implementaÇÃo da metodologia smed: um estudo de caso...
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IMPLEMENTAÇÃO DA METODOLOGIA
SMED: UM ESTUDO DE CASO EM UMA
CÉLULA DE PRODUÇÃO DO RAMO
AUTOMOBILÍSTICO
Raoni Palomino (uniara )
raoni.palomino@hotmail.com
Andre Vicente Ricco Lucato (uniara )
andrevrlucato@gmail.com
Este artigo aborda a implementação da metodologia denominada
SMED (Single Minute Exchange of Die) também conhecida como
Troca rápida de Ferramentas (TRF), criada por Shigeo Shingo na
década de 50, com o objetivo de reduzir o tempo de setup em uma
célula de produção do ramo automobilístico. A implementação dessa
metodologia criada dentro do pensamento do sistema Just in Time,
enfatiza separação e a transferência de atividades do setup interno
para o setup externo, obtendo assim uma redução do tempo de
preparação das máquinas. Essa redução do tempo gasto com a
preparação das máquinas permite que a empresa gere uma estratégia
de produção de pequenos lotes , desta forma, agregando valor na
qualidade do produto e no tempo de espera, eliminando o estoque
excessivo gerado por superprodução e proporciona uma maior
flexibilidade da produção. O estudo de caso foi realizado em uma
célula de produção que fábrica platôs para embreagens. A principal
constatação é que através da implementação do SMED a célula de
produção obteve uma redução de 65% no tempo de setup.
Palavras-chave: SMED, Troca Rápida de Ferramentas, setup
XXXVI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCÃO Contribuições da Engenharia de Produção para Melhores Práticas de Gestão e Modernização do Brasil
João Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016.
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1. Introdução
Devido a grande concorrência entre as indústrias é inevitável a redução de custos para
permanecer de forma competitiva no mercado, sendo que estas reduções implicam em ganhos
consideráveis no processo produtivo. Devido a isso ferramentas de melhoria continua tem
papel crucial neste contexto.
“Desta forma o Sistema Toyota de Produção (STP) quebrou paradigmas quando da busca
pela excelência operacional. Antes disso, os sistemas produtivos eram suportados pela lógica
da produção em massa, seguindo a lógica Fordista de Produção” (PARABONI e OLIVEIRA,
2011, p.2).
O sistema Toyota de produção segue o principio da manufatura enxuta, ou seja, a eliminação
de desperdícios e otimização da produção nas organizações. Desta forma, desenvolveram-se
ferramentas com o intuito de eliminar/reduzir os desperdícios, durante o fluxo da produção. O
principal objetivo é aumentar a produtividade e obter melhores resultados operacionais e, por
consequência, aumentar o desempenho econômico-financeiro da empresa (PARABONI e
OLIVEIRA, 2011).
De acordo com Calhado et al (2015) a metodologia de Troca Rápida de Ferramentas (TRF)
foi originalmente denominada Single Minute Exchange of Die (SMED) e visa a redução do
tempo de troca de ferramentas para um tempo inferior a dez minutos. Este modelo tornou-se
um símbolo de ferramenta enxuta.
Este método (SMED), foi proposto por Shigeo Shingo, que se tornou uma técnica muito
empregada entre empresas (CALHADO ET AL, 2015).
O presente estudo tem como objetivo a implementação da ferramenta SMED para a redução
do tempo de setup em uma célula de produção de empresa do ramo automobilismo. Será
realizado um estudo de caso, bem como as análises do desempenho , método utilizado e
apresentação dos resultados, com a finalidade de promover o aumento da produção, reduzindo
custos, aumento de produtividade, além disso, também com o intuito de agregar know-how
para posteriores aplicações deste método abordado.
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2. Referencial teórico
2.1. Sistemas Toyota de produção
O sistema Toyota de produção (STP) vem se demonstrando uma poderosa ferramenta de
melhoria contínua. Este sistema de produção proporciona um rápido tempo de resposta para
as empresas, devido as constantes oscilações e mudanças de demandas do mercado
competitivo, trazendo maior flexibilidade, menor custo , maior qualidade admitindo também
cenário propicio para inovação tecnológica. Desta forma, o sistema Toyota de produção deve
ser observado como benchmarking fundamental no campo da engenharia de produção
(SHIGEO, 1996).
Este sistema compreende uma estrutura básica de trabalho conforme figuras 1 e 2:
Figura 1 – Estrutura do sistema Toyota de Produção
Fonte: Adaptado de CRW Consultoria e Treinamento Empresarial
Figura 2 – Os oito desperdícios
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Fonte: Adaptado de CRW Consultoria e Treinamento Empresarial
2.2. Single Minute Exchange of Die (SMED)
O SMED é uma técnica que visa realizar a troca de ferramenta (set up) em apenas um dígito
de minuto, ou seja, até 09h59min. Em outros termos, busca-se identificar e eliminar os
desperdícios de tempo (ETI, OGAJI, PROBERT, 2004).
Segundo Shingo (1996), o conceito de Troca Rápida de Ferramenta representa a mínima
quantidade de tempo necessário para mudar de um tipo de atividade a outro, considerando a
última peça em conformidade fabricada em um lote anterior até a primeira peça em
conformidade produzida no lote seguinte.
Os principais benefícios da aplicação do SMED estão indicados na tabela 1
Tabela 1 – Benefícios da aplicação Smed
Fonte: Resultados esperados com a aplicação do SMED, com base em dados (Shingo, 1985)
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Segundo Shingo (2000) o SMED apresenta 4 estágios básicos para sua aplicação deu estão
descritos a seguir:
Estágio inicial: as condições de setup interno e externo não se distinguem;
Neste estágio preliminar, não é feita nenhuma distinção entre setups internos e externos.
Muitas ações que poderiam ser realizadas como setup externo, como a procura de ferramentas
ou manutenção da matriz são, em vez disso, executadas enquanto a máquina está parada. Isso
aumenta desnecessariamente o tempo de preparação.
Estagio 1: Separando setup interno e externo; Este estágio mais importante na implementação da TRF. Ele implica a separação das
operações de setup interno e externo.
Estágio 2: Convertendo setup interno e externo;
Analise a operação de setup atual para determinar se alguma das atividades consideradas.
setup interno podem ser convertidas em setup externo;
Estágio 3: Racionalizando todos os aspectos da operação de setup.
Examine as operações de setup interno e externo para observar eventuais oportunidades
adicionais de melhoria.
2.3 Overall Equipament Effectivences (OEE)
Constantemente há uma busca das empresas para se adequarem aos novos padrões de
concorrência, bem como as exigências do mercado competitivo, a partir disto manter e
monitorar a eficiências das maquinas e equipamentos é um fator crucial para o sucesso das
empresas, desta forma o emprego de ferramentas para o atingimento destas metas se torna
cada vez mais presente, o OEE é amplamente utilizado para melhorar o desempenho das
máquinas e equipamentos consequentemente contribuindo para os demais indicadores das
empresas (LIMA, ZARATIN,2014).
Na visão de Neto et al (2015) a eficiência global dos equipamentos cuja sigla OEE é um
método usado para medições da eficiência dos equipamentos de uma fábrica, com isso é
possível entender como está o desempenho da área e identificar qual é a máxima eficiência
possível de cada equipamento.
O OEE é uma ferramenta poderosa para o aumento do desempenho, da qualidade e para um
eficaz monitoramento.
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Na figura 3 é possível entender de forma breve os direcionadores da ferramenta.
Figura 3 – exemplo OEE
Fonte: Adaptado de Ant smart Production
2.4 JUST TIME (JIT)
O sistema JIT pode ser definido como um sistema de manufatura cujo objetivo é melhorar os
processos de forma continua com a redução de desperdícios. Os desperdícios podem ser
divididos em: desperdício de superprodução, desperdício de material esperando no processo,
de transporte, de processamento, de movimento nas operações, de produzir produtos
defeituosos e desperdício de estoque (CORRÊA e GIANESI, 1996).
Segundo Shingo (1985) para a correta implementação do Just time o método utilizado é fator
crucial para o sucesso das aplicações.
“eu acredito firmemente que o sistema SMED é o método mais efetivo
para implementar a produção “Just-In-Time” (Shingo, 1985, p. 7). Na
verdade a Troca Rápida de Ferramentas é um elemento central dentro
do contexto dos Sistemas de Produção com Estoque-Zero.
O Just in time fornece diversas melhorias para o negócio, estas melhorias/ganhos podem ser
compreendidos abaixo:
Figura 4 – Just- in-time
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Fonte: Adaptado de Business Coach
3. Metodologia
Será abordada a metodologia utilizada no estudo de caso para a implementação do SMED em
uma célula de produção do ramo automobilístico. O foco do estudo de caso será a célula da
montagem do platô para embreagem.
O estudo se concentrou no acompanhamento do processo, mapeamento do estado atual bem
como análise de rede de precedência das atividades. Para realização desse estudo, foi criada
uma equipe multifuncional formada por engenheiros, coordenadores, analistas de processo,
melhoria continua e operadores de produção.
Após realizações de brainstormings com a equipe houve consenso no direcionamento para uso
da metodologia SMED composto de estágios para aplicação. Considerando também todas as
técnicas anteriormente abordadas, ou seja melhoria continua, OEE e Just time que foram os
pilares para a sustentação da aplicação do método em questão e sucesso do trabalho.
A partir da figura 5, percebe-se que há dois níveis distintos no SMED, que são os estágios
conceituais e as técnicas correspondentes aos estágios conceituais. A metodologia é realizada
seguindo os seguintes estágios:
Figura 5-: Estágios conceituais e técnicas associadas a TRF
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- Fonte: SHINGO, 2000
Para este estudo foram utizados estes estágios conforme metodologia SMED e que serão
explanados passo a passo a baixo :
Estágio preliminar: setup interno e externo não se distingue;
O estágio preliminar oferece apenas os parâmetros de tempo inicial das atividades realizadas
no setup. Para obter os tempos das atividades, Shingo (1985) indica a possibilidade do uso do
cronômetro, do estudo do método, de entrevista com operadores ou da análise da filmagem da
operação. O autor também indica que "[...] observações e discussões informais com os
trabalhadores geralmente são suficientes." (SHINGO, 1985).
Estágio preliminar: setup interno e externo não se distingue: interno (tempo de preparação
interno), tais como a montagem ou remoção das matrizes, que podem ser realizadas somente
quando a máquina estiver parada. E externo (tempo de preparação externo), tais como o
transporte das matrizes já utilizadas para o almoxarifado ou o transporte das novas para a
máquina, operações que podem ser realizadas com a máquina em funcionamento.
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Estágio 1: separando setup interno e externo;
Esta fase corresponde à organização das atividades, classificando-as e separando-as como
setup interno, aquelas realizadas com a máquina parada e setup externo como sendo
atividades realizadas com a máquina em funcionamento, é o passo mais importante na
implantação do SMED. Todos concordam que atividades como a preparação de componentes,
a manutenção e assim por diante, não devem ser realizadas quando a máquina estiver parada.
Não obstante, é espantosa a frequência com que isto ocorre.
A respeito disso, Shingo comentava:
"[...] se for feito um esforço científico para realizar o máximo possível da operação de setup
como setup externo, então, o tempo necessário para o interno pode ser reduzido de 30 a 50%.
Controlar a separação entre setup interno e externo é o passaporte para atingir os resultados do
SMED." (SHINGO, 1985).
Estágio 2: conversão do setup interno em setup externo;
A redução de tempo do setup interno promovida pelo estágio 1 ainda não é suficiente para
atingir a meta de tempo proposta pelo SMED. O segundo estágio - converter setup interno em
setup externo-envolve duas noções muito importantes: reexaminar as operações para verificar
se algum passo foi erroneamente dado como interno.Encontrar meios para converter estes
passos para setup externo.
Alguns exemplos incluem o preaquecimento de elementos que, anteriormente, eram
aquecidos após o inicio do setup, e a conversão da centragem em um elemento externo,
realizando-a antes do início da produção.
Estágio 3: melhoria sistemática de cada operação básica do setup interno e externo
O nome escolhido por Shingo (1985) para intitular este estágio não é muito fácil de traduzir.
No original em inglês está nomeado como "streamlining all aspects of the setup operation" e a
tradução para o português do seu livro ficou como "racionalizando todos os aspectos do
setup" (SHINGO, 2000). Dentro do contexto da metodologia, a palavra racionalização não é a
mais adequada, pois pode induzir a considerar esta fase como fixação de métodos ou
procedimentos.
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Estágio 3 pode-se entender como a melhoria sistemática de cada operação básica do setup
interno e externo. Embora a faixa abaixo de 10 minutos possa ser atingida, ocasionalmente,
pela conversão de setup interno para externo, isto não é verdade para a maioria dos casos.
A busca do single-minute (dígito único) pode não ser alcançada nos estágios anteriores, sendo
necessária a melhoria contínua de cada elemento, tanto do setup interno como externo. Shingo
(1985) estabelece, portanto, técnicas tanto para o setup externo como para o interno, que
seguem na tabela 2.
Tabela 2 - Estágios Conceituais do SMED e as técnicas
Fonte: SHINGO 1985
4. RESULTADOS
4.1 Características da célula estudada
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O processo produtivo citado neste estudo de caso foi realizado em uma célula de manufatura,
que produz platô de embreagem, onde esta célula é composta por varias sub operações,
conforme figura 7.
Figura 7 – Layout célula de produção
Fonte: Empresa estudada
4.2 Indicadores da célula
Nos últimos três meses foi avaliado que a performance diária da célula não apresentou um
resultado projetado para mesma, evidenciando através dos indicadores muitas oportunidades
de melhoria, bem como alto tempo de setup na célula e baixa eficiência produtiva,
impactando diretamente no atendimento a demanda.
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A célula apresentou indicadores:
- Média produzida = 2725 peças/dia;
- 12 Operadores por turno;
- Produtividade: 11,90;
- Atendimento: 99%.
Foi identificado através de indicadores que nesta célula, o gasto médio com tempo de setup
era de exatamente 22 horas por mês, gerando uma média de setup de 50 min por setup,
considerando a demanda e a programação da célula, com isto gerando um desperdício grande
de tempo. Devido um alto tempo na realização do SETUP e o aumento da demanda,
necessitava-se aumentar o volume de peças produzidas na célula devido a isto a gestão optou
por realizar o evento de SMED na célula.
Para realizar este evento, os responsáveis de melhoria contínua ministraram para a equipe um
treinamento básico da metodologia SMED, apresentado a todos os convocados um
treinamento sobre a metodologia, explicando qual a importância da metodologia SMED, quais
são os seus objetivos e uma agenda de como seria a implementação da ferramenta na célula de
manufatura durante aquela semana que seria realizado o evento.
4.3 Aplicação SMED
4.3.1. Etapa preliminar: setups externos e internos não se distinguem
Cada membro da equipe era responsável por monitorar o setup que cada operador da célula
realizava, e ia anotando tudo o que o operador fazia passo a passo tanto na movimentação
como no setup da máquina, cronometrando todo o tempo tanto de máquina como de
preparação da atividade do operador, sua movimentação e também foi realizado filmagens
para melhor entendimento do setup e possíveis ideias de melhorias.
E assim executando a etapa preliminar da metodologia SMED, coletando as informações
através da realização atual do processo de troca de ferramentas da célula sem distinguir o que
é setup externo e interno, apenas mapeou-se a situação real e listando em cada operação o que
foi realizado pelos operadores na hora do setup naquele momento, conforme mostra a figura
8, para maior entendimento.
Figura 8– coleta de informações
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Fonte: Empresa estudada
Após listar manualmente as operações, inseriu se em tabelas de Excel as operações de cada
posto de trabalho e nestas tabelas foram inseridos todos os tempos cronometrados no
momento que foi acompanhado o setup da célula como veremos na tabela 4 a seguir:
Tabela 4– Tabela de mapeamento de operações e de atividades dos operadores
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Fonte: Empresa estudada
4.3.2. Estágio 1: separando setup interno e externo.
Iniciando-se o primeiro estágio a equipe se reuniu na sala após termino do setup e começou a
analisar os dados que foram coletados no chão de fábrica especificamente na célula, através
das folhas de cada um dos participantes que acompanhou individualmente cada operador na
hora que estava realizando o setup e começou a listar o que era realizado em cada operação e
já separando o que era feito como setup interno e o que era feito como setup externo em cada
posto de trabalho, assim definindo e inserindo nas tabelas de operações em cada linha da
tabela se aquele determinado movimento era externo ou interno, ou seja, realizado com a
máquina parada ou não, conforme mostra a tabela a seguir.
Tabela 5- Separando set up interno e externo
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Fonte: Empresa estudada
Através destas tabelas gerou-se um gráfico que nos mostra o tempo do setup individuais da
célula e também o tempo total da célula parada naquele momento, como mostra o gráfico 1.
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Gráfico1-Tempo total de setup internos e externos
Fonte: Empresa estudada
Com estes gráficos deu-se uma idéia real da situação do tempo de setup da forma que era
realizado o setup e percebeu-se que realmente o tempo de setup estava alto e existiam muitas
oportunidades de melhoria.
4.3.3. Estágio 2: convertendo setup interno em externo.
Após um período de análise, a equipe procurou enxergar nos passos e nas movimentações dos
colaboradores daquele setup estudado, o que poderia ser convertido de setup interno para
setup externo entre as operações que eram feitas nos postos de trabalho da célula, o que era
feito com a máquina parada e o que poderia ser feito ainda com a máquina trabalhando, e
através de um brainstorming surgiu-se varias ideias de melhoria em cada posto de trabalho,
como exemplo uma ferramenta que tinha que trocar pinos devidos ter alturas diferentes, teria
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que ser realizado com a máquina parada agora os pinos estarão fixos em cada ferramenta
separada, assim sempre que for trocar de ferramenta é só pegar os pinos que serão padrões e
colocar na outra ferramenta ainda com a máquina trabalhando, a seguir na tabela 4 mostram-
se algumas idéias propostas para tornar em setup externo algumas operações.
Tabela 4– Convertendo setup interno em externo
Fonte – Empresa estudada
4.3.4. Estágio 3: racionalizando todas as operações de setup
Nesta etapa a equipe identificou várias oportunidades de melhorias que estavam diretamente
ligadas a eliminar algumas operações diretas no setup, que geravam espera, ociosidade,
operações e movimentações que não eram necessárias e gerava muito desperdício de mão de
obra e tempo de máquina.
Procurou-se enxergar tudo que poderia ser eliminado no setup de operações e movimentações
que não agregavam valor nenhum ao setup e só dificultava o setup gerando um tempo maior,
alguns dos exemplos que foi identificado como ferramentais que ficavam longe da máquina
tinham que ser buscados longe da máquina ao realizar setup, chaves tinha uma em cada lugar,
não tinha padronização nas operações na hora de realizar o setup, ferramentas antigas que não
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eram mais utilizadas e ficavam misturadas com as que eram utilizadas na hora do setup, cada
colaborador realizava o setup da maneira que achava mais correto gerando movimentação
desnecessária, ajustes desnecessários que demoravam devido falta de melhorias nas
ferramentas e nas máquinas gerando erros na hora do ajuste.
5. Avaliando potenciais de melhorias para o set up
Foi feito uma avaliação de potencial de melhoria com pelos valores dos gráficos abaixo;
subtraindo o valor de tempo residual do gráfico 3 pelo tempo de setup interno do gráfico 2 e
com o valor obtido subtrai-se também o valor de atividades simplificadas do gráfico 3 ,ou seja
eliminando atividades que não agregam valor para o setup interno. Desta forma foi simulada
uma nova proposta de arranjo para um setup de 28 minutos de célula parada, obtendo-se uma
melhora em relação ao primeiro tempo de setup da célula que era de 54 minutos.
Segue gráficos 2, 3 e 4 para maior entendimento:
O gráfico abaixo nos mostra as tomadas de tempos dos setup internos e externos: dados foram
extraídos das tabelas acima.
Gráfico 2 - Atividades subdivididas: tempo setup interno e externo
Fonte – Empresa estudada
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No gráfico 3 as atividades de setup executadas no estudo, estão sub divididas em: tempo total
setup; tempo do setup externo;setup interno;tempo de atividades eliminadas , tempo de
atividades simplificadas e valor residual.
Gráfico 3 – Avaliação dos tempos de setup
Fonte – Empresa estudada
Abaixo gráfico da nova proposta de tempo do setup:
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Gráfico 4 – Novo tempo de setup proposto
Fonte – Empresa estudada
5.1. Plano de ação
Posteriormente foi traçado um plano de ação para execução das melhorias descritas no estágio
3. Abaixo são mostradas algumas dessas melhorias realizadas de maneira geral na célula:
- Modelo de organização das ferramentas utilizado no torno:
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Figura 10– Identificação e padronização de ferramentais do torno
Fonte – Empresa estudada
- Layout de armários com ferramentais identificados
Figura 11– Etiquetagem de ferramentais
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Fonte – Empresa estudada
- Ferramentas próximas da máquina e identificadas por cores:
Figura 12– Padronização de ferramentas
Fonte – Empresa estudada
- Ferramental fixo, prato com bujões fixos: Modelo de setup externo pronto
Figura 14 - Travamento dos bujões para agilidade no setup externo
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Fonte – Empresa estudada
-Substituindo parafusos por porcas borboletas: agilidade no setup Figura 16 – Porcas Borboletas
Fonte – Empresa estudada
5.2. Cenário após melhorias implantadas
E após a conclusão do plano de ação das melhorias, foi feito uma nova tomada de tempo do
setup da célula. E consequentemente foi atingido um tempo significativo de 19 minutos de
setup da célula parada. Sendo assim obteve-se um ganho de 65% de setup em relação ao setup
inicial que era de 54 minutos.
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Abaixo o gráfico nos mostra o resultado da nova simulação e do ganho obtido:
Gráfico 5 - Simulação do ganho obtido
Fonte – Empresa estudada
6. Conclusão
O trabalho em questão apresentou-se muito promissor, pois além dos resultados informados
trouxe contribuição acadêmica para futuros trabalhos e contribuição técnica para as indústrias.
O setup anterior da ferramenta era de 54 minutos e após este trabalho alcançou 19 minutos.
A aplicação da ferramenta SMED se mostrou muito eficaz, este resultado foi plausível, pois
trouxe retornos financeiros, produtividade, redução de tempo de setup e melhora significativa
na qualidade. É importante salientar que o estudo atingiu o seu objetivo proposto que tinha
como meta o atingimento de redução do setup em 49% no qual foi atingido 65% superando a
meta da necessidade da empresa.
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Os resultados são evidentes, devido a movimentação do dia a dia, não percebemos o quanto é
importante reduzir os desperdícios e a troca rápida de ferramentas é importante para se manter
competitivo e flexível nos dias de hoje.
A metodologia SMED, é uma ferramenta muito importante nos dias de hoje, pois assim
alinhada com as demais ferramentas abordadas como OEE , Sistema Toyota de Produção e
Just in time, capacitam as empresas na redução de custo, na flexibilidade, em entregas de
forma eficiente que agregue valor ao cliente final e também satisfação e confiança.
7. Referências Bibliográficas
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<http://antsolutions.pl/en/our-systems/ant-smart-production/production/oee> acessado em maio/2016.
CALHADO, P. M et al. IMPLANTAÇÃO DO MÉTODO DE TROCA RÁPIDA DE FERRAMENTAS NO
SETOR DE USINAGEM EM UMA INDÚSTRIA DE AUTOPEÇAS. In: Encontro Nacional de Engenharia
de Produção, Fortaleza, Enegep, v. 1, n.1, p. 1 - 17. out./2015.
CORRÊA, Henrique L.; GIANESI, Irineu G. N. Just in time, MRP II e OPT: um enfoque estratégico. 2. ed.
São Paulo: Atlas, 1996.
CRW, Consultoria e treinamento empresarial. Disponível em
<http://www.crwconsultoria.com.br/sistema-toyota-de-producao-t-p-s/> acessado em maio/2016
ETI, M. C.; OGAJI, S. O. T.; PROBERT, S. D. Implementing total productive maintenance in Nigerian
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KOTELNIKOV.V, Business Coach, Disponível em
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LIMA, E, C, O; ZARATIN, M, H. OEE: Utilizando conceitos para medir a Eficácia de uma equipe de
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Calçados Plásticos. In: Encontro Nacional de Engenharia de Produção, Fortaleza, Enegep, v. 1, p. 1 – 17,
out./2015.
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