Aplicação do SMED para melhoria da capacidade produtiva e redução de desperdício em uma indústria de transformação

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
Aplicação do SMED para melhoria da capacidade produtiva e redução
de desperdício em uma indústria de transformação
Itala Cortez de Oliveira
Orientador: Prof. MSc. Paulo Henrique Paulista
Co-Orientador: Prof.Dr. Rafael de Carvalho Miranda
Resumo: Este trabalho foi desenvolvido com base em uma pesquisa do tipo bibliográfica
sobre a ferramenta de melhoria SMED – Redução do tempo de Setup e PCP - Planejamento e
Controle da Produção, é uma pesquisa do tipo estudo de caso em uma operação responsável
pela distribuição de produtos para linhas de montagem. O acompanhamento e a coleta de
dados sobre a implantação da ferramenta SMED é analisada pelo departamento de PCP
evidenciando os resultados obtidos sendo o principal objetivo, que de acordo com as
expectativas da autora e da empresa, atinge os objetivos almejados. Por tanto, o estudo aqui
demonstrado restringe-se única e exclusivamente ao entendimento da empresa em questão já
que esta detém de um rigoroso sistema de controle. Recomenda-se a utilização desta
ferramenta a outras máquinas, operações e estações de trabalho.Aplicando os conceitos do
SMED obteve-se a redução do tempo de setup, passando de 480 minutos para 234 minutos.
Palavras - chave: Redução de Setup, SMED, PCP,Melhoria Contínua.
1. Introdução
O crescimento da concorrência mundial, independentemente do segmento, tem levado
os preços dos produtos manufaturados a níveis consideravelmente baixos. Observa-se no
cenário mundial a mudança de empresas multinacionais para regiões do mundo,
principalmente para a Ásia e Índia, em busca de custos operacionais menores,consequência da
globalização mundial. O mesmo pode ser observado no cenário nacional nos últimos anos,
onde empresas buscaram e ainda buscam regiões do país onde os custos relacionados à mão
de obra, apoios fiscais, incentivos e impostos são menores, sempre objetivando a redução de
custos operacionais.
Atualmente, somente esta visão já não basta, é necessária à aplicação de técnicas que
tornem ainda mais produtivas e lucrativas a manufatura dos produtos. Embora várias
ferramentas de melhoria contínua já existissem somente empresas de grande porte faziam
uso,com isso, os impactos relacionados à redução de custos eram significativos e os
indicadores de desempenho notoriamente visíveis. Com esta visão, gerentes, engenheiros,
tecnólogos e técnicos atuando nestas médias e pequenas empresas, buscam aplicar destas para
alavancar os processos, melhorar os rendimentos e principalmente, auxiliar essas empresas a
se manterem no mercado.
Segundo Mota (2007), com a globalização, as empresas podem enfrentar uma alta
concorrência forçando a pensar cada vez mais em redução de custos e melhoria na qualidade.
Neste sentido, atualmente as empresas buscam sempre a melhoria contínua de seus processos
produtivos, a fim de garantir a competitividade e melhorar a qualidade de seus produtos.
Atuando como fornecedor direto ou sub fornecedor e visando o melhor atendimento ao
mercado, as empresas buscam implantar projetos de melhoria que agreguem valora qualidade
1

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
de seus produtos e processos, focados na obtenção de preços competitivos e
consequentemente, na garantia dos melhores prazos de entrega ao cliente final. A
permanência das empresas no mercado depende de seus processos produtivos estabilizados,
ou seja, que produzam peças certas, em quantidades certas e a entrega dos produtos nos
prazos, e com qualidade igual ou superior ao exigido pelo mercado (DEMING, 2000).
O mercado consumidor cada vez mais exigente tem levado as indústrias de
transformação a usar de metodologias por meio da formação de grupos de melhoria contínua
para atender tal necessidade, o foco é adaptar seus processos produtivos de forma a aumentar
a capacidade e reduzir desperdícios. Nesta visão, tais grupos buscam desenvolver trabalhos e
métodos baseados em ferramentas que ajudem na diminuição dos tempos mínimos de
produção, e o setup de máquinas é normalmente um dos pontos mais importantes para
aumentar a flexibilidade e aumento de capacidade (SOUZA,2009).
A utilização do SMED (Single Minute Exchange of Die) tem se tornado constante em
linhas de produção e operações sejam elas complexas ou não, a ideia da utilização da
ferramenta é proporcionar maior flexibilidade com a redução do tempo de setup, reduzir
estoques e eliminar atividades que não agregam valor ao produto, e também, eliminar
gargalos e reduzir custos operacionais (GOLDACKER e OLIVEIRA, 2008).
A interação entre o processo produtivo e o planejamento e controle da produção (PCP)
deve ser permanente. Entender as necessidades do cliente é função única e exclusiva dos
planejadores, os quais recebem os programas, analisam a capacidade, e verificam as
possibilidades de cumprimento dos prazos, porém, o atendimento das necessidades do cliente
é conjunta. Conhecer o fluxo produtivo e a capacidade das máquinas e o processo são de
fundamental importância para o departamento de PCP, pois baseados nestas informações este
consegue trabalhar com a ampliação e/ou redução da demanda, assim como fornecer
informações a diretoria e/ou gerência no intuito de tomarem decisões sobre a necessidade de
aquisição ou não de novos recursos.
Para Vollman et al.(1997), um sistema de PCP fornece informações para um
gerenciamento eficiente do fluxo de materiais, uma utilização eficaz de recursos, uma
coordenação interna das atividades com fornecedores e uma comunicação com os clientes
sobre os requisitos de mercado.
Independente das diferenças entre o sistema de produção antigo e o atual, onde os
antigos eram voltados à manufatura em massa e poucos produtos eram fabricados em grandes
lotes e com elevados volumes de produção, hoje, é fundamental diversificar cada vez mais o
mix de produtos, reduzir custos e desperdícios, aumentar a produtividade e a qualidade
(COSTA, LIMA e GOMES, 2012).
Desta forma, o presente trabalho tem por objetivo apresentar os resultados alcançados
com a realização de um estudo de caso em uma empresa de transformação do ramo de higiene
pessoal, por meio da aplicação da metodologia SMED em uma operação gargalo, baseados na
prática e informações coletadas pelo planejamento e controle de produção, tendo por
finalidade a otimização da operação com a redução dos tempos de setup e melhor distribuição
dos produtos para as linhas de produção.
Para cumprir com este objetivo, este trabalho está dividido em cinco seções, onde a
primeira seção apresentou o problema de pesquisa e seu objetivo. A seção dois apresenta a
fundamentação teórica. A seção três apresenta o estudo de caso e os resultados. A seção
2

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
quatro apresenta a conclusão, e finalmente, a seção cinco onde é apresentado os referências
teóricos utilizados.
2. Fundamentação teórica
2.1 Setup
O setup é o espaço de tempo e/ou período em que não se produz, provocando
ineficiência de máquina, operação ou estação de trabalho devido à interrupção para
substituição de ferramentais, dispositivos e equipamentos,num intervalo de troca entre
produtos em um processo produtivo. Segundo Moura (1996), o setup é o tempo decorrente
para que todas as tarefas necessárias, desde o momento em que se tenha completado a última
peça do lote anterior até o momento em que se tenha fabricado a primeira peça do lote
seguinte. Já Black (1991) delimita como sendo o tempo desde a última peça produzida com
qualidade até a primeira peça em mesmo estado de adequação do próximo lote.
Shigeo Shingo durante o desenvolvimento da metodologia SMED, percebeu e
classificou,durante um trabalho de melhoria para diminuir os gargalos em prensas na planta
da Mazda em Hiroshima, as operações de setup em dois tipos: setup interno, que é aquele
cujas tarefas só podem ser realizadas com a máquina parada, e setup externo, que é realizado
com a máquina em operação (ANDERE, 2012).
A redução dos tempos de setup e/ou preparação de máquinas para a troca de produtos
em uma linha de produção baseia-se principalmente no beneficiamento de tal linha para uma
produção econômica em pequenos lotes, e auxiliar esta linha na resposta para as variações
destes produtos, consequentemente, de maneira organizada a atender a demanda do programa
de produção (SHINGO, 2008).
Trabalhando economicamente com pequenos lotes de produção obtém-se a redução de
estoques intermediários e estoques de produtos acabados, a minimização ou até eliminação da
possibilidade de erros de regulagem e ajustes de ferramentas. A redução dos tempos de setup
é fundamental em um sistema de produção, e é necessária uma visão estratégica do grupo para
classificar as funções e suas proporções de acordo com a operação a ser modificada
(SHINGO, 2008).
Para Shingo (2008), 5% da proporção do tempo de setup de uma operação está
relacionada à montagem e remoção de matrizes ou ferramentais, 15% está relacionado à
centragem, dimensionamento e estabelecimento de outras condições, 30% relaciona-se a
preparação, ajustes pós-processamento e verificação de matéria-prima, matrizes, ferramentais,
guias, e os outros 50% está relacionado à corrida de testes e ajustes, estes valores são
representados graficamente na figura 1.
50%
15%
Tempos de Setup
30%
5%
Preparação de
matéria-prima,
dispositivos de
omntagem,
acessórios, etc.
Figura 1 – Tempos de setup. Fonte: Shingo (1996)
3

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
Segundo Singh e Khanduja (2010), uma forma de aumentar a eficiência é por meio da
redução dos tempos de setup. Entendendo a finalidade, a metodologia e utilizando o setup de
maneira padronizada e com uma visão estratégica, sua aplicação em uma linha de produção
ou em estações de trabalho podem trazer resultados significativos, relacionados ao aumento
de eficiência, produtividade e entrega.
Segundo Mclntosh et al. (2007), a capacidade de mudança rápida é amplamente
reconhecida como um requisito essencial para a flexibilidade e agilidade na fabricação de
pequenos lotes. Já para Mileham et al. (1999), essa característica de efeito rápido na transição
de uma linha de produção, de um produto para outro, aumenta também a capacidade de
resposta da empresa visto as necessidades do mercado e atribuindo níveis consideráveis de
liderança.
2.2 A influência do planejamento e controle da produção no Setup
Segundo Russomano (2000), o Planejamento e Controle da Produção (PCP) consiste
em uma função de apoio de coordenação das várias atividades de acordo com os planos de
produção, de modo que os programas pré-estabelecidos possam ser atendidos nos prazos e
quantidades. Já Bonney (2000) acrescenta que a função PCP e seus sistemas integrados
direcionam o planejamento e controle, de forma que a empresa possa detectar efetivamente as
exigências do seu processo produtivo. Aplicar os recursos de produção de maneira eficiente
assegura o cumprimento dos objetivos de desempenho de uma organização, e, assim, pode-se
constatar que esta função é exclusiva do PCP.
Pires (1995) define PCP como um conjunto de atividades gerenciais a serem
executadas, para que se concretize a produção de um produto. Já para Vollman et al. (1997),
um sistema de PCP fornece informações para um gerenciamento eficiente do fluxo de
materiais, uma utilização eficaz de recursos, uma coordenação interna das atividades com
fornecedores e uma comunicação com os clientes sobre os requisitos de mercado. Tubino
(1999) explica que as atividades do PCP estão relacionadas a um departamento de apoio à
produção, dentro da gerência industrial. Desta forma, o PCP é responsável pela coordenação e
aplicação dos recursos produtivos de forma a atender, da melhor maneira possível, os planos
estabelecidos em níveis estratégico, tático e operacional.
A utilização da metodologia MRP (Manufacturing Resources Planning –
planejamento dos recursos de manufatura) em um sistema produtivo, não exime o PCP, de
realizar algumas atividades tradicionais. No nível operacional o PCP prepara os programas de
curto prazo de produção, realiza acompanhamentos destes programas na produção, administra
estoques sequenciados, emite a liberação de ordens de compras de materiais, fabricação e
montagem de jogos, e principalmente, executa e acompanha o controle de produção
(TUBINO, 1999).
2.3 SMED - Single Minute Exchange of Die
Na década de 1950, EijiToyoda e TaiichiOhno criaram o Sistema Toyota de
Produção(STP), e na mesma época este sistema foi academicamente ministrado pelo professor
Yasuhiro Monden . A idealização do sistema buscava principalmente eliminar desperdícios
através das técnicas criadas para a produção de peças em pequenos lotes, reduzir estoques,
aumentar o nível da qualidade, manutenção preventiva. Produzir em pequenos lotes e reduzir
estoques são fatores que motivam e incentivam as ações focadas na redução do tempo de
setup, um capacitor da produção enxuta (GODINHO FILHO e FERNANDES, 2004).
4

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
O SMED (Single Minute Exchange of Die – Sistema para redução de tempo de setup)
só foi incorporado ao STP em meados de 1950, quando Taiichi Ohno conheceu as prensas de
setup rápido na planta da Danly Machine em Chicago, descobrindo as grandes vantagens que
a redução do setup trazia para produção em pequenos lotes e redução de estoques e contratou
Shigeo Shingo para desenvolver a metodologia na Toyota. Conforme Smith (2005), uma
equipe da Toyota foi treinada na Danly, em 1959, na busca da redução de tempo de setup.
Uma década depois, Shingo criou o SMED evitando infringir a marca registrada da Danly.
Este relato de Smith (2005)vai de encontro com o relato de Cusumano (1989), que comentava
que o setup rápido é originário dos Estados Unidos.Para este autor, Ohno conheceu em
meados dos anos 1950 as prensas de setup rápido da Danly Machine em Chicago e descobriu
a grande solução que a redução do tempo de setup oferecia para a produção em pequenos
lotes e redução de estoques econtratou Shingo para desenvolver a metodologia na Toyota.
Ao longo de 19 anos até a concepção do SMED, Shingo distingue três etapas
utilizadas como estudo para o desenvolvimento de sua metodologia (SHINGO, 1985).Na
Planta da Mazda Toyo Kogyo em 1950, em Hiroshima, quando Shingo identificou durante as
análises realizadas durante as atividades da troca de matrizes em prensas, classificando-as
como setup interno as atividades que eram realizadas com a máquina parada, e setup externos,
atividades e conjunto de operações que eram realizadas com a máquina em funcionamento.
No estaleiro da Mitsubishi Heavy Industries em 1957, também em Hiroshima, quando
foi realizada a duplicação de ferramentas para que o setup fosse realizado separadamente.
Segundo o autor, os resultados apresentaram valores na ordem de 40% a mais na produção,
mais mesmo assim, esta etapa do trabalho não contribuiu diretamente para a formação da
metodologia.
Na Toyota Motors Company em 1969, onde as análises mostravam que eram
necessárias 4 horas de trabalho para o setup de uma prensa de 1.000 toneladas, enquanto que
para uma prensa similar na Volkswagen bastavam 2 horas. O primeiro trabalho realizado por
Shingo como consultor na Toyota Motors Company levou a uma redução de 240 minutos para
90 minutos. Outros esforços foram aplicados devido a exigências da diretoria para reduzir
ainda mais os tempos, de onde surgiram os conceitos para conversão de setup interno em
setup externo, onde foram transferidas algumas atividades que eram realizadas com a máquina
parada para realizar quando esta estivesse em funcionamento. Com esta conversão conseguiuse
uma redução significativa, reduzindo o tempo de máquina parada para apenas 3 minutos.
Baseado neste trabalho, Shingo criou a metodologia SMED, que na versão em Inglês significa
“Single Minute Exchange o Die”.Quando se fala em SMED automaticamente concilia-se um
conceito e uma meta trazida a partir destes resultados: “Troca de matrizes em menos de 10
minutos”.
O SMED está dividido em dois níveis distintos, que são os estágios conceituais e as
técnicas correspondentes as estes estágios, sendo eles:
1) Estágio preliminar (onde não há distinção entre setup interno e setup externo)
O estágio preliminar é para poder entender o processo e identificar o setup interno e
externo, pois operações que poderiam ser realizadas com a máquina funcionando são
realizadas com ela parada(COSTA, LIMA e GOMES 2012).Este estágio oferece parâmetros
somente do tempo inicial das atividades realizadas no setup. O ideal seria obter os tempos das
atividades através do uso do cronômetro, do estudo do método, através de entrevistas com os
operadores ou até mesmo com análise da filmagem da operação (SHINGO, 1985).
5

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
2) Estágio 1 (Onde deve ser separado setup interno e setup externo)
Neste estágio deve-se organizar e classificar as atividades identificando as que são
setup interno, ou seja, aquelas que são realizadas com a máquina parada e as atividades que
são setup externo, aquelas que são realizadas com a máquina em funcionamento. Neste
estágio, obrigatoriamente são necessários esforços de uma equipe focada em analisar as
atividades da máquina e dentro do possível, transferir o máximo de setup interno para setup
externo, ou seja, para as atividades possíveis com a máquina em funcionamento. Somente
com esta transferência de setups consegue-se uma redução de entre 30% e 50%,
basicamente,controlar o setup interno e externo é o passaporte para se atingir o SMED.
SHINGO (1985).
3) Estágio 2 (Quando deve ser convertido o setup interno em setup externo)
De acordo com a meta proposta pelo SMED, somente a conclusão do setup interno
não é o suficiente para alcançá-la, assim, deve-se fazer uma verificação mais detalhada para
identificar a possibilidade de erros de alocação e reexaminá-las no intuito de converter estas
em setup externo.
4) Estágio 3 (Melhoria sistemática de cada operação básica do setup interno e externo)
“Racionalizando todos os aspectos do setup” esta é a tradução em português do nome
escolhido por Shigeo Shingo que em inglês intitula-se “streamlining all aspects of the setup
operation”, a tradução é complexa em função do entendimento da palavra racionalização que
pode induzir os leitores a considerar este estágio como uma fase de fixação de métodos ou
procedimentos. Em outro livro, Shingo (1988) oferece outra definição ao seu terceiro estágio
conceitual; “melhoria sistemática de cada operação do setup interno e externo”. Nesta nova
versão Shingo apresenta uma compreensão melhor para o alcance do estágio e permite
visualizar o SMED como ferramenta de melhoria contínua. O quadro 1 identifica dentro de
cada estágio as atividades necessárias para que os conceitos e as técnicas associadas do
SMED sejam melhor entendidas e aplicadas.
Estágio 1
Estágio 2
Estágio 3
Quadro 1 - Estágios conceituais do SMED e as técnicas associadas.
Utilização de um check-list;
Verificação das condições de funcionamento; e
Melhoria no transporte de matrizes.
Preparação antecipada das condições operacionais;
Padronização de funções; e
Utilização de guias intermediárias.
Melhoria na estocagem e no transporte de navalhas, matrizes, guias, batentes, etc.;
Implementação de operações em paralelo;
Uso de fixadores funcionais;
Eliminação de ajustes;
Sistema de mínimo múltiplo comum; e Mecanização.
Fonte: Shingo (1985)
6

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
Shingo (1996) comenta que preferiu separar em três estágios conceituais para melhor
compreensão da metodologia,mas a rigor, quando se faz a identificação dos elementos
internos e externos, a separação e conversão são consequências diretas. A ocorrência de um
fato em um estudo de caso de Costa et al. (2004), onde os autores aplicaram neste estudo
apenas os estágios 1 e 2, levaram os mesmos a descrever que muitas vezes estes dois estágios
acabam sendo supervalorizados, levando a uma definição errônea do que é a redução do
tempo de setup. Contudo, dado à devida atenção e importância a transferência de atividades
de setup interno para setup externo, priorizando-os como o primeiro passo na redução de
tempo de setup, as melhorias só serão possíveis com a modificação de máquina e eliminação
de ajustes, técnicas pertencentes aos terceiro estágio conceitual. McIntosh et al.
(2000)ressaltam que o conteúdo do trabalho e o conjunto total de tarefas a serem executadas
não são diminuídas simplesmente pela transferência das atividades internas para as externas.
Para a implantação do SMED, além dos estágios apontados, Shingo (2008) propõe
ainda o uso de oito técnicas, onde a técnica 1 tem relação direta com o primeiro estágio do
setup, a técnica 2 relaciona-se ao estágio 2 e as técnicas de 3 a 8 referem-se ao estágio
3.Shingo (1996) descreve a criação de uma lista com oito técnicas de redução de tempo de
setup que são:
Técnica 1 /Estágio preliminar – Identificação e separação das Operações de Setup Internas e
Externas.
Visa identificar e separar, baseado nos critérios definidos no estágio 1, as operações do
setup, relacionados a matrizes, ferramentais, ferramentas, equipamentos, a ser utilizado, a
movimentação ou deslocamento do operador para pegar peças, identificar as operações e
realizar a separação das operações identificando e separando setup interno e externo, somente
com esta identificação e separação pode-se conseguir uma redução do tempo de setup interno
entre 30 a 50% (SUGAI, MCINTOSH e NOVASKI, 2007).
Técnica 2 / Estágio 1 – Conversão do Setup Interno em Setup Externo
A técnica associada ao estágio 1 é considerada como a principal técnica para o SMED,
basicamente, atingir tempos inferiores a 10 minutos de setup seria impossível sem a aplicação
desta técnica.Utilizar esta técnica implica em verificar todas as operações definidas e
identificar se as mesmas foram definidas corretamente entre setup interno e setup externo.
Algumas máquinas precisam de uma condição de velocidade, pressão ou temperatura em
função dos elementos, que estas possuem, para que as mesmas funcionem de forma adequada,
por exemplo, com o pré-aquecimento de uma matriz é possível fazer a operação com outra
matriz, se algum dispositivo de aquecimento estiver disponível (SOUZA, 2009).
As Técnicas 3 a 8 - Referem-se ao estágio 3.
A técnica 3 especificamente (Padronizar a Função, não a forma) tem por finalidade a
padronização da função garantindo a uniformidade nas peças utilizadas nas operações de
setup, ou seja, utilizar o mesmo parafuso e o mesmo local de fixação para diferentes
ferramentais (SHINGO, 1996).
Técnica 4 (Utilizar Grampos Funcionais ou Eliminar os Grampos), o parafuso como
mecanismo mais utilizado na fixação de partes mecânicas entre máquinas e ferramentais, é
um dos maiores responsáveis pela perda de tempo do processo e principalmente do setup, as
exemplo, é necessário 19 giros de 360º (voltas) para que uma parafuso com 20 fios de rosca
seja fixado até o último fio de rosca, levando assim a um desperdício no tempo, levando em
7

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
conta que sua função é somente apertar ou soltar, o comprimento tem que ser apenas para um
único movimento para o aperto (SHINGO, 1996).
Devemos considerar a existência de outros meios de fixação, métodos de um único toque, a
exemplo a utilização de cunhas, ressaltos, prendedores ou molas, estes mecanismos de fixação
reduzem o tempo de setup consideravelmente, assim à união de duas partes com qualquer que
seja o mecanismo de ligação com exceção do parafuso podem trazer ganhos do tempo de setup
para alguns segundos.(SHINGO, p.83, 1996).
Técnica 5 (Usar Dispositivos Intermediários), esta técnica consiste na utilização de
dispositivos intermediários para eliminar os tempos de reparo em algumas máquinas,
realizados com o objetivo de ganhar tempo, estes dispositivos podem ser utilizados em
prensas de grande porte com matrizes múltiplas em tamanhos e alturas diferentes, assim como
também, podem se utilizada em fresas de perfis (SHINGO, 1996).
Técnica 6 (Adotar Operações Paralelas), em algumas máquinas é necessário ajustar os
quatro lados durante o setup, para casos onde a máquina é operada por dois operadores, estas
podem ser divididas e realizadas em paralelo, isso diminui o tempo em 50 a 30% do que era
antes praticado (SHINGO, 1996).Ainda segundo este autor, o número de horas-homem
utilizado na preparação da máquina em operações paralelas é igual ou menor do que o número
de horas-homem realizado com apenas um operador. Alguns gestores acreditam que este
método gera desperdícios devido à utilização de uma mão de obra a mais em determinada
operação somente para auxiliar outro, porém, não é necessário mais que 3 minutos de um
segundo operador para um setup de 9 minutos e nem a necessidade de um auxiliar qualificado
(SHINGO, 1996).
Técnica 7 (Eliminar Ajustes), neste estágio, 50 a 70% do tempo de setup interno são
consumidos por ajustes e testes, assim, eliminar estes ajustes e testes implica em ganhos
significativos no tempo. Segundo Shingo (1996), para o ajuste em um setup interno é muito
importante a capacidade e experiência do operador, pois quanto maior a experiência do
operador menor o tempo gasto para o ajuste (SHINGO, 1996).
Técnica 8 (Mecanização), Esta técnica prevê a utilização de guinchos, empilhadeiras,
transportes de rolete, travessas móveis, mesas móveis entre outros equipamentos utilizados
para deslocar peças, ferramentais, dispositivos em uma operação durante o setup. Estas
ferramentas mecanizadas reduzem o tempo de setup de 3 minutos para 2 minutos, já os sete
primeiros princípios podem reduzir o setup de 2 horas para 3 minutos. Shingo (1996) faz o
alerta de implementar primeiro os conceitos e técnicas básicas do SMED, para só depois
passar para o uso da mecanização.
Alguns exemplos da aplicação do SMED evidenciam na prática sua eficiência, quando
aplicado em operações para redução dos tempos de setup, como em um processo de uma
mandriladora de 8 eixos na empresa Mitsubishi Heavy Industries, cujo o tempo total era de
24 horas de setup, e que de acordo com a aplicação das técnicas do SMED foram reduzidas
para 2 minutos e 40 segundos ao longo de um ano (SHINGO, 1996). O autor cita também o
exemplo de aplicação na Toyota Motors em uma máquina conformadora de parafusos, onde o
tempo de setup foi reduzido de 8 horas para 58 segundos. Os ganhos relacionados à redução
do tempo de setup nestes casos evidenciaram uma eficiência de 80% a 95% (SHINGO,
1996).Diante destes resultados, Shingo (1996) oficializou o conceito da metodologia SMED,
nomeando-a como Single Minute Exchange of Die,em que a versão traduzida seria:troca de
8

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
ferramentas em menos de dez minutos ou em troca de ferramentas em menos de um dígito de
minuto.
3. Método de pesquisa
Segundo Yin (2010), o estudo de caso é uma investigação empírica que investiga um
fenômeno contemporâneo em profundidade e em seu contexto de vida real, especialmente
quando os limites entre o fenômeno e o contexto não são claramente evidentes.
São diversos os métodos para estas análises de evidências empíricas, porém,ou são
quantitativos ou qualitativos, cada um traz consigo suas vantagens, desvantagens e lógicas
próprias na utilização para estas análises. A escolha depende da questão, do objetivo ou da
finalidade da investigação a qual a pesquisa está direcionada. Escolher o método se
quantitativo ou qualitativo depende da forma como se espera os resultados, se as análises tem
ênfase em medição e quantificação deve-se utilizar métodos quantitativos, caso contrário, se o
interesse é na análise em profundidade dos objetivos devem-se utilizar métodos qualitativos.
Yin (2010) classifica o estudo de caso como “um dos empreendimentos mais
desafiadores na pesquisa”.Relata ainda que este método teve sua origem na medicina, e
atualmente é uma das principais modalidades utilizada na pesquisa qualitativa no ramo das
ciências humanas e social e que foi adequadamente convencionada a partir da obra de Robert
Yin no ano de 1990.
O método de pesquisa empregado nesse trabalho foi o estudo de caso, descrevendo a
situação anterior e posterior à implantação do SMED.
4. Estudo de caso
Neste trabalho realizou-se um estudo de caso em uma empresa do ramo de higiene
pessoal da região do Sul de Minas com aproximadamente 800 funcionários, distribuídos por
setores e/ou linhas de produção baseados nas necessidades da demanda por linha de
produto/cliente. Trata-se do primeiro trabalho realizado a partir da aplicação da metodologia
SMED em uma linha gargalo, cujo tempo de setup é 8 horas. Os conceitos, assim como a
aplicação na prática foi realizada pela autora deste trabalho visando demonstrar à alta direção
da empresa, as vantagens de utilização da metodologia na melhoria contínua dos processos e
principalmente na redução de tempos de setup, sendo este uma alavanca para novos projetos
dentro da organização.
4.1 Metodologia
O estudo foi realizado em etapas, onde a primeira foi baseada nos estudos da linha de
produção e no planejamento da sequência de produtos visando basicamente o tipo de produto
e as quantidades de trocas de ferramental. A partir deste momento, foi estabelecido um plano
para a coleta de dados dos tempos de entrada e saída dos produtos da estação de trabalho. A
linha XY é uma linha contínua onde no seu final de curso o produto encontra-se no seu
estágio final, funciona em 2 turnos com 3 operadores e 2 auxiliares. O setup ocorre de acordo
com o planejamento do PCP.
A segunda etapa foi realizada com a tomada de tempo de saída de cada produto desta
operação durante um período de 8 horas de trabalho. Durante este período encerrou-se a
9

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
produção de um determinado produto XX, foram realizadas as atividades de setup e em
seguida, iniciado a produção de um novo produto YY de uma nova especificação.
A última etapa foi realizado com base na tabulação dos dados, na composição de
gráficos, na análise crítica dos resultados e na conclusão e discussão com a alta direção,
evidenciando o desempenho da metodologia utilizada na tentativa da abertura para novos
projetos.
4.2 Etapas de Setup do processo
Nesta fase do trabalho foi observado e registrado todas as etapas da operação
analisando os dados e informações baseados no estágio 1 identificando os setup interno e
setup externo, como segue:
1 - Verificação pelos operadores da seqüência para o próximo produto a entrar em
linha.
2 - Retirada e devolução das sobras do produto anterior e solicitação do material
subseqüente.
3 - Esvaziar a máquina B.
4 - Retirada dos dispositivos R1 e R2 da máquina B.
5 - Limpeza da máquina A.
6 - Limpeza dos dispositivos R1 e R2 e limpeza da máquina B.
7 - Limpeza da máquina C.
8 - Limpeza da máquina D, e troca de ferramenta.
9 - Limpeza da máquina E.
10 - Limpeza da máquina F, e troca de ferramenta.
11 - Higienização da máquina A (limpeza com álcool).
12 - Higienização da máquina B e dos dispositivos R1 e R2 (limpeza com álcool).
13 - Higienização da máquina C (limpeza com álcool).
14 - Higienização da máquina D (limpeza com álcool).
15 - Higienização da máquina E (limpeza com álcool).
16 - Higienização da máquina F (limpeza com álcool).
17 - Colocar os dispositivos R1 e R2 na máquina B.
18 - Carregamento da máquina A com os insumos.
19 - Acionar o botão de partida.
Após o detalhamento do processo, foram retirados os tempos referentes a cada etapa
do referido processo do banco de dados da empresa e identificando-as quanto ao setup se
interno ou externo. Os tempos envolvidos e a identificação do setup em cada uma das etapas
são apresentados na tabela 1. Os resultados com base na tabela 1 são apresentados
graficamente na figura 2(tempo em minutos versus etapa) para melhor entendimento e para
efeito comparativo com os resultados finais.
Tabela 1 - Tempo de Setup do processo
10

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Figura 2 - Setup atual
Tempo de setup processo atual
4.3 Etapas de Setup do processo após a aplicação do SMED
A primeira proposta/visão de melhoria partiu primeiramente para o planejamento da
seqüência de produtos que será colocado na linha XY. Na etapa 8 e 10 do processo ocorre a
limpeza e a troca do ferramental que somados perdem 240 minutos com a linha parada. Esta
troca foi minimizada devido a programação realizada pelo PCP programando a produção
somente com os produtos que utilizarão o mesmo ferramental realizando assim somente o
setup na particularidade cor.
A segunda proposta de melhoria parte para a aplicação de um dos conceitos
apresentados por Shingo (1996), que é a melhoria dos tempos de setup da máquina.
A etapa 5 do processo de setup ocorre somente quando todas as máquinas
seqüenciadas da linha XY finalizam o fluxo produtivo. Utilizando os conceitos apresentados
por Shingo (2006) (Conversão do Setup Interno em Setup Externo), modificando a etapa 5 de
setup interno para o setup externo. O operador assim que finalizar sua etapa no processo
produtivo ao invés de esperar toda a linha para iniciar junto o setup já iniciará seu setup
mesmo com as demais máquinas em funcionamento.
Na terceira proposta de melhoria também parte para aplicação dos conceitos de Shingo
(1996) onde será adotado a técnica das operações paralelas o operador da máquina A irá
auxiliar o outro operador nas etapas 4, 6 e 17. Nessa técnica foram utilizados 2 operadores em
3 etapas, que possui tempo elevado reduzindo 30% no tempo de setup das operações.
5. Análise de Resultados
Após a alteração das etapas de melhoria foram coletados os novos tempos no banco de
dados da empresa e novamente classificado os setups se interno ou externo, os novos valores
são apresentados na tabela 2 e representados graficamente pela figura 3.
11

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
Tabela 2 - Tempo de Setup do processo
Figura 3 - Setup melhorado
Tempo de setup após aplicação do SMED
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
A figura 4 a seguir evidencia os resultados gráficos comparando os tempos (indicado
pelas colunas) de cada etapa antes e após a aplicação da metodologia SMED. A redução e/ou
ganhos expressos em porcentagem são indicados pela linha.
Figura 4 – Tempo de Setup processo atual / Processo após SMED / Ganhos por etapa
6. Conclusão
Os resultados alcançados levam a uma reflexão a respeito da influência do setup na
capacidade produtiva,assim como na melhoria da flexibilidade do processo. Uma análise
crítica aprofundada com a ótica da metodologia SMED pode trazer uma recuperação do
processo produtivo com ganhos expressivos e redução de variações que comprometem o
desempenho da produção em série.
Neste trabalho, uma aplicação simplificada da metodologia SMED surtiu efeitos
significativos com uma única conversão de setup interno para setup externo (etapa 5) com
uma redução na ordem de 25%. Os resultados mais expressivos foram obtidos com as
12

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
mudanças no setup interno das etapas 3 e 6 com uma redução de 69,7% e 70%
consequentemente do processo utilizando das técnicas de fixação de ferramentais e técnica de
operações paralelas, trazendo uma resposta para a empresa na ordem um total de 51,25% de
redução do tempo de setup da linha objeto de estudo. Numericamente, trabalhando em 2
turnos de 8 horas/dia e 24 dias ao mês o volume produzido por dia na operação era 2,4
milhões, após a melhoria passou a ser 3,63 milhões.
Como trabalhos futuros recomenda-se a aplicação da metodologia SMEDa outras
máquinas, operações e estações de trabalho da organização objeto de estudo.
7 .Referências bibliográficas
ANDERE, GUILHERME,Implantação de técnicas de redução do tempo de setup e de sustentabilidade das
melhorias obtidas: Um estudo de caso.Universidad de São Paulo. 2012.
BLACK, J. T. The Factory with a Future. Prentice Hall. 154p. 1991.
BONNEY, Maurice.Reflections on production planning and control (PPC).Revista Gestão & Produção. Vol.
7, número 3, p.181-207, 2000.
COSTA, A; LIMA, J e GOMES, M. Redução do tempo de setup na produção de botas de PVC através da
técnica TRF.Revista Produção Online. Florianópolis, SC, v.12, n. 1, p. 119-132, jan./mar. 2012.
COSTA, A.; ZEILMANN, R. P.; SCHIO, S. M. Análise de Tempos de Preparação em Máquinas CNC. O
Mundo da Usinagem. n. 4, 2004.
CUSUMANO, M. A. The Japanese Automobile Industry:Technology and Management at Nissan and
Toyota. 3. ed. Harvard East Asia Monographs, 1989.
DEMING, W.E. Out of the Crisis. MIT Press, 2000.
GOLDACKER, F e OLIVEIRA, H. Set-up: ferramenta para a produção enxuta. Rev. FAE, Curitiba, v.11, n.2,
p.127-139, jul./dez. 2008.
GODINHO FILHO, M.; FERNANDES, F. C. F. Manufatura Enxuta: Uma Revisão que Classifica e Analisa os
Trabalho Apontando Perspectivas de Pesquisas Futuras. Gestão & Produção. v. 11, n. 1, p. 1-19, jan-abr,
2004.
MCINTOSH, R. I.; CULLEY, S. J.; MILEHAM, A. R. A critical evaluation of Shingo´s ´SMED´ methodology.
International Journal of Production Research, v. 38, n. 11, p. 2377-2395, 2000.
MCINTOSH, R.; OWEN, G.; CULLEY, S.; MILEHAM, T. Changeover improvement: Reinterpreting Shingo's
"SMED" methodology. IEEE Transactions on Engineering Management, v.54, n.1, p. 98-111, 2007.
MOURA, R. A.; BANZATO, E. Redução do Tempo de Setup: Troca Rápida de Ferramentas e Ajustes de
Máquinas. São Paulo: IMAM, 1996.
MILEHAM, A. R.; CULLEY, S. J.; OWEN, G. W.; MCINTOSH, R. I. Rapid changeover - a pre-requisite for
responsive manufacture. International Journal of Operations & Production Management, v.19, n.8, p.785-596,
1999.
13

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2015
MOTA, P. Estudo e implementação da metodologia SMED e o seu impacto numa linha de produção.
Dissertação.Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, 2007, 95.
PIRES, S. R. J. Gestão estratégica da produção. Piracicaba: Unimep, 1995.
RUSSOMANO, V.H. Planejamento e controle da produção.6 ed. São Paulo: Pioneira, 2000.
SHINGO, S. Sistema de Troca Rápida de Ferramenta: Uma revolução nos sistemas produtivos. PortoAlegre:
Bookman, 2008.
SHINGO, S. Sistema de troca rápida de ferramenta: uma revolução nos sistemas produtivos. Porto Alegre:
Bookman, 2000.
SHINGO, S. O Sistema Toyota de produção – do ponto de vista da Engenharia de Produção. Tradução:
Eduardo Schaan. EditoraBookman. Porto Alegre - RS, 1996.
SHINGO, S. A Revolution in Manufacturing: The SMED System. Productivity Press. Cambridge, MA, 1985.
______. Non-stock production: the Shingo system for continuous improvement. Productivity Press, Cambridge,
MA, 1988.
______. O Sistema de Troca Rápida de Ferramentas. Porto Alegre: Bookman Editora, 2000.
SOUZA, R. Método para aplicação de técnicas de redução de tempos de Setup como meio para aumento de
produtividade em indústrias gráficas.Universidade de São Paulo, 2009.
SUGAI, M; MCINTOSH, R e NOVASKI, O. Metodologia de Shigeo Shingo (SMED): análise crítica e estudo de
caso. Gestão. Produção. São Carlos, v. 14, n. 2, p. 323-335, maio/ago. 2007.
SMITH, D. Quick Die Change. SME – Society of Manufacturing Engineers. Deaborn : Michigan, 2005.
SINGH, B. J.; KHANDUJA, D. SMED: For quick changeovers in foundry SMEs. International Journal of
Productivity and Performance Management, v. 59, n. 1, p. 98-116, 2010.
TUBINO, Dalvio Ferrari. Sistemas de produção: a produtividade no chão da fábrica. Porto Alegre: Bookman,
1999.
VOLLMANN, T. E.; BERRY, W. L.; WHYBARK, D. C.: Manufacturing Planning and Control Systems, Irwin
McGraw-Hill, 4th ed., 1997.
VOLLMANN, T. et al. Manufacturing planning and control systems for supply chain management: the
definitive guide for professionals. New York: McGraw- Hill, 2004. 598 p.
YIN, R. K. Estudo de caso: planejamento e métodos. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2010.
14