Tecnologia e produtividade do grupo

A tecnologia do grupo está atraindo cada vez mais interesse dos fabricantes por causa de suas muitas aplicações para aumentar a produtividade. O GT é uma abordagem de manufatura que busca maximizar a eficiência da produção agrupando problemas ou tarefas semelhantes e recorrentes. Por meio de um exame cuidadoso das muitas aplicações do GT, os autores mostram como ele economiza tempo, evita duplicações e facilita a recuperação e o uso de informações de forma fácil e oportuna. Uma parte importante do GT é o uso de um código que, como um sistema de referência de biblioteca, serve como um índice das características de fabricação, engenharia, compras, planejamento de recursos e vendas para melhorar a produtividade em cada uma dessas áreas. A introdução de uma nova peça na fabricação pode custar desde $ 1.300 a $ 12.000, incluindo despesas de projeto, planejamento e controle, além de ferramentas e acessórios.1 Claramente, se uma empresa puder reduzir o número de peças novas de que precisa, obterá uma grande economia de custos. Considere uma empresa que normalmente lança 2.000 peças novas por ano. Se a empresa pudesse substituir as peças existentes por apenas 10% % dessas novas peças, poderia colher uma economia anual que varia de uma relativamente modesta $ 260.000 a um valor bastante substancial $ 2,4 milhões. Mas essa economia depende de um fator crítico: a identificação de peças que podem ser usadas com ou sem modificação para atender às necessidades do designer. Um banco de dados de fabricação de “tecnologia de grupo” oferece grande assistência nesse processo de identificação. A tecnologia de grupo (GT) é um conceito que atualmente está atraindo muita atenção da comunidade de manufatura. A essência do GT é capitalizar as semelhanças em tarefas recorrentes de três maneiras: Realizando atividades semelhantes em conjunto, evitando assim o desperdício de tempo na mudança de uma atividade não relacionada para outra. Padronizando atividades estreitamente relacionadas, focando apenas em diferenças distintas e evitando a duplicação desnecessária de esforços. Armazenando e recuperando com eficiência informações relacionadas a problemas recorrentes, reduzindo assim o tempo de busca pelas informações e eliminando a necessidade de resolver o problema novamente. O GT oferece várias maneiras de melhorar a produtividade, de acordo com estudos de empresas na fabricação de lotes. Um executivo sênior do setor de máquinas agrícolas nos disse: “O motivo fundamental para nossa adoção do GT foi melhorar o custo e a qualidade por meio da redução da proliferação de projetos, do tempo de resposta e dos estoques de trabalho em andamento por meio da padronização e simplificação do planejamento de fabricação e da criação de layouts de plantas mais eficientes”. Nos últimos dois anos, esta empresa economizou mais de $ 9 milhões por meio do GT. Quando 20 fabricantes dos EUA que usam o GT foram entrevistados, 17 deles indicaram que os benefícios da implementação do GT igualaram ou superaram suas expectativas.2 O gerenciamento de tecnologias de manufatura representa um componente vital na competitividade da indústria dos EUA, que deve desempenhar um papel mais importante na formulação de planos estratégicos.3 Para que isso aconteça, a gerência geral deve se familiarizar mais com as tecnologias emergentes e promissoras. Neste artigo, discutimos várias dessas tecnologias, todas unidas pela tecnologia de grupo, e identificamos suas aplicações abrangentes em todas as áreas de operações comerciais. Descrevemos os benefícios potenciais que podem ser alcançados, bem como os problemas comuns de implementação. O significado da tecnologia de grupo O GT é, muito simplesmente, uma filosofia que sustenta que os gerentes devem explorar as semelhanças e obter eficiência agrupando problemas semelhantes. Na maioria dos casos, um pré-requisito para o reconhecimento de semelhanças é um sistema pelo qual os objetos de interesse possam ser classificados e codificados (ou seja, símbolos atribuídos representando informações relevantes). Como analogia, os livros em um catálogo de biblioteca são classificados e codificados de forma que seja possível encontrar facilmente todos os livros escritos por um determinado autor, cobrindo um determinado tópico ou compartilhando o mesmo título. Na engenharia de projeto, as peças podem ser classificadas por semelhanças geométricas usando códigos que contêm atributos de design. O objetivo pode ser recuperar todas as peças com determinadas características, como peças rotacionais com uma relação comprimento/diâmetro inferior a 2. Se um deles atender à necessidade em questão, os engenheiros podem evitar a necessidade de projetar uma nova peça. As semelhanças entre peças, capturadas no código GT, podem ser usadas da mesma forma pela engenharia de manufatura, manufatura, compras e vendas. Por exemplo, um fabricante pode reduzir drasticamente o tempo e o esforço gastos na decisão de como uma peça deve ser produzida se essas informações estiverem disponíveis para uma peça similar. Um banco de dados GT é um sistema de arquivamento computadorizado que acelera a recuperação de informações de peças, facilita o processo de design, melhora a precisão do planejamento do processo, auxilia na criação e operação de células de fabricação e aprimora a comunicação entre áreas funcionais. Um uso precoce do GT foi documentado na União Soviética na década de 1940. Desde então, foi implementado em muitos países europeus e asiáticos, principalmente na área de manufatura. O interesse entre os fabricantes dos EUA se enraizou em meados da década de 1970 e, agora, muitas grandes corporações (John Deere, Caterpillar, Lockheed, General Electric, Black & Decker e Cincinnati Milacron são algumas) aproveitaram o GT ou estão planejando programas de GT. A expansão dos recursos do computador e a disponibilidade de software obviamente estimularam o crescimento dos aplicativos GT. Armazenar e recuperar códigos com 20 ou 30 caracteres é impensável sem a ajuda de um computador. Mas com o emprego avançado do computador em qualquer área de operações de produção, também surge a necessidade de codificação e classificação como forma de integrar tarefas e até unidades organizacionais. Essa é a razão pela qual muitos especialistas veem o GT como o elo perdido entre CAD e CAM (projeto auxiliado por computador e manufatura auxiliada por computador) e, portanto, como um importante alicerce para a CIM (manufatura integrada por computador). Classificação e codificação Entre a variedade de materiais que os fabricantes manuseiam — matérias-primas, componentes adquiridos, peças fabricadas, submontagens e itens completos — o GT é aplicado predominantemente a itens comprados e peças fabricadas. Vamos concentrar nossa discussão nesses grupos. Quando os engenheiros classificam peças e atribuem aquelas com atributos intimamente relacionados a uma família específica, eles podem determinar semelhanças entre os itens de várias maneiras. Do ponto de vista do design, por exemplo, semelhança pode significar formas e dimensões geométricas estreitamente relacionadas. Do ponto de vista da fabricação, a semelhança entre duas peças significa que elas são processadas na fábrica da mesma forma ou quase da mesma maneira. Obviamente, peças com aparência semelhante nem sempre são produzidas da mesma forma (isso depende de variações nas matérias-primas, tolerâncias, dimensões etc.), enquanto peças que são roteadas pelas mesmas máquinas podem ser bastante diferentes em forma geométrica. Técnicas simples e informais de classificação de peças têm sido empregadas em empresas onde a única intenção era identificar famílias com requisitos de fabricação semelhantes para criar linhas ou células de máquinas dedicadas. A Divisão Langston da Harris-Intertype Corporation em Camden, Nova Jersey, uma das primeiras usuárias do GT nos Estados Unidos, tirou fotos Polaroid de cada sétima das cerca de 21.000 peças fabricadas. Quando inspecionado do ponto de vista do processamento da produção, cerca de 93 % parte da amostra poderia ser alocada em cinco famílias.4 Embora formas informais de agrupar peças não sejam incomuns, o maior potencial do GT vem de um sistema de codificação formal no qual cada peça recebe um código numérico ou alfanumérico descrevendo os atributos de interesse. Para uma utilização mais ampla, o código deve ser capaz de descrever a peça tanto do ponto de vista do projeto quanto do ponto de vista da fabricação. Características como formas externas e internas, dimensões e quaisquer roscas, ranhuras e estrias descrevem a forma geométrica. A forma e a química da matéria-prima, o acabamento superficial e os requisitos de tolerância, a necessidade de processos especiais como tratamento térmico e a demanda de peças — todos esses são atributos de fabricação. O Anexo I oferece um exemplo simples de uma peça codificada. Claramente, para capturar todos os atributos significativos, é necessário um grande número de caracteres. Anexo I Exemplo simples de uma peça codificada Nota: Com base nos primeiros cinco dígitos do sistema de codificação Opitz Inúmeros sistemas de codificação foram desenvolvidos em todo o mundo por pesquisadores universitários e empresas de consultoria e também por corporações para seu próprio uso. Vários sistemas comerciais estão disponíveis no mercado dos EUA. De todas elas, muitas têm uma pequena variedade de aplicações, como codificação apenas de chapas metálicas ou peças forjadas. Os sistemas modernos, no entanto, geralmente são computadorizados, e a codificação ocorre fazendo com que o planejador trabalhe em um modo de conversação com o computador, respondendo a uma série de perguntas na tela do CRT. Uma vez codificadas as peças, segue-se a classificação, que significa simplesmente o agrupamento de peças com características semelhantes. Por exemplo, uma família pode consistir em todas as partes com um 2 na terceira posição do código. Outro poderia ser aquele com um 3 na terceira posição e um 2 na quarta. É fácil ver que, com um comprimento de código de 30 dígitos, é possível criar um número muito grande de famílias. Aplicando GT... Embora muitas áreas de operações comerciais possam se beneficiar do GT, a manufatura, a área de aplicação original, continua sendo o local onde o GT é mais amplamente praticado. Duas tarefas importantes no planejamento de manufatura e na engenharia de manufatura são a programação e o planejamento de processos. O agendamento de trabalhos define a ordem na qual as peças devem ser processadas e pode determinar os tempos de conclusão esperados para operações e pedidos. O planejamento do processo, por outro lado, decide a sequência de máquinas para as quais uma peça deve ser encaminhada quando é fabricada e as operações que devem ser executadas em cada máquina. O planejamento do processo também abrange a seleção de ferramentas, gabaritos e acessórios, bem como a documentação dos padrões de tempo (tempo de execução e configuração) associados a cada operação. O planejamento do processo pode afetar diretamente a eficiência da programação e, portanto, muitas das medidas de desempenho normalmente associadas ao planejamento e controle da manufatura. ... no planejamento e controle da produção O agrupamento de peças com características de fabricação semelhantes em famílias reduzirá o tempo gasto na configuração de peças e ferramentas. Na fabricação de lotes pequenos a médios, o esforço para reduzir a configuração é o mais importante. Esse tipo de produção de peças geralmente é realizado em um ambiente de oficina, onde as máquinas de uso geral são agrupadas de acordo com a função, como tornos em um grupo e trituradores em outro. As oficinas de trabalho também costumam ter altos estoques de trabalho em andamento, longos prazos de entrega e um uso produtivo extremamente baixo do tempo que uma peça passa no chão de fábrica (normalmente não mais do que 5%). % do tempo total da loja). A seguir estão algumas das maneiras pelas quais o GT pode ser realizado no planejamento da produção. Sequenciamento de famílias de peças A aplicação mais simples e altamente informal do GT em um ambiente de oficina é sequenciar peças similares em uma máquina. Esse procedimento, seguido diariamente por capatazes na maioria das oficinas mecânicas, geralmente significa substituir as listas formais de despacho, que são elaboradas sem considerar a eficiência. O tempo de configuração economizado ao executar duas ou mais peças relacionadas em uma linha pode ser convertido em tempo produtivo. Uma aplicação mais sofisticada é a criação de famílias de peças (usando o código GT) e a dedicação de máquinas para processamento exclusivo de famílias. Essa abordagem tem várias vantagens. Primeiro, há menos fluxos interferentes de material em cada máquina. Em segundo lugar, o tempo de configuração é reduzido, pois ferramentas e acessórios comuns podem ser desenvolvidos para lidar com todos os membros de cada família processados na estação de trabalho. Em terceiro lugar, a qualidade das peças pode ser melhorada, uma vez que a variedade de peças que fluem pela estação de trabalho foi reduzida. Produção celular A aplicação GT mais avançada é por meio da criação de células de fabricação. Uma célula é uma coleção de máquinas-ferramentas e equipamentos de manuseio de materiais agrupados para processar uma ou várias famílias de peças. De preferência, as peças são concluídas em uma célula. (Os japoneses fazem muito uso dessas células, mas aparentemente sem sistemas formais de classificação e codificação.) As vantagens da fabricação de células são muitas, especialmente quando as células são projetadas com um fluxo de materiais dominante e com um sistema de transporte fixo conectando as estações de trabalho. Uma célula representa um sistema de produção híbrido, uma mistura de uma oficina que produz uma grande variedade de peças e uma oficina de fluxo dedicada à produção em massa de um produto. O Anexo II ilustra a diferença entre uma oficina, com base em um layout funcional, e uma loja de celular. Figura II Movimentação de peças por meio de uma oficina e uma loja de celulares A alocação de equipamentos para um subconjunto de peças reduzirá a interferência, melhorará a qualidade, tornará o manuseio de materiais mais eficiente, reduzirá os tempos de configuração e operação e, portanto, reduzirá os estoques e reduzirá os prazos de entrega. Reduzir os prazos de fabricação de peças pode reduzir o tempo de resposta aos pedidos dos clientes e, assim, levar a menores estoques de produtos acabados. É provável que esses benefícios sejam maiores com um rearranjo físico do maquinário em células. Um fabricante dos EUA, EG&G Sealol em Warwick, Rhode Island, descobriu que depois de produzir 900 peças (representando cerca de 30 % de todas as horas padrão (na fábrica) nas células de fabricação, o trabalho em andamento caiu em 20%. % a 30 % e a necessidade de espaço físico diminuiu em 15% % . Por exemplo, a Sealol produziu 324 peças em uma célula com sete máquinas, enquanto antes as peças haviam sido encaminhadas para 22 máquinas. Todas essas melhorias contribuíram para um 150 % aumento na produção total.5 A gerência da Otis Engineering em Carrollton, Texas, estimou que em certa época havia passado $ 5 milhões por ano em configurações. A magnitude da economia potencial é demonstrada pelo resultado da primeira instalação de células da Otis — redução no tempo de configuração de 35%. % .6 A fabricação de celulares também oferece outras vantagens. A mudança no layout da fábrica tem implicações organizacionais e comportamentais. A Otis Engineering, por exemplo, conseguiu um uso mais eficiente do pessoal de supervisão, e os operadores de equipamentos ganharam flexibilidade e, assim, enriqueceram o trabalho. A Otis também estabeleceu um armazenamento centralizado de ferramentas e medidores para a célula, a fim de permitir um acesso mais fácil às ferramentas e um melhor agendamento de ferramentas. Os gerentes podem simplificar o planejamento e o controle da produção considerando a célula como um ponto de planejamento para o qual o planejamento da capacidade pode ser executado e para quais trabalhos podem ser liberados. As células geralmente têm mais máquinas do que operadores, o que significa que os operadores devem equilibrar a carga na célula. Obviamente, isso representa uma descentralização das tarefas, exigindo que os operadores lidem com várias máquinas-ferramentas e processos. Além disso, com a fabricação de celulares, é fácil rastrear uma peça até sua origem, o que facilita a responsabilidade pela qualidade. A gerência pode explorar isso atribuindo a responsabilidade pela inspeção de qualidade aos operadores de células. A capacidade de uma maior variedade de tarefas e a necessidade de níveis mais altos de habilidade são características da abordagem celular, juntamente com a oportunidade de trabalho em equipe e o foco do processo de produção, desde a matéria-prima até a peça acabada. Essas vantagens podem aumentar a satisfação profissional dos operadores, o que pode levar a uma maior produtividade e melhor qualidade. As células de manufatura também alteram as tarefas que planejadores de produção, programadores e engenheiros de manufatura realizam e, mais dramaticamente, alteram o papel do capataz. Onde antes ele ou ela era responsável por apenas um processo, o capataz agora supervisiona a produção de uma peça inteira. Isso também afeta a responsabilidade. Em um ambiente de oficina, é sempre possível repassar o dinheiro culpando outros capatazes por não terem as peças prontas a tempo. Com as células, a conclusão oportuna torna-se responsabilidade exclusiva do capataz da célula. Ao mecanizar e automatizar o manuseio de materiais e o processo de fabricação, os engenheiros podem criar células não tripuladas com base nos princípios da GT. Uma célula de trabalho robótica projetada para processar um pequeno conjunto de famílias de peças, por exemplo, consiste em máquinas-ferramentas controladas por computador localizadas em torno de um ou mais robôs de manuseio de materiais. Como não há uma sequência fixa da máquina, esse tipo de célula pode ser bastante flexível. Uma célula um pouco menos flexível e geralmente muito maior, projetada para volumes maiores e peças mais especializadas, é chamada de sistema de manufatura flexível. ... no planejamento de processos Alguns dos maiores ganhos de produtividade foram relatados na criação de planos de processo que determinam como uma peça deve ser produzida. Com o planejamento de processos auxiliado por computador (CAPP) e o GT, é possível padronizar esses planos, reduzir o número de novos planos e armazená-los, recuperá-los, editá-los e imprimi-los com muita eficiência. O planejamento do processo normalmente não é um procedimento formal. Cada vez que uma nova peça é projetada, um planejador de processo examinará o desenho e decidirá quais máquinas-ferramentas devem processar as peças, quais operações devem ser executadas e em qual sequência. Há duas razões pelas quais as empresas geralmente geram planos de processo excessivos. Primeiro, a maioria das empresas tem vários planejadores, e cada um pode criar um plano de processo diferente para a mesma peça. Em segundo lugar, o planejamento do processo é desenvolvido com a configuração existente das máquinas-ferramentas em mente. Com o tempo, a adição de novos equipamentos mudará a adequação dos planos existentes. Raramente são feitas alterações nos planos de processo antigos. Uma empresa supostamente tinha 477 planos de processo desenvolvidos para 523 engrenagens diferentes. Uma análise mais detalhada revelou que mais de 400 dos planos poderiam ser eliminados. Outra empresa usou 51 máquinas-ferramentas e 87 planos de processo diferentes para produzir 150 peças. Uma investigação determinou que essas peças poderiam ser produzidas em apenas 8 máquinas por meio de 31 planos de processo. O planejamento do processo usando o CAPP pode evitar esses problemas. O planejamento de processos com o CAPP assume duas formas diferentes: Com baseado em variantes planejamento, um plano padronizado (e possivelmente um ou mais planos alternativos) é criado e armazenado para cada família de partes. Quando o planejador insere o código GT de uma peça, o computador recupera o melhor plano de processo. Se nenhum existir, o computador procurará roteiros e sequências de operações para peças similares. O planejador pode editar o esquema na tela do CRT antes da impressão. Com generativo planejamento, que pode, mas não necessariamente depende de partes codificadas e classificadas, o computador forma o plano do processo por meio de uma série de perguntas que o computador coloca na tela. O produto final também é um plano de processo padronizado, que é o melhor plano para uma peça específica. A abordagem baseada em variantes depende de planos estabelecidos inseridos na memória do computador, enquanto a técnica generativa cria os planos de processo de forma interativa, contando com a mesma lógica e conhecimento que um planejador possui. O planejamento generativo de processos é muito mais complexo do que o planejamento baseado em variantes; na verdade, ele aborda a arte da inteligência artificial. Também é muito mais flexível: simplesmente alterando a lógica de planejamento, por exemplo, os engenheiros podem considerar a aquisição de uma nova máquina-ferramenta. Com o método baseado em variantes, os engenheiros devem examinar e possivelmente corrigir todos os planos que a nova ferramenta possa afetar. O CAPP permite a criação e documentação de planos de processo em uma fração do tempo que um planejador levaria para fazer o trabalho manualmente e reduz consideravelmente o número de erros e o número de novos planos que devem ser armazenados. Quando você considera que os planos normalmente são escritos à mão e que os planejadores de processos gastam até 30% % Durante o tempo em que os prepararam, a contribuição do CAPP de formatos padronizados para planos e documentos mais legíveis é importante. O CAPP, na verdade, funciona como um editor de texto avançado. Além disso, ele pode ser vinculado a um sistema de dados padrão automatizado que calculará e registrará os tempos de execução e os tempos de configuração de cada operação. O CAPP pode levar a custos unitários mais baixos por meio da produção de peças de maneira ideal. Ou seja, a economia de custos ocorre não apenas por meio de um planejamento de processo mais eficiente, mas também por meio da redução dos custos de mão de obra, material, ferramentas e estoque. Um fabricante de máquinas-ferramentas para fabricação de lâmpadas desenvolveu um esquema de codificação de oito dígitos que permite a seleção de processos padrão para produzir determinados componentes. Esta aplicação resultou em 76 % melhoria na produtividade da manufatura. Ao mesmo tempo, o uso do CAPP aumentou a produtividade dos planejadores de processos em 30%. % . O GT pode ajudar na criação de programas que operam máquinas controladas numericamente (NC), uma área relacionada ao planejamento de processos. Por exemplo, depois que os engenheiros da Otis Engineering formaram famílias de peças e células, o tempo para produzir uma nova fita NC caiu de 4 a 8 horas para 30 minutos. Assim, a empresa melhorou o potencial de uso de equipamentos NC em lotes com pequenas quantidades de fabricação.7 ... no design de peças A codificação GT de peças é útil para a recuperação eficiente de projetos anteriores, bem como para a padronização do projeto. Esses recursos ajudam a acelerar o processo de design e reduzir a proliferação de projetos. Não é incomum que uma empresa encontre várias versões basicamente da mesma peça durante uma investigação preliminar da população da peça. As peças podem ter a mesma função, mas diferem em termos de tolerâncias, raios e assim por diante. A Divisão Pomona da General Dynamics, por exemplo, encontrou um caso em que uma unidade de porca e acoplamento praticamente idênticas haviam sido projetadas em cinco ocasiões diferentes por cinco engenheiros de projeto e depois desenhadas por cinco desenhistas.8 Essas peças foram adquiridas de cinco fornecedores a preços que variam de $ 2.2 a $ 7,50 cada. A empresa também investigou 2.891 peças com números de peça diferentes e descobriu que o número de formas distintas se nivelou rapidamente para compor uma população de apenas 541 formas. A proliferação de design desse tipo ocorre devido a dificuldades na recuperação do design. Embora uma peça semelhante à necessária já exista, o designer não tem um sistema nem paciência para encontrá-la. É mais fácil criar uma nova peça, o que significa que um novo número de peça deve ser atribuído, um novo plano de processo elaborado, novas ferramentas projetadas e assim por diante. O objetivo da padronização do projeto é reduzir as variações, fabricar as peças com eficiência e exigir justificativa para desvios das normas. A padronização não significa que todas as peças com a mesma função devam ser idênticas. Isso significa, no entanto, que as normas são estabelecidas para tolerâncias, dimensões, ângulos e outras especificações. A definição dessas normas deve ser feita com as considerações de fabricação e design em mente, preenchendo a lacuna entre essas duas áreas e tornando os engenheiros de projeto mais conscientes dos custos e restrições de fabricação. Uma população de peças codificadas em GT simplifica o trabalho pesado de vasculhar desenhos antigos para encontrar uma peça já projetada. O designer pode inserir em um CRT um código parcial descrevendo as principais características da peça necessária. O computador então pesquisará na base de dados do GT todos os itens com o mesmo código e os listará na tela. O designer pode examinar as especificações de cada peça e selecionar uma que se ajuste ou possa ser modificada. Com a computação gráfica moderna, cada peça projetada pode ser exibida no CRT para que o projetista possa inspecioná-la. Depois que o design da peça é selecionado ou “editado”, o designer pode fazer o desenho real manualmente ou por computador. Em uma empresa, o desenho recuperado de uma engrenagem dentada já existente exigiu apenas uma pequena modificação para um novo design.9 Estima-se que a economia geral em tempo de projeto, tempo de planejamento de fabricação e requisitos de ferramentas exceda $ 10.000. Na mesma empresa, uma análise de uma família de eixos revelou que todos os oito eixos usavam três cortes inferiores diferentes. Ao adotar um padrão de design para permitir apenas um design inferior para peças da família, a empresa economizou cerca de $ 12,000. ... em outras áreas O GT também pode ser aplicado na compra. Com base na codificação GT dos componentes e matérias-primas adquiridos e nas informações do sistema de planejamento de produção, um gerente de compras pode obter estatísticas que não estão diretamente disponíveis em um sistema tradicional de numeração de peças. O GT pode ajudar a reduzir a proliferação de compras de diferentes tipos de peças, por exemplo, identificando componentes que têm a mesma função. Também pode listar peças idênticas para as quais os designers especificaram marcas diferentes. As empresas que reduzem o número de peças diferentes que solicitam e os fornecedores com os quais fazem negócios podem usar o aumento do volume como alavanca para negociar melhores negócios. O Grupo Aeroespacial da VSI Corporation, que produz porcas de motor, comprou lesmas vazias com base na demanda por número de peça.10 Ao usar um sistema de codificação, a empresa descobriu que menos peças diferentes poderiam ser compradas em volumes maiores. Isso resultou em uma redução média do preço de compra por unidade de 22 centavos para 20 centavos. Essa pequena redução por unidade, multiplicada pelas 4,8 milhões de peças compradas em um ano, resultou em uma economia anual de $ 96,000. Outra aplicação interessante está nas vendas. A mesma empresa recebeu uma solicitação de entrega imediata de um parafuso do motor que não era um item de estoque. Uma pesquisa no banco de dados do GT, no entanto, resultou em uma peça substituta que atendia às necessidades do cliente e poderia ser entregue imediatamente. O GT também pode ser usado para estimativa de custos. Uma empresa que precisa de estimativas de custo do produto para fins de licitação, por exemplo, pode codificar provisoriamente as peças necessárias e, em seguida, pesquisar o banco de dados do GT. Para peças pertencentes a famílias estabelecidas, talvez já existam dados de custo padrão. Caso contrário, o sistema CAPP pode ajudar a determinar os processos necessários para fabricar a peça, chegando assim aos dados de custo. Várias empresas descobriram que as estimativas de custo geradas pelo GT podem ser construídas mais rapidamente e com maior precisão do que aquelas feitas por métodos tradicionais. A abordagem também é útil durante o processo de design para ajudar a selecionar componentes que reduzirão o custo total do produto proposto. O GT também pode ajudar a determinar as consequências econômicas das mudanças previstas no custo dos materiais. Suponha, por exemplo, que se espere que o preço de uma liga já cara aumente. Com a codificação GT, uma lista de todas as peças que usam essa liga pode ser produzida em minutos, permitindo uma avaliação rápida de como o aumento do custo de compra afetará o custo de fabricação dos produtos feitos com as peças. Implementando o O GT é uma filosofia que exige simplicidade e padronização. Qualquer tentativa séria de tirar o máximo proveito disso começa com a seleção de um ou mais sistemas de codificação (cada tipo de material pode ter seu próprio sistema de codificação) e a codificação subsequente do material. Como acontece com qualquer sistema de informação formal que exija a mudança de métodos arraigados e procedimentos antigos, o GT não pode ser decidido casualmente ou implementado instantaneamente. Um programa GT pode levar dois ou três anos para ser instalado e terá ramificações de longo alcance dentro da organização, especialmente se a fabricação de celulares for instituída. Recentemente, entrevistamos 20 fabricantes dos EUA que usam o GT para descobrir os problemas que eles encontraram durante o processo de implementação.11 Os problemas mais comuns se dividiram em três categorias: mudança organizacional e resistência humana associada, classificação e codificação de peças e planejamento e execução do conceito de célula de manufatura. A discussão a seguir se baseia em grande parte em nossas descobertas. A resistência à mudança, é claro, é um problema universal em qualquer organização. A resistência pode assumir diferentes formas, dependendo da percepção do funcionário sobre o status e a segurança do trabalho, da compreensão da nova situação e da capacidade e vontade de se adaptar. No caso do GT, alguns exemplos ilustram a variedade de possíveis problemas. O mandato dos projetistas de reduzir o número de peças novas pode entrar em conflito com o sistema de avaliação e recompensa de longa data de uma empresa. Em uma empresa, os designers foram avaliados com base no número de novos desenhos que criaram. Instituir o conceito de redução de variedades, portanto, significou necessariamente mudar o sistema de incentivos. (A instalação do CAD por si só pode levar a um aumento no número de peças novas, simplesmente devido à velocidade com que novos designs podem ser produzidos.) Na manufatura, os problemas geralmente resultam da mudança de funções dos operadores e das novas áreas de responsabilidade dos supervisores. Trabalhar em equipe e participar da tomada de decisões coloca os funcionários em um novo ambiente sociológico. Os operadores devem ser capazes de se deslocar de uma estação de trabalho para outra e realizar uma inspeção de qualidade. Isso requer habilidades adicionais e constitui um novo design de trabalho. Tanto os trabalhadores quanto os representantes sindicais geralmente resistem a essas mudanças. O papel do capataz também se expande para cobrir muitas funções. O capataz deve, portanto, conhecer vários processos de fabricação em vez de apenas um e ser responsável pela conclusão de toda a peça e não por apenas uma única operação. A educação extensiva sobre os conceitos de GT, o treinamento prático e o envolvimento precoce dos indivíduos afetados são as melhores maneiras de implementar novas funções de trabalho. Vender a ideia de células GT para sindicatos pode exigir grandes esforços, incluindo a reestruturação dos sistemas de pagamento. As políticas de pessoal e os sistemas de treinamento também devem mudar. Devido aos diferentes requisitos de trabalho em uma célula, as empresas geralmente contam com voluntários para formar equipes. A empresa Alfa-Laval na Suécia permite que os trabalhadores formem suas próprias equipes e depois os treina simulando os movimentos e a coordenação dentro da célula de fabricação em um modelo em escala. Os planejadores e programadores de produção também são diretamente afetados pela fabricação de celulares. Depois que uma célula é estabelecida, as partes que não pertencem à família apropriada devem ser encaminhadas para outro lugar. Algumas empresas descobriram que os planejadores tendem a quebrar a regra da família: eles programam uma peça para a célula contendo máquinas que consideram mais eficientes para sua produção ou para células que se tornaram tão eficientes que parecem subutilizadas. É difícil manter o novo sistema funcionando, e lapsos como esses podem destruir a integridade do sistema e levar ao retrocesso para os antigos. O monitoramento regular deve acompanhar o período imediatamente após a transição, quando esses lapsos são mais prováveis de ocorrer. O problema mais comum que as empresas enfrentam na área de codificação e classificação decorre da incapacidade dos códigos de descrever o material adequadamente. Algumas empresas, por exemplo, descobriram que seus sistemas de codificação eram adequados para design, mas não para fins de fabricação. Um gerente de uma empresa comentou que seu sistema de codificação não conseguia lidar com peças elétricas. Na verdade, cerca de dois terços das empresas com sistemas desenvolvidos externamente fizeram modificações para atender às suas próprias necessidades. Essa descoberta reflete dois fatos. Primeiro, os códigos para lidar com design e fabricação são relativamente novos e, segundo, as empresas geralmente precisam desenvolver procedimentos que reflitam suas próprias maneiras de fazer as coisas. Uma implicação direta da fabricação celular é que o sistema mais rígido e orientado ao fluxo, com redução drástica do trabalho em andamento, requer uma ênfase maior na manutenção da máquina. A formação de células, no entanto, também cria uma visibilidade que não existe nas oficinas. Essa visibilidade torna mais fácil para gerentes e supervisores identificar problemas de balanceamento de carga nas células. Quando uma célula de fabricação é projetada, uma meta óbvia é alcançar uma alta utilização de todas as máquinas na célula. A variação nas capacidades produtivas das máquinas, no entanto, pode criar uma restrição, especialmente se as máquinas existentes forem realocadas para formar uma célula. O resultado geralmente é que uma ou duas máquinas acabam sendo gargalos, enquanto as outras são subutilizadas. O problema de balanceamento de carga, também afetado pela mistura de partes que entram na célula, pode ser aliviado um pouco pela forma como as peças e famílias de peças são liberadas e sequenciadas pela célula. Pelo menos uma empresa tentou atacar esse problema por meio de seu sistema de planejamento e controle de produção. Curiosamente, no entanto, a integração de células GT e um sistema de agendamento como o MRP (planejamento de requisitos de materiais) pode causar um novo conjunto de problemas. Isso deriva do fato de que um sistema MRP se concentra nas datas de conclusão de peças e montagens individuais, enquanto a fabricação celular se concentra na produção eficiente de famílias de peças. Reunir esses dois sistemas exigirá novos procedimentos de planejamento e programação.12 Outro problema diz respeito aos estoques intermediários, que geralmente se acumulam entre as estações de trabalho, e à capacidade dos operadores de eliminar esses estoques de forma equilibrada. No entanto, a carga de trabalho desequilibrada pode se tornar uma vantagem ao focar o planejamento da capacidade nesses poucos gargalos. Mesmo que as máquinas adicionais dedicadas causem um menor uso geral da máquina, o aumento dos tempos de produção, os níveis mais baixos de estoque, o aumento da produtividade e a maior qualidade associados às células representam um ganho líquido. Na verdade, uma empresa reduziu sua população de máquinas em 25%. % depois de mudar para a fabricação de celulares devido a um aumento significativo na eficiência. Duas coisas, finalmente, devem ser apontadas em relação à produção celular. Primeiro, atualmente não há procedimentos formais estabelecidos e amplamente aceitos para a criação de células. É claro, no entanto, que no futuro a simulação computacional será cada vez mais usada para esse propósito. Segundo, se a fabricação de células for implementada em uma fábrica existente, a expectativa de que todas as peças possam ser alocadas para famílias de peças e fabricadas em células de produção não é realista. Em vez disso, a fábrica convertida será uma mistura de uma oficina e uma oficina celular, onde a área da oficina mantém a flexibilidade de lidar com peças estranhas. A imagem de custo-benefício As empresas que implementaram o GT relataram que ele pode produzir benefícios impressionantes. Na pesquisa de 20 empresas mencionada anteriormente, GT recebeu crédito pela redução de despesas com ferramentas e acessórios, redução do custo de manuseio de materiais, redução dos esforços de planejamento e controle da produção, redução da necessidade de espaço físico, redução dos prazos de entrega, redução dos estoques de trabalho em andamento, melhoria da qualidade, aumento da satisfação do trabalhador, redução do esforço de projeto, recuperação mais fácil do projeto e estimativas de custo mais fáceis e precisas. Uma empresa declarou que a justificativa para usar o GT era “simplificar as operações para que elas estivessem dentro dos limites da compreensão humana”. Outra empresa sugeriu que a contribuição mais significativa da GT foi fornecer “uma ferramenta para entender o que fabricamos”. Embora as células de fabricação possam ser estabelecidas sem a codificação prévia das peças, os sistemas de codificação são definitivamente necessários para um uso mais amplo do GT. Selecionar sistemas de codificação e codificar as peças é um exercício longo e caro. Quando esse marco é ultrapassado, no entanto, o código abre uma ampla gama de usos possíveis. A Otis Engineering, por exemplo, teria passado 18 meses treinando pessoas e analisando populações de peças sem benefícios aparentes. A empresa, no entanto, recuperou rapidamente o custo da preparação durante os primeiros nove meses de operações de fabricação com base nos princípios da GT.13 Uma vez concluída a codificação, ela pode ser usada em conexão com a recuperação do projeto, CAPP, formação de células, compra e desenvolvimento de ferramentas. Quanto mais experiência uma empresa acumula, mais ela pode tirar proveito do conceito GT e mais satisfeita ficará com o resultado. De acordo com a pesquisa, a maioria absoluta dos usuários do GT estava colhendo benefícios que atenderam ou superaram suas expectativas iniciais. E os usuários geralmente ficavam mais satisfeitos com o GT quanto mais tempo estavam envolvidos com ele. Quase todas as empresas tinham planos para expandir o uso do GT, por exemplo, aumentando o número de células de fabricação, instalando o CAPP ou codificando todo o material em seus arquivos de inventário. Para que qualquer tipo de investimento valha a pena, os benefícios esperados devem exceder os custos esperados. De acordo com um executivo sênior, poucas empresas dos EUA adotaram o GT devido a uma percepção equivocada de seu quadro de custo-benefício. “As causas reais dos custos excessivos de fabricação não são nem um pouco compreendidas ou são mal compreendidas pela maioria dos gerentes de manufatura”, diz ele. “Portanto, os benefícios da abordagem tecnológica de grupo para design e fabricação não são apreciados. Por outro lado, o tempo e o dinheiro necessários para adotar o GT são facilmente evidentes e desencorajam os gerentes que não conseguem visualizar os benefícios.” Em um artigo recente da HBR, Bela Gold alertou contra o uso acrítico de técnicas tradicionais de orçamento de capital em relação a projetos de CAM.14 Um investimento em tecnologia de fabricação moderna deve ser parte de um sistema de manufatura maior, no qual cada nova peça cria sinergismos tangíveis e intangíveis. A abordagem de todo o sistema também requer um amplo nível de análise e um horizonte de planejamento mais longo. O GT e as tecnologias associadas devem ser analisadas da mesma forma. Se as recompensas forem de longo prazo, as projeções financeiras de curto prazo são simplesmente inapropriadas, especialmente se o objetivo final for criar um sistema de manufatura integrado. Implicações para a gestão O mundo da manufatura está mudando rapidamente, devido tanto aos novos aplicativos para o computador desenvolvidos em grande parte nos Estados Unidos quanto às visões pouco ortodoxas dos princípios e sistemas de gerenciamento, muitas vezes extraídas do exterior. Essas mudanças pressionam a gerência a adquirir novas habilidades. As tecnologias emergentes exigem que os executivos tenham pelo menos um conhecimento prático de sua aplicabilidade e do papel que desempenharão na estratégia corporativa. A alta administração não pode abdicar de sua responsabilidade e delegar essas decisões importantes. O lançamento de um programa de GT é um grande empreendimento com implicações de longo prazo para a estrutura organizacional e as pessoas que a compõem. Será caro, mas também trará contribuições que crescerão com o tempo. O GT é outro exemplo da necessidade de a gerência incluir a tecnologia na tomada de decisões estratégicas. Como era o caso no passado com instalações de sistemas de informações gerenciais, hoje, no caso do GT, o suporte da alta gerência e o comprometimento absoluto são essenciais para implementações bem-sucedidas, principalmente porque uma melhor comunicação e coordenação entre os departamentos necessariamente evoluem como resultado do conceito de GT. As tecnologias da informação computadorizadas representam uma oportunidade para muitos fabricantes estabelecerem uma vantagem competitiva. O processo de aprendizado é longo, então não há tempo a perder. Referências 1. Alexander Houtzeel, “Integrating CAD/CAM Through Group Technology”, artigo apresentado no workshop de gerenciamento de operações da American Production and Inventory Control Society, Michigan State University, de 26 a 28 de julho de 1982; e Inyong Ham, “Introduction to Group Technology”, Society of Manufacturing Engineers, relatório técnico MMR 76-03, 1976. 2. Nancy L. Hyer, “O potencial da tecnologia de grupo para a manufatura nos EUA” Jornal de Gerenciamento de Operações, próximo. 3. Veja Alan M. Kantrow, “The Strategy-Technology Connection”, HBR, julho-agosto de 1980, p. 6. 4. Ken M. Gettelman, “Organize a produção para peças, não para processos”, Oficina mecânica moderna, Novembro de 1971, p. 50. 5. James A. Nolen, “Cellular Manufacturing at EG&G Sealol”, artigo apresentado em um seminário da Society of Manufacturing Engineers, Dallas, Texas, de 10 a 12 de maio de 1983. 6. William H. Oliver, “Implementação real da tecnologia de grupo em um ambiente de oficina mecânica”, Society of Manufacturing Engineers, documento técnico MF78—952, 1978. 7. Oliver, ibid. 8. Raymond J. Levulis, “Group Technology”, relatório da empresa de consultoria KW Tunnell, (Chicago: KW Tunnell, 1978). 9. W. Stephen Bucher, “Um Programa de Tecnologia de Grupo Integrado”, Society of Manufacturing Engineers, documento técnico MS79—977, 1979. 10. Harry G. Smart, “Group Technology and the Least Cost Method”, Society of Manufacturing Engineers, documento técnico MSR80-05, 1980. 11. Hyer, “O potencial da tecnologia de grupo”. 12. Veja nosso artigo, “MRP/GT: uma estrutura para planejamento de produção e controle da fabricação de celulares” Ciências da Decisão, vol. 13, nº 4, p. 681. 13. Robert Alton, “Group Technology”, artigo apresentado no workshop de gerenciamento de operações da American Production and Inventory Control Society, Michigan State University, de 26 a 28 de julho de 1982. 14. Bela Gold, “CAM define novas regras para produção”, HBR novembro-dezembro de 1982, p. 88.

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