Como calcular a eficiência produtiva das máquinas industriais: um guia prático

A eficiência produtiva da maquinaria industrial é um roteiro simples, mas poderoso, que ajuda os responsáveis pela gestão da fábrica a visualizar e eliminar perdas e desperdícios de equipamento. Por outras palavras, trata-se de eficiência, não de eficácia do equipamento.

Assim, a eficiência produtiva da maquinaria industrial é o rácio entre o que uma máquina poderia teoricamente produzir e o que efetivamente produziu. A forma mais rápida de a calcular é a seguinte:

Por exemplo, se considerarmos a velocidade máxima teórica de uma máquina (60 produtos por minuto), sabemos que no final de um turno de 480 minutos devem ser produzidas 28 800 unidades.

• 1 turno = 8 horas = 480 minutos
• Velocidade máxima de produção = 60 produtos por minuto.

480 x 60 = 28.800 unidades

Depois, é necessário contar a quantidade de produtos produzidos num ponto final do processo de produção, por exemplo, o que está na palete que vai para o armazém. Se houver apenas 14.400 produtos bons na palete, a sua eficácia foi de 50%, certo?

No entanto, porque é que a fórmula OEE inclui a disponibilidade (A), o desempenho (P) e a qualidade (Q)? O que é que estas palavras significam e que valor é que elas proporcionam? Será que nos vão ajudar a descobrir para onde foram os outros 14 400 produtos que deviam estar na palete?

O implementação de soluções para o planeamento de processos industriais como os sistemas de eficiência de produção para máquinas industriais, respondem a este controlo e permitem aos fabricantes atingir objectivos significativos:

• Redução dos custos de inatividade.
• Redução dos custos de reparação.
• Aumento da eficiência do trabalho.
• Redução dos custos de qualidade.
• Aumento da produtividade do pessoal.
• Aumento da capacidade de produção.

É importante distinguir as palavras eficiência e eficácia, porque nas últimas décadas têm sido interpretadas de forma confusa, razão pela qual muitas empresas não se atrevem a implementar soluções tecnológicas para aumentar a eficiência global do equipamento.

A eficiência integra a disponibilidade, o desempenho do equipamento e a qualidade do produto, enquanto a eficácia é o rácio entre o que teoricamente poderia ser produzido no final de um processo e o que realmente surgiu ou foi produzido. Pode então dizer-se que a eficácia é:

• Fazer a coisa certa: O produto certo ou a SKU certa à velocidade certa (Desempenho).
• Fazer as coisas da forma correcta: sem retrabalho, sem defeitos, sem desperdício (Qualidade).
• Fazer no momento certo: Produzir como planeado, manter a máquina a funcionar e minimizar as perdas de tempo (disponibilidade).

Como determinar a eficiência produtiva da maquinaria total com o exemplo dos produtos que não foram reportados no exemplo anterior.

Considera-se que um turno normal dura 480 minutos e que os operadores fazem 10 + 30 + 10 minutos de pausas, bem como 2 turnos de 35 minutos cada e 60 minutos de paragem da máquina durante o turno. O resto do tempo a máquina está em modo de funcionamento.

Dados:

• Intervalos = 10 minutos de manhã + 30 minutos de almoço + 10 minutos à tarde.
• Tempo total dos intervalos = 50 minutos.
• Mudanças= 2 x 35 minutos= 70 minutos.
• Tempo de paragem da máquina = 60 minutos por turno.
• Total= 180 minutos de tempo perdido.

Isto significa que se perdem 180 minutos e que restam apenas 300 minutos para ser eficaz. Mesmo que o resto do tempo funcione a toda a velocidade, sem perda de qualidade, nunca será possível obter uma eficácia superior a 62,5% durante este turno. Este rácio é designado por "Disponibilidade" ou a forma como o tempo é utilizado.

480 minutos - 180 minutos = 300 minutos

300 ÷ 480 = 62,5% de disponibilidade

Agora, vamos também assumir que o sistema de embalagem tem um tempo de ciclo ideal ou tempo de recolha de um segundo por garrafa, o que corresponde a 60 garrafas por minuto. (Takt time, derivado da palavra alemã Taktzeit que se traduz como tempo de ciclo, define o ritmo das linhas de fabrico industrial).

Isto significa que, nos 300 minutos restantes, a máquina ou sistema pode produzir 300 x 60 garrafas = 18.000, o que mostra que, se no final deste turno a máquina produziu 18.000 garrafas durante o tempo em que esteve em funcionamento, estava a funcionar a uma velocidade de 100%. 

Se a produção fosse efectuada a uma velocidade mais lenta, digamos 1,5 segundos de tempo de ciclo, reduziria a velocidade máxima em 2/3 e, por conseguinte, a sua produção seria de 66,7%. A produção efectiva neste momento seria de 66,7%, ou seja, 12.000 garrafas.

300 minutos @ um segundo por garrafa = 300 x 60 garrafas = 18.000 unidades

1,5 segundos por cilindro = 1 ÷ 1,5 = 2/3 = 66,71T Desempenho do TP3T

66,7% x 18.000 garrafas = 12.000 unidades

Neste caso, uma produção de 66,7% equivale a perder mais 300 x 33,3% = 100 minutos e a linha funcionou em média 2/3 x 60 = 40 garrafas por minuto. Se, nesta altura, toda a produção estivesse dentro das especificações ou vendável, qual seria a eficácia?

Dos 480 minutos, perdemos 180 minutos em "não funcionamento" e 100 minutos devido a "tempo de ciclo demasiado lento"; assim, (480- (180 + 100)) / 480 = 41,7% até à data. Por conseguinte, a eficácia em relação ao desempenho da equipa seria igual a:

(480 minutos - (180 minutos + 100 minutos)) ÷ 480 - 41,7% de eficiência

Se esta for a eficácia real, então depende de quantas garrafas estavam dentro da especificação. Se das 12.000 garrafas, 3.000 estão fora do valor especificado, a taxa de qualidade dessas garrafas seria (12.000-3.000) / 12.000 = 75% ou a conversão para minutos seria 3.000 garrafas / 60 garrafas por minuto = 50 minutos perdidos devido à qualidade.

(12.000 - 3.000 defeitos) ÷ 12.000 = 75% de qualidade

3.000 garrafas ÷ 60 garrafas por minuto = 50 minutos perdidos Qualidade

Por outras palavras, 180 minutos foram perdidos por não funcionar; dos restantes 300 minutos, 100 minutos foram perdidos por funcionar lentamente; dos restantes 200 minutos, 50 minutos foram perdidos por fazer sucata. Como resultado, a linha produziu 150 minutos de qualidade e velocidade de funcionamento perfeitas.

Em teoria, poderiam ser fabricadas 480 x 60 = 28.800 garrafas. No final, havia 9.000 garrafas que podiam ser vendidas, pelo que a eficácia produtiva da máquina industrial seria de 31,25%. Tudo isto, calculado com a equação baseada na disponibilidade, rendimento e qualidade.

(9.000 ÷ 28.800) garrafas = 31.25% OEE

Disponibilidade (62,5%) x Rendimento (66,7%) x Qualidade (75%) = 31,25%

Esta é uma forma de exemplificar que tempo é igual a dinheiro, pelo que o cálculo da eficiência de produção do equipamento ajuda a criar uma espécie de consciência junto dos operadores, engenheiros, departamentos de logística e qualquer outra pessoa envolvida no processo para acrescentar valor. Também proporciona uma linguagem comum a todos os envolvidos na produção e conduz a melhorias eficazes e eficientes.

O cálculo da eficiência de produção das máquinas industriais fornece simplesmente uma janela clara e poderosa para a capacidade de manter uma produção de qualidade, bem como a visualização da interação entre disponibilidade (tempo), qualidade (bom produto) e desempenho (velocidade). 

A parte das perdas é a fração de tempo que se perde devido à incapacidade de o processo de produção ser consistente e estar sob controlo. Estas perdas estão relacionadas com o tempo de inatividade, as perdas de velocidade do processo, o refugo e o retrabalho gerados durante o modo operacional.

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