Após a derrota na Guerra do Pacífico, os japoneses sentiram que o Japão era um país com recursos limitados e que, portanto, deveria evitar o desperdício a todo custo. Naquela época, a produção não era auxiliada por um controle computadorizado do fluxo de materiais. Nesse momento, o KANBAN foi desenvolvido pela Toyota e introduzido em 1962 para garantir o fluxo de material para as fábricas de montagem de automóveis com o uso mínimo de recursos. Desde então, o KANBAN provou ser uma excelente ferramenta para reduzir o desperdício de recursos e otimizar o fluxo de materiais.
Há vários motivos para se envolver com o KANBAN. Existem critérios factuais e emocionais. Esses critérios podem ser classificados ao definir os objetivos de seu uso e observar que um motivo não atende ao objetivo. Os motivos para se envolver com o KANBAN incluem:
- Força para racionalizar
- Controle simplificado para muitas aplicações
- As dependências são mostradas claramente ao fornecedor
- O Kanban é moderno
- O Kanban reduz o estoque
- Descobrir pontos fracos no fluxo de materiais
Após a decisão de usar o KANBAN, os objetivos devem ser definidos (no verdadeiro sentido – derivado dos objetivos da empresa). Essa definição é necessária, entre outras coisas, para determinar se as ações para melhorar as operações são razoáveis ou não. Os objetivos devem ser quantificados e tornados mensuráveis
- Redução dos prazos de entrega (por exemplo, para x dias)
- Redução do estoque (por exemplo, capital reduzido em x dólares)
- Redução de sucata e retrabalho (por exemplo, em x%)
- Simplificação da organização (por exemplo, reduzir as etapas de fabricação em x%)
- Aumentar a flexibilidade (por exemplo, produção em x dias após o pedido do cliente)
O que distingue o KANBAN do MRP?
O KANBAN se distingue em elementos importantes dos mecanismos de planejamento e controle de produção central (MRP) comumente usados, que foram criados nos anos 1900 em um ambiente de orientação taylorista. Nesse ambiente, todas as tarefas de planejamento e controle são assumidas por departamentos centrais.
Figura 1: Controle central de produção com buffer Kanban
Nesse caso, o planejamento da produção geralmente se baseia em previsões de vendas. Uma meta importante é atingir uma alta utilização da capacidade. Isso leva a grandes lotes e longos tempos de produção. Além disso, o planejamento e a operação não estão perfeitamente vinculados, de modo que as decisões de programação muitas vezes são contrárias à realidade operacional ou às exigências do cliente, resultando em uma programação ruim. Os departamentos operacionais (como o chão de fábrica) não são autossuficientes, não podem planejar e controlar suas próprias atividades. As complexas interações entre os elementos de controle da produção geram uma enorme despesa de coordenação, que não pode ser tratada por funções centralizadas.
Figura 2: Princípio Bring ou Push
Com o planejamento e o controle centralizados da produção, o princípio push é conectado. Isso significa que um pedido é dividido pelo departamento de planejamento de produção em diferentes pedidos pequenos para que sejam encaminhados ao processo de produção. As atividades de produção não são iniciadas com o reconhecimento da demanda pelo produto, mas com a definição de um plano de produção independente externo com base nas vendas projetadas.
Características dos sistemas MRP tradicionais
- Centralização
- Separação de planejamento e atividade
- Orientado para a capacidade
- Orientado a feedback (MES)
- Orientação sobre funções com grande número de interfaces
- Alta complexidade
- Alto esforço de controle
Impacto
- Grande trabalho em andamento (WIP)
- Longos prazos de entrega e grandes tamanhos de lote (bateladas)
- Baixa confiabilidade de entrega
- Desperdício nos processos de produção e programação
- Falta de foco no cliente
- Baixa flexibilidade
O princípio do sistema KANBAN é simples: A operação a jusante retira da operação anterior apenas a peça necessária, na quantidade necessária e no momento necessário (princípio just-in-time). O objetivo é simplificar a comunicação por meio de uma identificação exclusiva que nos informa o que será necessário e em que quantidade.
Figura 3: Exemplo de um cartão Kanban (criado pela IKS)
Quando o material é usado, e somente então, o fornecedor recebe um sinal para entregar material novo. Essa demanda é indicada por um KANBAN (cartão ou folhetoem japonês), que geralmente é transportado com as peças. Após a retirada da última peça da caixa (às vezes, quando a primeira peça é retirada), o KANBAN é devolvido para receber a próxima entrega.
Há regras rígidas com relação à produção, especialmente a regra de que as peças só devem ser produzidas quando um KANBAN cria um sinal de produção e que somente peças 100% boas podem ser entregues. Assim, o controle orientado por programação e pressão dos métodos convencionais é substituído pelo controle orientado por demanda do KANBAN.
Variações de todos os tipos são possíveis, pois o Kanban deve ser adaptado aos processos da empresa. Devido à necessidade de adaptar o método a uma variedade de requisitos e de garantir a melhoria contínua do sistema, foram criados diferentes tipos de Kanban. Já em 1980, havia vários tipos diferentes de Kanban no Japão:
- Material KANBAN (SHIKAKE KANBAN) para a fabricação e o fornecimento de equipamentos que são devolvidos após a abertura de um contêiner
- KANBAN de sinal (SHINGO KANBAN) para um KANBAN de material que é devolvido, mas somente depois que uma determinada quantidade de peças de um contêiner é usada
- KANBAN de transporte (HIKITORI KANBAN), um sinal para deslocar determinado material de um local de armazenamento para outro local de armazenamento definido (no chão de fábrica)
- KANBAN restrito (Gentei KANBAN), um KANBAN material que se torna inválido após um determinado volume de produção
Nesse meio tempo, há muitas variações, dependendo da filosofia do usuário. As peças essenciais usam painéis de correção, chamados de quadros KANBAN, para dar suporte a outro método do Sistema Toyota de Produção – gerenciamento por visualização. Os KANBANs são dispostos em um quadro para obter uma visão geral do fluxo de material e descobrir rapidamente possíveis problemas. Para o sequenciamento devido a problemas de tempo de preparação, são introduzidos painéis semelhantes. O KANBAN também pode ser usado sem um cartão de papel, por exemplo, quando o próprio contêiner pode ser usado como KANBAN. Os locais de armazenamento definidos para contêineres de transporte e outros tipos de gerenciamento por visualização permitem ver facilmente o fluxo de material.
A eliminação do desperdício é obtida indiretamente quando o Kanban limita o estoque de material e é ajustado à demanda real. Assim, temos um instrumento para identificar possibilidades de redução de estoque e melhorar o fluxo de materiais.
Se ocorrer um problema, procure a causa. Assim, você poderá aumentar temporariamente o estoque aumentando o número de KANBANs e, em seguida, eliminar a causa do problema e reduzir o estoque novamente. Como consequência, você poderá criar uma melhoria contínua do fluxo de material.
Há muitas causas para os problemas na fabricação, tais como:
- longos tempos de preparação,
- problemas de qualidade e sucata,
- velocidade de produção desequilibrada,
- alto esforço de processamento,
- baixa capacidade,
- sequência confusa,
- etc.
Faz sentido considerar o quanto é econômico corrigir um problema. Foi demonstrado que problemas frequentemente identificados são eliminados com medidas surpreendentemente simples.
Se nenhuma ação for tomada, a produção estará gerenciando e controlando a si mesma pelos loops KANBAN. Devido a esses elementos-chave, o KANBAN foi comprovado com sucesso mesmo em tempos de sistemas de gerenciamento de recursos empresariais de alto custo.
Pré-requisitos
Há diferentes aspectos dos pré-requisitos para o uso do KANBAN. Eles decorrem de diferentes objetivos. A maioria das pessoas concorda que ele é muito adequado para a produção em massa. Mas, mesmo em produções de pequenos lotes, ele também é usado com eficiência, se você estiver disposto a tomar medidas para melhorar o fluxo de materiais.
Os novos processos KANBAN criam automaticamente novos requisitos para o ambiente. O cumprimento dessas necessidades pode se tornar uma meta do uso do KANBAN ou um suporte para a realização de objetivos.
É claro que sim,
- equipamentos de produção flexíveis,
- tempos de atividade,
- entregas sem falhas,
- aceitação da marcha lenta entre a equipe e os equipamentos,
- disciplina,
- Análise da causa raiz dos erros e remoção rápida
- gerenciamento visual
- pragmatismo
apoiar o uso bem-sucedido do KANBAN.
Além disso, os acordos internos são úteis entre as etapas de produção individuais e os fornecedores externos, mesmo que o acordo possa ser reduzido a uma declaração de que, em um período especificado, o produto deve ser colocado em um espaço definido com 100% de quantidade e qualidade perfeita.
Introdução ao Kanban
Se não houver experiência com o Kanban disponível em uma empresa, é aconselhável começar com um projeto piloto. Esse projeto deve estar relacionado a uma área de produção que seja (mais ou menos) independente, tenha uma carga de produção muito estável, tenha pelo menos três etapas de produção e um baixo número de fornecedores.
As etapas a seguir são necessárias:
- Verificar o tamanho dos lotes
- Verifique o contêiner e o equipamento de transporte
- Determinação do nível de estoque (WIP) entre as estações de trabalho
- Criação do modelo
O tamanho ideal do lote é “um”. Na realidade, tamanhos de lote maiores são normais. A determinação do tamanho do lote pela fórmula de Andler quase sempre fornece um valor significativamente maior do que o tamanho real do lote econômico. Ela não leva em conta o fato de que há várias partes diferentes que determinam a sequência dos processos de preparação, o que exige um buffer para cada variação do produto. Portanto, com o uso do método de Andler, obtém-se apenas um sub-ótimo, mas não o ótimo para todo o ciclo do pedido. Existem metodologias que consideram o intervalo esperado de peças.
A solução mais simples para a introdução do Kanban é assumir os tamanhos de lote existentes e reduzi-los passo a passo. O mesmo se aplica ao contêiner de transporte e aos estoques intermediários.
Para estimar o estoque de segurança necessário, é preciso determinar o tempo de espera. Esse lead-time deve ser estendido pelo tempo de reação e pelo possível tempo de transporte. Esse tempo de transporte deve levar em conta a duração real do transporte e não o tempo de transição clássico entre os trabalhos da lista de trabalho, que inclui o estoque no chão de fábrica.
Para garantir a segurança ideal do fornecimento, a segunda etapa é determinar a demanda que ocorre durante o tempo de reposição. Essa necessidade corresponde à cobertura do estoque solicitado no lead time, além do estoque adicional para cobrir eventos e problemas imprevistos. O estoque necessário, o número de KANBAN, baseia-se finalmente no tamanho do lote e no estoque de segurança.
Existem outros métodos para determinar o inventário necessário, por exemplo
Inventário = demanda [unidades / hora] * (intervalo de compra [horas / lote] + tempo de transporte [horas] + tempo de produção [horas / lote]) * fator de segurança,
enquanto o fator de segurança para uma boa configuração tende a um.
Normalmente, o objetivo é reduzir esse inventário. Isso pode ser alcançado com a redução do número de Kanban durante a exploração do processo. Dessa forma, você deve estimar a precisão desses parâmetros.
Para determinar o número de Kanban, existe uma fórmula simples:
Número = Inventário / Quantidade por contêiner
Uma vez definido o sistema KANBAN, segue-se a implementação real, que é descrita brevemente aqui.
A primeira etapa é o treinamento dos funcionários e a designação de uma pessoa responsável pela operação do sistema (“KANBAN Navigator”). O objetivo desse treinamento não é apenas o domínio de uma organização que opera o KANBAN, mas também o envolvimento ativo dos funcionários na tomada de decisões e na melhoria contínua.
Isso também exige que a gerência dê mais responsabilidades a seus funcionários. O gerente ideal nesse modelo tem função consultiva e não instrutiva.
Em seguida, as interfaces precisam ser criadas com outras áreas e com os sistemas de informação existentes.
A próxima etapa é o projeto dos layouts. Isso inclui entradas, vagas de estacionamento e prateleiras, a aquisição de equipamentos, como contêineres, suportes para anexar o cartão KANBAN e o design dos cartões KANBAN.
Quando tudo estiver preparado, o sistema antigo deve ser interrompido e as peças existentes devem ser reembaladas. Em seguida, o controle com KANBAN pode ser iniciado. Isso inclui a eliminação dos pontos fracos no fluxo de materiais que foram identificados pelo KANBAN. Isso inclui a eliminação dos pontos fracos no fluxo de materiais que foram identificados pelo Kanban.
Desafios
O KANBAN, quando aplicado corretamente, afeta as mudanças no comportamento humano e nos processos.
O fluxo de informações muda radicalmente em comparação com os processos convencionais de controle de produção. Não é mais necessário saber em detalhes quando o fornecedor fornecerá os componentes, pois há um fornecimento contínuo de material. Mas é interessante saber quando o cliente precisa das peças que você tem que entregar. Assim, a conscientização é de que todas as atividades estão voltadas para o cliente. Sem uma coleta de dados integrada, a gerência não tem uma visão geral da confiabilidade do trabalho de cada fornecedor, a menos que o suporte de uma sofisticada Gestão por Visualização mostre isso.
As ordens de serviço com alocação de recursos e datas programadas são omitidas ou têm uma função secundária. Essa propriedade dá suporte à reformulação necessária. A produção do local de trabalho não é mais o foco das atividades, mas apenas a cobertura da demanda. Portanto, o foco é deslocado do armazenamento do produto acabado para a matéria-prima.
No início da introdução, é normal ter alguns problemas com tempos de preparação muito longos, com distúrbios que impedem o fluxo de materiais ou com outros problemas que não são previstos nessa fase. Essa fase exige mais atividades e os riscos podem ser reduzidos por meio de um planejamento cuidadoso. Com todo o perigo, os benefícios do Kanban não são otimizados porque você atingiu um estado suficientemente estável.
Para a entrada e saída de produtos, os detalhes devem ser observados cuidadosamente. Com uma alta produção interna, um longo lead-time do KANBAN também deve ser cuidadosamente planejado. Por outro lado, na saída de um produto, existe o risco de que, em todos os estágios de produção, haja um estoque restante de KANBANs que não são mais necessários. Também para essas situações, as ações necessárias precisam ser definidas.
Faz sentido configurar uma funcionalidade de monitoração e controle que inclua a equipe de funcionários responsável pelo sistema KANBAN. Essa equipe controla (entre outras coisas) se as regras do KANBAN são observadas (por exemplo, como a produção se baseia apenas em um sinal KANBAN), armazenando os contêineres de transporte em locais definidos etc. Eles também têm a tarefa de identificar pontos fracos e eliminar suas causas, monitorar estoques, tempos do ciclo de produção e faltas, corrigi-los, se necessário, e iniciar e apoiar atividades de melhoria contínua.
Para essas tarefas, é necessário desenvolver um sistema de informações adequado. Os sistemas de informação Kanban modernos (como o IKS) já integraram esses recursos.
A produção de pequenas quantidades de um produto é possível, mas requer o uso de auxílios organizacionais separados, por exemplo, o KANBAN limitado, que só é usado até que uma quantidade definida seja atingida.
As modificações no produto ou nos métodos de fabricação exigem suporte adicional e uma monitoração separada dos loops KANBAN. Novamente, esse trabalho pode ser simplificado por um sistema de informação KANBAN.
A integração de sistemas de informação existentes, como coleta de dados de chão de fábrica, gerenciamento de estoque, controle de qualidade, controle técnico e processos similares baseados em sistemas de aquisição de dados, pode se tornar crítica sem os sistemas de informação KANBAN, pois a coleta de dados é reduzida.
Da mesma forma, os KPIs não estarão disponíveis se não forem introduzidos sistemas de coleta de dados vinculados ao sistema KANBAN.
Suporte de TI por meio de sistemas de informação Kanban
Por meio do uso de loops de controle autônomos, o sistema KANBAN geralmente não requer o uso de sistemas de TI. Esse sistema KANBAN também é chamado de “KANBAN manual”. Em ambientes KANBAN simples, o esforço para manter os loops KANBAN é baixo e todo o sistema pode ser administrado facilmente. Com o aumento do número de loops e variações do Kanban, às vezes chega-se a uma complexidade em que todo o sistema se torna inadministrável, difícil de manter manualmente e sem transparência.
Na prática, os motivos a seguir sugerem o suporte de TI:
Gerenciamento do sistema KANBAN
Uma função básica do software do sistema KANBAN é o acesso rápido e fácil aos dados mestre do KANBAN (por exemplo, lista de peças, unidades de produção, locais de armazenamento, tipos de contêineres etc.), bem como a fácil atualização das informações. Com esses dados, os circuitos Kanban físicos e o fluxo de material são representados no sistema.
A impressão rápida e fácil dos cartões KANBAN e um relatório claro reduzem drasticamente as atividades manuais.
Monitoramento da disponibilidade de material atual e dos pedidos de KANBAN
A manutenção do KANBAN precisa de uma síntese rápida e completa de toda a situação real do KANBAN (por exemplo, inventário de materiais).
Um sistema eletrônico de suporte KANBAN pode visualizar o status dos contêineres (por exemplo, cheios, vazios, em transporte etc.) com filtros de seleção (o chamado “monitoramento KANBAN”). Isso garante uma alta transparência do “Work in Process” (WIP). Se essa transparência não estiver disponível, geralmente é usado um estoque de segurança maior, conforme necessário.
Melhoria do fluxo de informações
Um sistema KANBAN com suporte de TI ajudará a reduzir os tempos do ciclo de produção. Os sinais KANBAN são enviados diretamente aos fornecedores internos e externos (por exemplo, enviando uma cópia do cartão KANBAN quando um KANBAN é digitalizado para VAZIO). Um grande potencial é obtido com o uso de tecnologias da Internet para fornecer informações KANBAN “on-line e em tempo real”.
Tomada de decisões por meio da visualização de ordens KANBAN
Com uma forte descentralização, o risco de perder a visão geral completa aumenta. Por exemplo, um planejador de produção está obtendo apenas um resultado abaixo do ideal ao otimizar a utilização da capacidade, porque essa abordagem pode não ser do interesse holístico dos pedidos dos clientes, especialmente em máquinas com gargalo.
Nesse caso, um quadro Kanban eletrônico (“e-KANBAN Board”) que visualiza o livro de ordens torna-se uma importante ferramenta de apoio.
A visualização de prioridades, por exemplo, a sequência de ordens KANBAN, apoia a equipe de produção e ajuda a decidir a ordem dos trabalhos. Especialmente com a programação KANBAN dinâmica de linhas de produção, máquinas individuais etc., os quadros KANBAN eletrônicos oferecem vantagens significativas em relação aos quadros KANBAN manuais.
Acompanhamento do dimensionamento do KANBAN em caso de flutuações de demanda
Em caso de demanda flutuante, às vezes é necessário ajustar o número de KANBANs. Nos sistemas manuais, isso geralmente é feito por meio de um estoque de segurança maior, definido para picos de demanda. Isso é contrário ao princípio de evitar desperdícios. Um
O sistema e-KANBAN oferece várias maneiras de apoiar o ajuste rápido e fácil dos níveis de KANBAN. O sistema também deve apoiar a entrada e saída de cartões KANBAN no processo geral para reduzir ao máximo as atividades manuais demoradas.
Sistema de alerta antecipado para níveis críticos de estoque e entregas atrasadas
O objetivo de reduzir os níveis de estoque aumenta o risco de falta de material em caso de problemas. Para evitar essas situações, é necessário um sistema de alerta antecipado para visualizar as situações críticas imediatamente e implementar a ação necessária ou alterar as prioridades. A escassez de estoque e as entregas atrasadas podem ser detectadas de maneira simples.
Análise do desempenho do KANBAN
A análise do desempenho logístico e dos níveis de estoque é muito importante para identificar problemas, pontos fracos, tendências e, principalmente, o potencial para melhorias.
Um sistema Kanban eletrônico detecta rapidamente desvios no processo (por exemplo, falha nos tempos do ciclo de produção, altos níveis de estoque constantes etc.) e ajuda a analisar o desempenho de todo o sistema Kanban.
Controle de contratos com fornecedores
Ao dimensionar o sistema KANBAN, o tempo do ciclo de produção é muito importante. Ele é um parâmetro no cálculo do número de cartões KANBAN. Portanto, o número de KANBANs depende do tempo do ciclo de produção. Para garantir a qualidade dos contratos de fornecimento, o tempo do ciclo de produção deve ser medido.
Isso deve ser possível de duas maneiras: A qualidade do prazo de entrega em um período histórico mais longo, bem como o prazo de entrega referente às entregas atuais. Isso permitirá uma avaliação do fornecedor sob o aspecto do desempenho de entrega do fornecedor.
Integração aos ambientes de sistema existentes
A integração com os sistemas ERP / MRP existentes desempenha um papel importante no uso dos módulos de software KANBAN. O processo definido deve evitar a redundância de dados e suportar transações de materiais do sistema Kanban eletrônico para o sistema ERP / MRP. Isso é útil, por exemplo, para registrar os Kanbans recebidos em contratos-quadro de fornecedores ou atualizar dados de estoque no sistema host.
Sistema Kanban Integrado (IKS)
Há muitos anos, um sistema de software que atende a todos esses requisitos é oferecido pela manufactus GmbH, com sede em Starnberg (Alemanha).
O Sistema Kanban Integrado – IKS implementa os chamados “processos Kanban eletrônicos” e é um sistema de software especialmente projetado para dar suporte a ambientes Kanban. O IKS pode ser usado de forma autônoma ou integrado a uma infraestrutura de TI existente.
Figura 4: Processo básico do e-Kanban
O IKS baseia-se no rastreamento dos movimentos do KANBAN por meio de um leitor de código de barras ou RFID. Com base no processo de leitura, as informações importantes do sistema KANBAN podem ser visualizadas e analisadas por diferentes módulos de software.
O cliente pode usar o princípio KANBAN em todas as áreas possíveis.
O IKS suporta processos Kanban para fornecedores externos (“Kanban de fornecedores”), outros locais de negócios (“Kanban entre empresas”), instalações de produção (“Kanban de produção”), áreas de suprimento central, como depósitos de matéria-prima (“Kanban de transporte”) ou depósitos de produtos acabados (“Kanban de produtos acabados”).
Figura 5: Tipos de Kanban que são suportados pelo IKS
Com base no design modular do sistema IKS, os clientes podem projetar seu sistema KANBAN de forma muito flexível.
Figura 6: Módulos e pacotes IKS
O IKS é usado por empresas de diversos setores, mas todas elas têm uma coisa em comum:
Todos eles usam o KANBAN para controlar seu fluxo de material!
Figura 7: Alguns clientes da Manufatus
manufactus GmbH em cooperação com o Sr. Helmuth Gienke
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