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Gestão de fluxo de valor na indústria aeroespacial: longos lead times, baixo volume, alto mix

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A gestão de fluxo de valor na manufatura aeroespacial lida com longos lead times, baixo volume e alto mix. Veja como definir famílias de peças, encontrar as esperas e planejar ganhos.

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Gestão de fluxo de valor na indústria aeroespacial significa executar cada família de peças como um único fluxo, do pedido à entrega, com um responsável e medidas compartilhadas, mesmo quando os volumes são baixos, o mix é alto e os lead times chegam a semanas ou meses. Este artigo é para gerentes de fábrica na produção de aeronaves e componentes aeroespaciais que querem saber onde se vão as semanas e como encurtá-las. Ele aborda famílias de peças, as ferramentas lean adequadas a baixo volume, resultados relatados por dois fabricantes, um exemplo fictício detalhado e os erros mais comuns. Mantém o foco na manufatura. Equipes de desenvolvimento de software e DevOps também usam gestão de fluxo de valor, para acompanhar métricas de implantação e de fluxo, mas esse é outro campo, e este artigo não o cobre.

Principais conclusões

  • Peças aeroespaciais são fabricadas em baixo volume, com alto mix e longos lead times, então o fluxo de valor é composto principalmente por esperas, não por trabalho efetivo.
  • Agrupe as peças em famílias por roteiro e equipamento compartilhados, não por cliente ou programa, para que um único mapa e um único responsável cubram muitos números de peça.
  • Um back shop da Sikorsky descrito em artigo do Lean Enterprise Institute reduziu as trocas de setup de 30 minutos para 2 a 3 minutos e usou sequenciamento de peças em intervalos fixos.
  • Um caso do Lean Post relata redução do lead time de pedido à entrega de 42 para 16 dias em um fluxo de valor, com aumento de 40 por cento no volume.
  • Trate fornecedores, como os de tratamento térmico, como parte do fluxo; um caso com fornecedor reduziu o lead time de 42 para 6 dias.

O que um fluxo de valor abrange em uma fábrica aeroespacial?

Um fluxo de valor é cada etapa, que agregue valor ou não, pela qual um produto passa desde o pedido do cliente até a entrega, junto com as informações que disparam essas etapas. O mapeamento do fluxo de valor, ou VSM, desenha esse fluxo para uma família de produtos. Uma fábrica normalmente tem vários fluxos de valor, um por família, e cada um deles precisa de seu próprio responsável. A gestão vai além: dá ao fluxo um responsável, algumas medidas compartilhadas e um ritmo de revisão, para que as melhorias sejam planejadas, acompanhadas e mantidas.

Na indústria aeroespacial, o fluxo é longo. Uma peça pode ser cortada, usinada, tratada termicamente, inspecionada, receber acabamento superficial, ser inspecionada novamente e documentada, muitas vezes em várias unidades e com diversos fornecedores. A página sobre aeroespacial descreve o setor como um segmento marcado por exigências rigorosas de qualidade, rastreabilidade e certificação. Essas exigências moldam cada mudança que você faz, e são um motivo para mapear o fluxo com cuidado, não para pulá-lo.

Por que a gestão de fluxo de valor na indústria aeroespacial precisa de uma abordagem diferente?

Os exemplos de livros-texto costumam mostrar um produto estável com volume constante. As fábricas aeroespaciais geralmente são bem diferentes, e três características pesam.

  • Longos lead times. Material, processos externos e aprovações acrescentam semanas. Tratamento térmico, galvanoplastia e testes costumam ser feitos por fornecedores.
  • Baixo volume. Um número de peça pode ser pedido apenas algumas vezes por ano. O takt time, ritmo definido pela demanda do cliente, é difícil de definir para um único número de peça.
  • Alto mix. Muitas peças diferentes compartilham as mesmas máquinas, então as trocas de setup e o sequenciamento determinam o lead time.

Um artigo do Lean Enterprise Institute (LEI), The Backbone of Lean in the Back Shops, descreve a oficina de apoio da fabricante de helicópteros Sikorsky exatamente nesse cenário: alto mix, baixo volume, demanda irregular, equipamentos compartilhados, trocas de setup frequentes e lotes vindos do sistema de planejamento de até 70 forjados. Trata-se de um artigo de 2004 sobre uma única oficina, então leia-o como um exemplo de método, não como um benchmark para a sua fábrica.

Como formar famílias de peças quando o mix é alto?

Com milhares de números de peça, não dá para desenhar um mapa para cada uma. Agrupe-as em famílias que seguem a mesma rota pela fábrica. A apostila do LEI Learning to See usa a mesma lógica: uma família é um grupo de produtos que passam por etapas de processamento semelhantes e usam equipamentos comuns.

Para uma fábrica de baixo volume, este é um conjunto prático de regras. É o meu método de trabalho, não um padrão:

  1. Liste as roteirizações. Escreva cada número de peça com suas etapas e máquinas.
  2. Ordene por etapas e equipamentos compartilhados. Peças que usam as mesmas máquinas e os mesmos processos externos devem ficar juntas.
  3. Verifique o tamanho. Uma família deve ser grande o suficiente para fazer diferença e pequena o bastante para que um único responsável consiga percorrer todo o fluxo em um ou dois dias.
  4. Defina um responsável. Uma pessoa responde pela família do pedido até a entrega.

Não agrupe apenas por cliente ou só por programa. Dois programas podem usar a mesma célula de usinagem, e nesse caso a família é a célula.

Quais ferramentas lean funcionam bem com baixo volume e alto mix?

O artigo da Sikorsky mostra como essa oficina usou várias ferramentas em conjunto. Cada uma é explicada aqui em termos simples.

  • Famílias de peças e células. Peças com roteirizações semelhantes são agrupadas, e a oficina é organizada em torno delas.
  • EPEI. Sigla de "every part every interval", ou seja, "cada peça em cada intervalo". Define um ciclo fixo em que cada peça da família é fabricada uma vez, de modo que ela volta a ser produzida em um momento conhecido e você consegue dimensionar o estoque de segurança.
  • SMED. Single-minute exchange of die é um método para reduzir o tempo de troca de setup. O artigo relata a redução de uma troca de 30 minutos para 2 a 3 minutos em uma operação.
  • Corredores FIFO. Corredores de primeiro a entrar, primeiro a sair (FIFO) mantêm filas limitadas entre as etapas, para que o trabalho saia na mesma ordem em que chegou.
  • Um gestor de fluxo de valor. Uma pessoa cuida de todo o fluxo, e não de um único departamento.

O artigo relata resultados de um produto, um eixo de helicóptero, em 2003: lead time 73% menor e tempo de troca de setup 90% a 93% menor.

Trocas de setup mais curtas importam mais em uma fábrica de alto mix, porque tornam lotes menores viáveis, e lotes menores encurtam todas as filas.

O que foi relatado em fábricas aeroespaciais?

Um segundo artigo do LEI, Launching a Lean Transformation: An Aerospace Manufacturer's Journey, escrito por Matthew Savas em dezembro de 2023, descreve uma empresa de corte de chapas metálicas que começou com um único fluxo de valor: o corte de chapas de alumínio, mapeado desde o recebimento do pedido até a entrega. Segundo o artigo:

  • O lead time do pedido até a entrega caiu de 42 para 16 dias, enquanto o volume cresceu 40%.
  • A empresa trouxe um fornecedor para dentro do trabalho. O lead time do fornecedor de tratamento térmico caiu de 42 para 14 dias e depois para 6 dias, e os defeitos foram eliminados, quando antes até 60% das peças voltavam com defeito.
  • A equipe usou eventos de melhoria rápida de uma semana e painéis visuais "Mission Control".

Esses números vêm do próprio autor da empresa, em uma publicação do setor, e não consegui verificá-los. O artigo não trata de certificação. Dois pontos se aplicam a outros casos: a equipe começou com um único fluxo e tratou a etapa do fornecedor como parte do fluxo.

Exemplo: uma família de peças, com números inventados

Este exemplo é fictício. Os números não vêm de uma fábrica ou de um cliente reais.

Uma família de suportes usinados tem este estado atual, em dias corridos:

  • Liberação do pedido e planejamento: 3 dias.
  • Corte: 4 dias de fila, 0,5 dia de processamento.
  • Usinagem: 9 dias de fila, 1,5 dia de processamento.
  • Tratamento térmico em fornecedor externo: 14 dias no total, sendo 1 dia de processamento.
  • Inspeção: fila de 3 dias, 0,5 dia de processamento.
  • Acabamento de superfície: fila de 5 dias, 1 dia de processamento.
  • Inspeção final e documentos: fila de 2 dias, 1 dia de processamento.
  • Embalagem e expedição: 1 dia.

O lead time é 3 mais 4,5 mais 10,5 mais 14 mais 3,5 mais 6 mais 3 mais 1, o que resulta em 46 dias. O processamento é 0,5 mais 1,5 mais 1 mais 0,5 mais 1 mais 1, ou 5,5 dias, o que corresponde a 12% do lead time. Os outros 40,5 dias, ou 88%, são espera. As duas maiores esperas são a do fornecedor de tratamento térmico, com 14 dias, e a fila antes da usinagem, com 9 dias.

A equipe define um estado futuro com duas mudanças principais. Primeiro, acorda com o fornecedor de tratamento térmico um ciclo de 7 dias, baseado em uma coleta semanal fixa. Segundo, agrupa as ordens de usinagem da família de peças em uma sequência fixa e repetitiva, de modo que a fila antes da usinagem caia de 9 para 4 dias. O lead time passa a ser 46 menos 7 menos 5, o que resulta em 34 dias, uma redução de 26%. Inspeção e documentação permanecem como estão, pois são etapas exigidas. A equipe pede ao departamento de qualidade que aprove a mudança de fornecedor antes do início do teste.

Quais indicadores o responsável deve acompanhar?

Mantenha o conjunto pequeno. Um conjunto útil de métricas para um fluxo de baixo volume, minha sugestão:

  • Lead time por pedido, da entrada do pedido até a entrega, e sua variação.
  • Dias de espera em cada etapa, que mostram onde o fluxo trava.
  • Cycle time nas máquinas que moldam o fluxo, para encontrar o gargalo.
  • Entrega no prazo em relação à data prometida ao cliente.
  • First pass yield e devoluções, incluindo as devoluções de fornecedores.

Aqui, a visibilidade importa mais do que a precisão. Um quadro semanal que mostra esses números apoia a melhoria contínua, porque a equipe vê o efeito de cada mudança. O objetivo é otimizar o fluxo como um todo e o valor que ele entrega ao cliente, não uma única máquina. Isso é lean manufacturing aplicado a lead times longos.

Em que isso é diferente do VSM no desenvolvimento de software?

As equipes de software usam as mesmas palavras. No desenvolvimento de software, o VSM acompanha uma ideia desde o desenvolvimento, os testes e a implantação até a liberação, normalmente com equipes ágeis e DevOps, e mede o fluxo com métricas de suas ferramentas. Seus stakeholders são product owners e engenheiros. Uma fábrica aeroespacial acompanha material físico por máquinas, fornecedores e inspeção, e o fluxo de ponta a ponta leva semanas. A ideia comum é entregar valor ao cliente mais rápido, encontrando e removendo a espera. Use fontes escritas para o seu próprio setor. Dados em tempo real das máquinas podem ajudar em uma fábrica, mas não substituem percorrer o fluxo e perguntar por que as peças esperam. O objetivo nos dois campos é mais produtividade do fluxo como um todo, não de etapas isoladas.

Erros comuns

  • Mapear a fábrica inteira, e não uma família. Um mapa com centenas de números de peça não mostra nada. Escolha uma família com uma rota e mapeie os fluxos de valor um de cada vez.
  • Deixar os fornecedores de fora. Processos externos costumam ser a espera mais longa. Coloque-os no mapa e no escopo do responsável.
  • Eliminar etapas exigidas. Inspeção, rastreabilidade e registros não são desperdício no sentido do mapa. Mantenha-os e reduza a espera em torno deles.
  • Usar takt time por número de peça. Com baixo volume, isso faz pouco sentido. Use por família ou por célula, ou use um ciclo fixo, como o EPEI.
  • Deixar o departamento de qualidade de lado. Envolva-o cedo, porque ele decide o que uma mudança precisa para ser aprovada.

Como o software pode ajudar

Em uma fábrica com muitos números de peça e vários processos externos, desenhar e atualizar mapas manualmente é lento. O Polaris VSM, da iFAKT, é um módulo do iFAKT Polaris para o mapeamento de fluxo de valor baseado em dados. Ele modela colaborativamente os fluxos de material e de informação e torna visíveis o desperdício e os gargalos. O software ajuda a enxergar o fluxo; as famílias de peças, o responsável e as aprovações continuam dependendo de pessoas.

Próximo passo

A gestão do fluxo de valor na indústria aeroespacial começa com uma família de peças e um mapa honesto do seu tempo de espera. Esta semana, liste as rotas das suas peças mais importantes, agrupe-as em uma família e meça os dias que cada peça espera entre as etapas e nos seus processadores externos.

Entities in this article

Polaris VSM Aerospace

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