Estudo do conceito de learning factory, melhoria de um processo de montagem e implementação de um sistema Kanban

Abstract

Os objetivos principais deste trabalho são: o estudo do conceito de learning factory, a melhoria de um processo de montagem e a implementação de um sistema Kanban no Laboratório de Engenharia e Gestão Industrial.Durante o estudo do conceito de learning factory verificou-se que foi criado um modelo consensual para a morfologia das learning factories, constituído por 60 características distribuídas por 7 dimensões. Este modelo permite efetuar uma descrição detalhada das learning factories existentes e servir como ponto de partida para o desenvolvimento de novas learning factories.Os fatores como a globalização, novas tecnologias, escassez de recursos, mudanças demográficas, entre outros, têm grande influência na indústria, criando a necessidade da utilização de learning factories para o desenvolvimento de competências e inovação com o intuito de fazer face à competitividade do mercado.As learning factories demonstram um grande potencial ao nível do desenvolvimento das competências dos formandos, promovem a inovação através de investigação, providenciam um meio realista onde não existem pressões de custo ou de produtividade, permitem a aproximação da indústria com instituições de ensino e de investigação, entre outros. As learning factories têm limitações ao nível da eficiência, escalabilidade, mobilidade, mapping ability of issues e os recursos necessários.Reduziu-se o tempo de montagem médio de um produto de 14,3 minutos para 3,8 minutos (com desvio padrão de 0,56 minutos), correspondendo a uma redução de 73,3%. Esta redução foi alcançada através do estabelecimento de um procedimento de montagem, utilização de uma parafusadora elétrica e desenvolvimento de um gabarito de montagem impresso numa impressora 3D. Estabeleceu-se também um milk-run de reabastecimento e de recolha de caixas vazias na linha de montagem, balanceamento da linha e por fim, idealizou-se um sistema Kanban com três quadros Kanban, dois stocks de produto intermédio e um stock de produto final. Este sistema Kanban não foi possível implementar com sucesso devido aos reduzidos tempos de lead-time e insuficiência de materiais para produzir lotes.O laboratório de Engenharia e Gestão Industrial tem neste momento potencial para ser uma learning factory com foco de formação na área Lean. Caso se incorporem ferramentas auxiliares como robôs, tablets, leitores RFID e de código de barras, poderão ser adicionadas algumas características de indústria 4.0 ao laboratório em questão. Como demonstrado neste trabalho, podem ser implementadas ferramentas como: 5S, milk-run, balanceamento da linha e melhoria de um processo de montagem. Um sistema Kanban também pode ser implementado apesar do insucesso verificado neste caso. Desta forma, possibilitará aos formandos da learning factory do Laboratório de Engenharia e Gestão Industrial ter uma aprendizagem ativa num ambiente de trabalho realístico, desenvolvendo principalmente as suas competências profissionais e metodológicas.

The main objectives of the work presented are: the study of the learning factory concept, the improvement of a manual assembly process and implementation of a Kanban system in the laboratory of Engineering and Industrial Management.During the study of the learning factory concept it was verified that there was a consensual model for the learning factory morphology, formed by 60 characteristics distributed in 7 dimensions. This model allows a detailed description of the existing learning factories and serves as a starting point for the development of new ones.Factors such as globalization, new technologies, scarcity of resources, demographic changes, among others, have a strong influence in the industry and create the need for learning factories for the development of skills and innovation in order to face the competitiveness of the actual and future markets.Learning factories show great potential for the development of student´s and worker´s competences, promote innovation through research, provide a realistic environment where the productivity and cost pressure are inexistent, allow to form a connection between industry, academical and research institutions. The limitations of learning factories are matters related with the efficiency, scalability, mobility, mapping ability of issues and the required resources.The average assembly time of a product was reduced from 14,3 minutes to 3,8 minutes (with a standard deviation of 0,56 minutes), corresponding to a reduction of 73,3%. This reduction was achieved by establishing an optimized assembly procedure, use of an electric screwdriver, development and use of a template that was printed on a 3D printer.It was also established a milk-run for the replenishment and collection of empty boxes of the assembly line, workload balancing and at last, a Kanban system was designed with three Kanban boards, two stocks of intermediate product and one stock of final product. This Kanban system was not successfully implemented due to the reduced lead-times and insufficient materials to produce batches.The laboratory of Engineering and Industrial Management has at this moment potential to be a learning factory with a focus on the Lean area. If RFID and bar code readers, robots and tablets were added in this laboratory, it would be possible to incorporate some industry 4.0 features.As demonstrated in this work, tools such as: 5S, milk-run, line balancing and improvement of an assembly process can be implemented. A Kanban system is also possible to be implemented despite the failure verified in this case. In this way, it will enable the participants of the future learning factory (laboratory of Engineering and Industrial Management) to have an active learning process in a realistic working environment, developing mostly their professional and methodological skills.