Análise de Benchmarking de ferramentarias Moldes 2008 São Paulo 21 de Agosto de 2008 Prof. Dr. Eng. Jefferson de Oliveira Gomes.

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1 Análise de Benchmarking de ferramentarias Moldes 2008 São Paulo 21 de Agosto de 2008 Prof. Dr. Eng. Jefferson de Oliveira Gomes

2 Breve Introdução Benchmarking entendimento Visão do empresário Resultados tecnológicos e organizacionais Discussões Agenda

3 CCM – Centro de Competência em Manufatura  Novos desenvolvimentos e otimiza ç ão de solu ç ões em manufatura em todo o ciclo de desenvolvimento do processo.  Transferência de resultados de pesquisa e desenvolvimento para projetos industriais.  Desenvolvimento integrado de recursos humanos e tecnol ó gicos, aliado com aumento da reputa ç ão. PENSAR MAIS! PENSAR DIFERENTE!

4 Interface Industrial Interface acadêmica Prof. E. Villany ITA Prof. J. Gomes ITA Coordenador Prof. L. Trabasso ITA Prof. R. Suterio INPE Tecnologias de manufatura Metrologia e qualidade Gerenciamento da qualidade e metrologia Gerenciamento do ciclo de vida do produto Desenvolvimento do ciclo de vida do produto Fundamentos de mecatrônica Modelagem de sistemas de manufatura Tecnologias dos processos

5 Parcerias Estratégicas Empresariais Setor aeronáutico, automotivo e ferramentaria Centros de pesquisas das empresas da AIM Universidades e Centros de Pesquisa (Projetos cooperativos) MANET - Manufacturing Network membership IFM – Instituto Fábrica do Milênio (www.ifm.org.br)www.ifm.org.br Fraunhofer Institut/RWTH-Aachen Organizações de fomento Local (FAPESP) Nacional (CNPq / FINEP) Internacional (Projeto Cooperativos com a CE )

6 Process Technology  Cutting technologies  CAx, NC, Virtual Manufacturing  Chatter control in HSC Machine tools  Precision machining  Machine controls  Automation  Industrial robotics Management  Quality management  Technology management  Production management  Product development process  Innovation management  Business development

7 Excelência tecnológica  Sele ç ão da tecnologia e otimiza ç ão  Planejamento da sequência de processos  Automã ç ão e atividades manuais  lSimula ç ão CAx, NC, Virtual Manufacturing  Controle de Chatter em HSC  Metrologia e qualidade Excelência estratégica  Desenvolvimento estrat é gico e implementa ç ão  An á lises de mercado e de competitividade  Redu ç ão de custos e de tempo de fabrica ç ão  Posicionamento global  Prêmio Intertooling de ferramentarias Benchmarking integrado Aprender com os resultados de mercado Ferramentarias bem sucedidas Missão

8 Breve Introdução Benchmarking entendimento Visão do empresário Resultados tecnológicos Resultados organizacionais Discussões Agenda

9 Benchmarking para a Indústria fornecedora de Moldes e Matrizes

10 Objetivos  Como é o seu chão-de-f á brica comparado com seus competidores?  Quais são as melhores pr á ticas  Quais são os principais pontos a melhorar em sua corpora ç ão? 1. Envio de questionário e retorno com respostas 2. Análise das resposta em banco de dados 3. Visita as fábrica e verificação de inconsistências 4. Cálculos das figuras de análise 5. Retorno as fábricas para discussão de resultados 6. Entrega de resultados gerais Método  Cole ç ão de dados organizacionais e tecnol ó gicos  C á lculos de indicadores-chave de eficiência (K)  Cole ç ão de dados estrat é gicos, fornecidos por experts  Compara ç ão anônima de seus dados com os dados de outras empresas processados em nosso banco de dados. Resultados  Sua posi ç ão atual em rela ç ão à m é dia, ao melhor e ao pior na classe  Recomenda ç ão e sugestões para a ç ões futuras, baseadas nos pontos fortes e fracos observados em sua empresa  Acesso à s informa ç ões de quais são as melhores pr á ticas

11 Base de comparação nacional  Empresas ga ú chas (Caxias do Sul e Grande Porto Alegre)  Empresas catarinenses (norte)  Empresas paranaenses (Grande Curitiba)  Empresas Paulistas (Grande São Paulo, Vale do Para í ba, Grande Campinas e ABCD)  Em agosto de 2008 base v á lida de 52 empresas  Validade de resultados de 2005-2010  Empresas com at é 500 colaboradores

12 Base de comparação européia Empresas alemãs Empresas européias (oeste) Empresas européias (leste) Empresas além-mar (América do Norte) estampagem Injeção e sopro fundição forjamento Outros

13 Breve Introdução Benchmarking entendimento Visão do empresário Resultados tecnológicos Resultados organizacionais Discussões Agenda

14  Empresário não confiante no segmento, em termos de lucratividade e liquidez  Acredita na equipe de trabalho para novos desafios  Desafios na flexibilidade para novos produtos  Desconfortável com nível de pedidos  O atraso de entrega é um grande desafio. Além disso, o aquecimento de mercado não é expressivo Visão do empresário Lucratividade 510 8,7 0,59 ACIJ Liquidez 710 9,1 Atraso de entrega 510 9,1 Flexibilidade 710 9,1 Capacidade de desenvolvimento 510 8,7 Vendas 510 8,3

15  Estrutura funcional de planejamento gradual, conforme demanda  Desconforto do que diz respeito à qualidade e à velocidade da informação e da decisão  Desafios em controle  Percepção de problemas em caso de distúrbios  Apesar da flexibilidade ser colocada como ponto forte, o controle para flutuações é um pnto a ser analisado  Formação em ferramentas de apoio à tomada de decisões Visão do empresário Qualidade e rapidez da informação 610 8 0,59 ACIJ Qualidade e rapidez da decisão 710 8,3 Tipo de estrutura organizacional funcional combinação Qualidade do controle operacional 610 7,5 Adequação aos distúrbios 310 7,5 Produto

16  Quatro categorias de produtos e 17 clientes (posição confortável)  Nr. de segmentos de mercado conforme economia.  Menos recursos de RH de 80 pessoas e 20 especialistas (confusão sobre especialidade!)  Sem grande nr. especialistas, impossibilitando grandes desafios  Não existe diferencial de mercado (necessidade de maiores informações sobre INOVAÇÃO)  Necessidade de estudo de mercadoXcompetência Visão do empresário Número de categorias de produtos 126 4 0,59 ACIJ Número de mercados 110 3 Número de clientes 2l 92 17 Número de pessoal 8347 80 Número de especialistas 050 20

17 Breve Introdução Benchmarking entendimento Visão do empresário Resultados tecnológicos Resultados organizacionais Discussões Agenda

18 Análise dos requisitos  Material  Complexidade da geometria  Qualidade das superf í cies  Tolerâncias  Tamanho Objetivo da análise tecnológica Quais os requistos tecnol ó gicos necess á rios para eu me tornar competitivo no mercado? Qual rela ç ão investimento-resultados? Eficiência da cadeia do processo Máquinas Processos  Produtividade  Flexibilidade  Qualidade  Grau de utiliza ç ão .....  Organiza ç ão  Uso das tecnologias dispon í veis  Operadores .....

19  Foco em ferramentas de médio tamanho  Durezas para ferramentas de alta produção  As durezas e raios de contorno encontrados nos moldes permitem usinagem de alto desempenho  Acabamento com alto requisito, levando a grande percentual de trabalho manual  Tolerâncias com faixas críticas  Necessidade e forte possibilidade de melhoria da usinagem  Como atraso é uma preocupação, necessidade de análise dos recursos de processo disponíveis (máquina- ferramenta, ferramentas de corte, etc.) Dimensões Dimensões típicas [mm 2 ] 0,23,5 1,02 0,59 ACIJ Massas típicas [kg] 100015000 5840 Qualidade superficial requerida R a [  m] 0,,3 Espelhado 3,2 0,8 Tolerância máxima [  m] 210 8 Durezas típicas [HRC] 3458 47,8 Raios de contorno mínimos [mm] 0,216 3

20 Capabilidade dos recursos Capabilidade de Máquina Qualidade  t secundários  t principais  t utomatizado Flexibilidade Tamanho Peso Geometria Precisão Qualidade sup. Reprodutib// Seg. processo Produtividade

21  Fresamento maior no Brasil  Programação CAM mais extendida na Europa (soluções CAM via-de-regra convencionais)  Torneamento na faixa média utilizada  Pouca retificação. Algumas empresas fazem acabamento direto na máquina. Europa retifica com ferramentas especiais em centros de usinagem  Elevado uso de erosão, caracterizando moldes de superfícies mais complexas e desafios em usinagem  Possibilidade de incremento do processo de usinagem  Como se trata de moldes de médio tamanho, o processo de fresamento pode ser incrmentado emn relação à eletroerosão Percentual das tecnologias na produção Fresamento [%] 1294 54 Brasil 48 Europa Torneamento [%] 170 14 Europa e Brasil Retificação [%] 163 6 Brasil e Europa Erosão [%] 170 18 Brasil 15 Europa Programação CAM [%] 040 8 Brasil 17 Europa

22  Velocidades de corte abaixo da média EU  Avanço por dente abaixo da média EU  Elevada relação l/D, proibindo elevados avanços  Menores profundidades de corte, devido à l/D grande  Possibilidade de incremento do processo de usinagem  Oportunidade para melhoria CAD/CAM Parâmetros de corte para desbaste Velocidade de corte H13 [m/min] 125380 206 Brasil 220 Europa Avanço por dente H13 [mm/dente] 0,10,8 0,2 Brasil 0,3 Europa Relação l/D 1,515 5,1 ACIJ 3,5 Europa Profundidade de corte [mm] 0,51,75 0,9 Brasil 1,5 Europa Velocidade de corte P20 [m/min] 125380 206 Brasil 250 Europa

23  Velocidades de corte abaixo da média  Avanço por dente na média  Elevada relação l/D, proibindo elevados avanços  Baixa profundidades de corte, devido à l/D grande  Possibilidade de incremento do processo de usinagem  Oportunidade para melhoria CAD/CAM (interpolações, corte periférico, etc.) Parâmetros de corte para acabamento Velocidade de corte H13 [m/min] 1001000 240 Brasil 350Europa Avanço por dente H13 [mm/dente] 0,080,3 0,15 Europa e Brasil Relação l/D 1,59 4 Brasil e Europa Profundidade de corte [mm] 0,152 0,2 Brasil Europa Velocidade de corte P20 [m/min] 1251000 200 Brasil 400 Europa

24 Análise dos recursos disponíveis 1. Trocador de peça 2. Trocador de ferramenta 3. Comando CNC 4. Interface CAM 5. Idade da máquina 6. Máquinas por operador 7. Sistema de medição 8. Tempo de utilização de mqna 1 3 4 5 6 1 1 3 4 5 6 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 6 5 5 6 6 8 Aparição N i Peso W i 3 2 5 4 3 4 1 2 3 2 7 6 4 5 0 1 Peso W i = arred [4 (N i - N min ) / (N max - N min ) + 1] FatorComparação de pares

25 i 1. Trocador de ferramentas 2. Trocador de peças 3. Comando CNC 4. Interface CAM 5. Idade da máquina 6. Quantidade de máquinas por operador 7. Sistemas de medição 8. Grau de utilização da máquina Peso W 3 2 5 4 3 4 1 2 Características apontadas Utilização 2 2 2 2 2 2 2 2 6 4 10 8 6 8 2 4 Valor da categoria Máxima soma48 mt K = 5 Soma do valor obtido na fábrica Máxima soma Valor da utilização Não utilizado Relativamente utilizado utilizado 0 1 2 05 Trabalho pouco automatizado moderno, automatizado K mt K Análise dos recursos disponíveis

26  Pátio nacional com máquinas prioritariamente de usinagem de ferrosos  Máquinas nacionais com eficiência K entre 2-3,8  EU K= 3,4 – 4,2

27  A empresa não possui máquinas para grandes desbastes nem para grandes rotações  Média de uso de fresadoras abaixo da média nacional  Máquinas mais novas que a média européia e brasileira  Recursos tecnológicos inferiores encontradas nas máquinas para HSC em aço (recursos de produtividade – arquitetura/dispositivos)  Possibilidade de melhoria nos parâmetros de corte  Possibilidade de incremento de turnos, caso aumente demanda Fresadoras Fresadoras universais [KP] 0,7 Min.-Brasil 3,4 Max.-Europa 1,7 Brasil 2,2 Europa Média de uso fresadoras [h/a] 1400 Min.-Brasil 5932 Max.-Europa e Brasil 2900 Brasil 3400 Europa Idade das fresadoras [anos] 1 Min.-Brasil 13,8 Max.-Europa e Brasil 8 Brasil 7,3 Europa Fresadoras HSC Aço [KP] 2,3 Min.-Brasil 4,2 Max.-Europa 2,7 Brasil 3,2 Europa

28  Maior uso dos tornos no Brasil em comparação com Europa  Máquinas mais velhas, e menos eficientes  Torneamento geralmente não exerce uma função-chave em moldes e matrizes  Não possibilidade de diversificação de mercado Tornos Tornos CNC [KP] 0,6 Min.-Brasil e Europa 3,9 Max.-Brasil 1,8 Brasil 2 Europa Média de uso tornos [h/a] 500 Min.-Europal 6300 Max.-Brasil 3516 Brasil 2090 Europa Idade dos tornos [anos] 0 Min.-Europa 28 Max.-Europa 7 Brasil 10,5 Europa

29  Uso muito semelhante ao do Brasil e Europa  Máquinas mais novas e mais eficientes que a média  Retificação geralmente não exerce uma função-chave em moldes e matrizes  Possibilidade de diversificação de mercado Retificadoras Retificadoras [KP] 0,7 Min.-Brasil e Europa 2,5 Max.-Europa 1,8 Europa e Brasil Média de uso retificadoras [h/a] 713 Min.-Europal 3400 Max.-Brasil e Europa 1927 Brasil 1988 Europa Idade das retificadoras [anos] 0 Min.-Brasil 25 Max.-Europa 7,5 Brasil 13 Europa

30  Uso EDM penetração abaixo da média (capacidade maior que demanda)  Convencionalismo da EDM x Fresamento (já existem técnicas bem apuradas!)  Apesar das máquinas serem novas, a máquinas europeias possuem maior eficiência (sistemas paletizadores,etc.)  Necessidade de melhoria do processo EDM  Aplicação de técnicas mais apuradas em fresamento  Possibilidade de diversificação de mercado Eletro-erosão penetração EDM Penetração [KP] 0,7 Min.-Brasil e Europa 4,1 Max.-Europa 1,6 Brasil Média de uso EDM Penetração [h/a] 0 Min.-Europal 6800 Max.-Brasil 3700 Brasil 3380 Europa Idade das EDM Penetração [anos] 0 Min.Brasil/Europa 32,5 Max.-Europa 5,7 Brasil 8,8 Europa 2,2 Europa

31  Empresa não possui  No Brasil, uso de EDM a fio na média  Máquinas com baixa avaliação de eficiência  Necessidade de melhoria do processo EDM  Ampliação dos recursos tecnológicos para o processo Eletro-erosão a fio EDM fio [KP] 0,8 Min.-Brasil 4,0 Max.-Europa 1,6 Brasil Média de uso EDM fio [h/a] 1799 Min.-Europal 6050 Max.-Brasil 3600 Brasil 3800 Europa Idade das EDM fio [anos] 0 Min.Brasil/Europa 13 Max.-Europa 3,4 Brasil 11,3 Europa 2,9 Europa

32 Eficiência do processo de manufatura 1 turno (1760 h) 3 turnos (5280 h) Tempo avaliado na prática (7008 h) 2 turnos (3520 h) Tempo teórico no ano (8760 h) Valor médio Brasil Valor médio Europa Fresamento Torneamento Retificação EDM fio EDM penetração Máximo valor Obs: 220 dias de trabalho/ano, 1 turno= 8 horas  Valores demasiados para torneamento  Possibilidade de aumento em fresamento e de EDM penetração, no entanto, mais racional

33  Elevada quantidade de máquinas NC utilizadas  Menor percentual de usinagem  Valor de setup menor  Necessidade de melhoria do processo de fresamento e de set-up. Também tempos mortos! Fresamento Tempo de setup por turno [%] 2 Min.-Brasil 54 Max.-Europa 20 Brasil Razão de máquinas NC [%] 0 Min.-Europal 100 Max. Europa 70Brasil e Europa Tempo principal por turno [%] 7 Min.Europa 83 Max.-Europa 49 Brasil 55,7 Europa 24 Europa

34  % programação CAM como Europa (verificar eficiência)  Empresa com modelo de programação distribuída entre operadores e central CAM  Trabalho de eficiência em programação CAM CAM Razão de programação máquina [%] 0 Min.-Europa 85 Max.-Europa 12 Brasil Razão de peças programadas na casa [%] 1 Min.-Brasil 100 Max. Europa e Brasil 98 Europa Quantidade de sistemas CAM [ ] 0 Min.Brasil 3 Max.-Brasil 1,5 Brasil 1 Europa 17 Europa 83Brasil Razão de programação paralela [%] 0 Min.-Europa 100 Max.-Europa 22 Brasil 26 Europa Razão de programação centralizada [%] 0 Min.-Europa 100 Max.-Europa 66 Brasil 57 Europa

35  Alta quantidade de uso de fluidos de corte  Necessidade de melhoria do processo de fresamento  Cuidados com equipamento disponível  Descarte? Fresamento Proporção usinagem a seco [%] 0 Min.Europa 90 Max.-Europa 20 Brasil Proporção de emulsão [%] 0 Min.-Europal 100 Max. Europa 80Brasil Proporção de MQL [%] 7 Min.Europa 75 Max.-Europa 10 Europa 27 Europa 63 Europa

36 Pontos fortes  M á quinas-ferramenta de fresamento com bom í ndice tecnol ó gico  De modo geral, conhecimento de custo hora- m á quina Pontos fracos  Usinagem com baixa eficiência  Baixo n í vel de automa ç ão  Rela ç ão programa ç ão/eficiência na m á quina com severos desafios  Elevado uso de eletroerosão Sumário da análise tecnológica

37 Breve Introdução Benchmarking entendimento Visão do empresário Resultados tecnológicos Resultados organizacionais Discussões Agenda

38 Organização Recursos Finanças

39  Percentagem com nível superior (formação na EU é distinta)  Qualificação maior em nível técnico (diferencial no meio!)  Possibilidade de desenvolvimento de técnicas mais apuradas de fabricação, visto qualidade de mão-de-obra  Colaboradores com incentivos  Menos acidentes correntes e severos f(notificação) Qualificação dos colaboradores Col. operadores/aprendizes [%] 6,7 Min.-EUl 79 Max. EU e BR 58 Brasil Colaboradores com nível superior [%] 0 Min. BRl e EU 92 Max. Brasil 60 Max.Europa 10 Europa Colaboradores com nível técnico [%] 1,9 Min.EU80 Max. BR 100 Max EU 27 Brasil 21Europa 69 Europa 15 Brasil Col. Com incentivos [%] 0100 23 Brasil Relação de acidentes/nr. de colaboradores 0 Min.-EU 0,38 Max. EU 0,016 Brasil 0,05 Europa Nr. Acidentes graves no ano 0 Min.-EU e BR 30 Max. Brasil 1,2 Brasil 8,7 Europa 34 Europa

40  % de projetistas menor do que EU (soluções via-de-regra convencionais! Desafios em inovação)  % de planejadores do processo e na usinagem maior que EU (pouca adaptabilidade para distúrbios)  % em acabamento e montagem maior que EU, caracterizando usinagem e projeto com desafios  Possibilidade de atualização e de formação de pessoal de todas as áreas. Cadeia do processo Colaboradores de usinagem [%] 1192 52 Brasil Colaboradores projeto [%] 044 Colaboradores plan e prog [%] 135 4 Brasil Colaboradores acab.mont. [%] 053 27 Brasil 10 EU e BR 16 EU 48 EU 17 EU Colaboradores nos outros seg. [%] 220 0 GFM 9 EU e Brasil

41  Um nível hieráquico maior (menos agilidade para decisões)  Lead-time para fabricação de moldes no Brasil quase 100% maior que EU (muitas alterações de produtos, além da média).  Semelhança em matrizes  Baixo valor agregado por molde e matriz  Necessidade de maior eficiência!  Necessidade de atualizações e formações Cadeia do processo Lead time - nova ferramenta matriz [dias] 1192 49 Brasil Nr. Níveis hieráquicos 29 Lead time - nova ferramenta injeção [dias] 1168 4 Brasil Valor de um molde [mR$] 010.000 300 Brasil 103 BR 3 EU 45 EU 2.600 EU Valor de uma matriz [mR$] 345108.300 1.100 Brasil 7.000 EU 60 EU

42  Relação ilógica para aumento de faturamento em relação ao grau de investimentos e de pedidos. Investimentos Investimento/faturamento 3 anos [%] 090 Previsão de aumento de faturamento [%] 1 6,5 Brasil 70 BR 14 EU 7 EU

43 Organização Recursos Finanças

44  Faturamento por colaborador e custo incroguentes  Expectativa de faturamento idêntica com a média (nenhum produto diferenciado de preço)  Faturamento previsto não corresponde as expectativas (dificuldade de investimentos) Relação colaboradores e faturamento Faturamento para um ano [mR$] 1200 Min.-Brasil 45000 Max. Brasil 8900 Brasil Faturamento por colaborador [mR$] 9 Min. Brasil 443 Max. Brasil 2.6.Mi. Max.Europa 351 Europa Custo total por colaborador [mR$] 15 Min.Brasil 343 Max. Brasil 900 Max Europa. 113 Brasil 340Europa 15 Europa 76Brasil Faturamento para dois anos [ mR$] 1200 Min.-Brasil 65000 Max. Brasil 13800 Brasil 15 Europa Faturamento para três anos [ mR$] 3000 Min.-Brasil 70000 Max. Brasil 15900 Brasil 15 Europa Investimentos últimos três anos [ mR$] 220 Min.-Brasil 15000 Max. Brasil 1745 Brasil 15000 Europa

45  Custo de processo maior que a média EU  Custo para mão-de-obra menor  Custos transversais menores  Relação do custo anual prévio para o efetivado muito baixa  Possibilidade de desenvolvimento de técnicas mais apuradas de fabricação, visto qualidade de mão-de-obra  Desafios na determinação dos custo prévio Custos Custos transversais/total [%] 0,220 10 Brasil Custo da fabricação [%] 1285 Custo pessoal/total [%] 1472 35 Brasil 55Brasil Custo anual prévio/efetuado [Nr] 0,150,9 0,48 Brasil 45 Europa 35 EU 20Europa

46  Baixo nr. Consultas. Menor que EU  Transformação de orçamentos em pedidos menor que européia.  Entrega no prazo proposto menor que européia.  Necessidade de melhoria do processo de vendas Ofertas Pedidos entregues no prazo [%] 10100 74 Brasil Nr. Consultas/dia [Nr] 0,520 Orçamentos transf. em pedidos [%] 140 3,2 Brasil 5,8 BR 4,9 EU 77 EU 11 EU

47 Pontos fortes  Baixo custo  Pre ç o competitivo  Flexibilidade de colaboradores  Times com experiência consider á vel  Bom sistema de remunera ç ão Pontos fracos  Formação e atualização de pessoal deficitária  Estrat é gia de marketing  Valor de venda por colaborador é baixo  Organiza ç ão sob demanda e não sob planejamento estrat é gico  Sem foco de banda de produtos (especializa ç ão)  C á lculo não é eficiente  Elevados lead-times  Baixa eficiência Sumário da análise organizacional

48 Breve Introdução Benchmarking entendimento Visão do empresário Resultados tecnológicos Resultados organizacionais Discussões Agenda