia. O lead time médio agora é 300 ÷ 100 = 3 dias. A célula não produziu mais. Ela entregou a mesma saída na metade do tempo e liberou espaço no chão de fábrica. Em seguida, a equipe continua reduzindo o limite da fila, observando que o tratamento térmico nunca fique sem material.
O que acontece quando você reduz o WIP?
Reduzir o WIP torna os problemas visíveis. Um estoque intermediário de 600 peças cobre uma máquina que para por uma hora. Um estoque de 300 não cobre. Esse é o ponto: o problema sempre esteve ali, e o estoque intermediário o escondia.
Prepare-se para isso. Antes de reduzir o limite, pergunte quais paradas são prováveis: quebras, falta de material, defeitos de qualidade. Designe um responsável pela maior delas. Trate cada parada como uma causa a ser eliminada por meio de kaizen ou de uma rotina de melhoria semelhante. Mantenha o limite de WIP estável até que a parada seja resolvida e, só então, reduza-o novamente.
Erros comuns
- Cortar o trabalho em progresso em todos os lugares ao mesmo tempo. A linha para por falta de material e as pessoas perdem a confiança. Mude uma célula por vez.
- Deixar o gargalo sem material. Cortar o estoque antes do gargalo reduz a produção da fábrica. Mantenha ali um pequeno estoque de proteção.
- Tratar o estoque como um número contábil. O objetivo é um lead time menor, e não um balanço melhor.
- Contar uma única vez. Uma contagem não mostra nada sobre a média. Conte em vários dias.
- Esconder o estoque. Mover peças para um canto ou para um armazém não as elimina.
- Ignorar as causas. Se os lotes continuam grandes e os setups continuam longos, o WIP volta.
Como o software pode ajudar
Uma contagem manual mostra o trabalho em progresso em um único momento. Um plano que respeita capacidade, material e turnos pode mantê-lo baixo por design, porque não libera mais trabalho do que a fábrica consegue concluir. O Polaris Optimizer, da iFAKT, gera automaticamente planos de produção otimizados sob restrições como recursos, turnos, zonas, qualificações e capacidades. Qualquer que seja a ferramenta que você use, compare o plano com o WIP real no chão de fábrica todos os dias.
Próximo passo
Conte o trabalho em progresso em uma célula em três dias diferentes e divida a média pela vazão diária para descobrir seu lead time atual. Depois, escolha uma alavanca deste artigo e use-a para reduzir o trabalho em progresso dessa célula em uma quantidade fixa que você possa verificar.