Um Guia avançado sobre tempo de setup: Fórmulas, Exemplos e Boas Práticas
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O que é o Tempo de Setup na manufatura?
O Tempo de Setup é um indicador-chave na manufatura, pois mede o tempo necessário para ajustar uma linha de produção ou equipamento a fim de alternar de um produto para outro.
No contexto industrial, quando se busca melhorar a eficiência, reduzir custos e maximizar a produtividade, é inevitável abordar os Tempos de Setup — seja de molde, ferramenta ou de linha. Imagine que uma máquina ou linha de produção está parada: nesse momento, trata-se de um recurso improdutivo, que não está gerando receita. Agora, pense que essa parada se deve a um motivo considerado inevitável, como a troca de linha. Isso significa que está sendo feita uma adaptação ou modificação para viabilizar a produção de um novo item.
O conceito de Tempo de Setup, assim como as metodologias para sua identificação, cálculo e redução, é atribuído ao trabalho do engenheiro industrial japonês Shigeo Shingo, na década de 1950. Ele desenvolveu a metodologia SMED (Single-Minute Exchange of Die), uma das estratégias mais eficazes para reduzir os Tempos de Setup na produção. Essa abordagem permite otimizar a preparação dos equipamentos, aumentando tanto a flexibilidade quanto a eficiência operacional.
Exemplos de Tempo de Setup e seu impacto no processo produtivo
O Tempo de Setup pode parecer um processo inevitável dentro da produção, mas seu impacto na eficiência e nos custos operacionais é bastante significativo. Vamos analisar um exemplo prático para entender sua real dimensão.
Suponha que sua empresa tenha um Tempo de Setup de 30 minutos, que ocorre ao menos uma vez por dia em uma máquina ou linha específica, e que essa linha opere em 5 dos 7 dias da semana. Considerando um total de 200 dias úteis ao ano (estimativa conservadora), sua empresa perde aproximadamente 100 horas de produção por turno, apenas com setups.
Mas o que significam essas 100 horas de inatividade em termos produtivos? A seguir, veja o que empresas de diferentes setores deixariam de produzir nesse mesmo tempo, e o impacto financeiro estimado:
| Setor | Produto | Itens não produzidos em 100h | Custo médio estimado (USD) |
|---|---|---|---|
| Automotivo | Automóveis | 100 veículos | $2,000,000 |
| Eletrônicos | Smartphones | 50.000 unidades | $500,000 |
| Alimentos e Bebidas | Garrafas de água (500ml) | 200.000 garrafas | $150,000 |
| Têxtil | Camisetas | 25.000 peças | $75,000 |
| Construção | Blocos de cimento | 50.000 unidades | $60,000 |
| Farmacêutico | Comprimidos | 500.000 unidades | $250,000 |
| Metalurgia | Peças de maquinário | 5.000 unidades | $200,000 |
| Química | Plásticos (toneladas) | 50 toneladas | $100,000 |
| Energia Renovável | Painéis solares | 1.000 unidades | $300,000 |
| Aeroespacial | Componentes de avião | 10 unidades | $1,500,000 |
| Manufatura geral | Placas de circuito impresso (PCB) | 100.000 unidades | $400,000 |
| Borracha e Plásticos | Pneus | 25.000 unidades | $300,000 |
| Embalagem | Caixas de papelão | 150.000 unidades | $80,000 |
Nota: Os cálculos acima são baseados em tempos padrão de cada setor e nos custos médios associados a uma parada de 100 horas. Consideram apenas perdas diretas (visíveis), sem incluir efeitos colaterais como perda de receita, retrabalho, aumento de custos de manutenção, atrasos na cadeia de suprimentos ou penalidades por descumprimento de prazos de entrega.
Fórmula e cálculo da medição do tempo de setup
O primeiro passo para otimizar os tempos de setup é medir com precisão sua duração. Para isso, é fundamental coletar e analisar os dados de parada e reinício da produção diária.
Embora esse processo possa parecer simples, a precisão dos dados é essencial para se obter resultados confiáveis. Na verdade, em muitas empresas, o desafio não está no cálculo do tempo de setup, mas sim na obtenção de dados precisos. Ainda hoje, muitas companhias continuam utilizando métodos tradicionais para medir esse tempo, como registros manuais com papel e caneta, ou na melhor das hipóteses, cronômetros manuais. No entanto, empresas mais competitivas já adotaram sistemas eletrônicos de execução e registro que permitem medições mais precisas.
Atualmente, a maioria das empresas adota mecanismos para se tornar mais competitiva, incluindo tecnologias de monitoramento de máquinas baseadas em IIoT (Internet Industrial das Coisas) e sistemas de monitoramento em tempo real que registram automaticamente as informações. Esses sistemas possibilitam medições precisas, em tempo real e automáticas sobre o momento em que cada máquina da linha de produção está parada, operando ou em processo de setup. Isso proporciona uma visibilidade completa do ritmo de produção e da eficiência operacional, ajudando a obter dados mais confiáveis, eliminar erros humanos, garantir a precisão das informações e otimizar os tempos de setup — o que se traduz em uma produção mais eficiente e rentável.
Cálculo do tempo de setup ao longo do tempo
Uma vez que os dados sobre o tempo de setup estejam disponíveis — seja obtidos automaticamente (altamente recomendado) ou manualmente —, é importante lembrar que esse cálculo, embora simples, deve seguir certas diretrizes. A fórmula para calcular o tempo de setup é a seguinte:
- Fórmula geral
Tempo de Setup = Tempo total de inatividade da máquina durante o setup
- Fórmula detalhada
Ao detalhar a fórmula original, ela se divide em dois componentes:
Tempo de setup = Tempo de preparação externa + Tempo de configuração interna
Nesse contexto, o tempo de setup representa o período total em que a máquina está parada, relacionado a um ajuste ou troca (seja de forma interna ou externa) na linha de produção. Assim, o tempo total é calculado somando o tempo necessário para realizar as tarefas de preparação externa e as tarefas de configuração interna.
Exemplo prático de detalhamento do tempo de setup
Suponha que você deseje calcular o tempo de setup de uma máquina misturadora de alimentos na sua linha de produção. Nesse processo, a produção muda de um preparo com carne de frango para um com carne suína ou bovina. Para isso, é necessário conhecer os tempos de cada tarefa, o que exige a coleta dos dados referentes às preparações externas e internas, conforme detalhado a seguir:
Tempo de preparação externa (38 minutos):
- Preparação de materiais (transporte até a área de consumo): 7 minutos
- Preparação de ferramentas (lâminas da misturadora): 6 minutos
- Verificação de inventário (proteínas): 10 minutos
- Ajustes preliminares na máquina (preparações técnicas e configurações): 15 minutos
Tempo de configuração interna (62 minutos):
- Troca de ferramenta (remoção e instalação das lâminas): 10 minutos
- Limpeza das lâminas (remoção, desinfecção e higienização): 27 minutos
- Ajustes finais na máquina (calibração): 15 minutos
- Testes iniciais de qualidade (teste de rotação das lâminas): 10 minutos
Neste caso, o cálculo do tempo de setup seria:
Tempo de setup = 38 minutos (preparação externa) + 62 minutos (configuração interna) = 100 minutos
Os 7 passos para melhorar o setup ao longo do tempo segundo a metodologia SMED (Single Minute Exchange of Die)
A melhoria do tempo de setup é frequentemente comparada, como analogia, às atividades de troca de pneus no automobilismo. No passado, levava-se mais de 25 minutos para concluir essa tarefa com atividades internas e apenas uma pessoa executando. Hoje, uma equipe de boxes de competição realiza as mesmas atividades em segundos. Este é um exemplo claro de preparação, divisão de tarefas (internas e externas) e aplicação de boas práticas para acelerar ações e alcançar melhores resultados.
A metodologia mais eficaz e amplamente reconhecida para reduzir o tempo de setup de moldes ou de ferramentas é a SMED (Single Minute Exchange of Die), que faz parte das práticas de manufatura enxuta (Lean Manufacturing). O SMED foca em reduzir o tempo de preparação para um dígito, normalmente de 1 a 9 minutos (menos de 10 minutos).
O método se baseia na conversão do maior número possível de tarefas de configuração interna em preparação externa, reduzindo ao máximo o tempo de setup interno, seja em duração ou frequência. Isso impacta diretamente na redução do tempo total de setup.
Como conceito, o Tempo de Setup, bem como as metodologias para sua identificação, cálculo e redução, são atribuídos ao trabalho de Shigeo Shingo (engenheiro industrial japonês da década de 1950), que desenvolveu a metodologia SMED (Troca de Matriz em Um Minuto). Essa metodologia é uma das maneiras mais eficazes de reduzir o tempo de setup de linha, pois reduz o tempo de configuração e aumenta a flexibilidade e a eficiência.
O processo divide as operações de setup em tarefas de configuração interna e externa da seguinte forma:
Melhoria de processos
10 práticas recomendadas para controlar ou reduzir o tempo de setup
O tempo de setup pode ser um grande desafio devido ao seu alto impacto quando é longo ou frequente. Por isso, adotar as melhores práticas na gestão de setups é essencial para melhorar as operações, aumentar a flexibilidade e alcançar um desempenho geral mais eficiente.
A seguir, você encontrará algumas das estratégias mais eficazes, baseadas em recomendações aplicadas globalmente, que ajudam a reduzir o tempo de setup. Cada fabricante, ao utilizá-las de forma eficaz, pode otimizar suas operações e obter ganhos significativos em produtividade.
1. Implementar tecnologia de monitoramento em tempo real
Uma maneira eficaz de reduzir o tempo de setup começa com a detecção e avaliação em tempo real. O monitoramento constante e a coleta rápida de dados são fundamentais. Ter a informação certa é tão importante quanto recebê-la com agilidade e precisão.
Dica de prática recomendada : Use tecnologias avançadas como IIoT (Internet Industrial das Coisas) e conectividade de máquinas para capturar dados em tempo real. Através de sensores, sinais e coleta automatizada, é possível monitorar e analisar as condições da planta produtiva, antecipar falhas e otimizar os tempos de setup.
2. Utilizar painéis de análise preditiva
Painéis visuais e informativos são ferramentas poderosas para análise de dados operacionais.
Dica de prática recomendada : Crie dashboards com análises preditivas, usando algoritmos para processar os dados coletados. Isso permite antecipar gargalos e falhas, tomar decisões mais informadas e evitar paradas não planejadas, contribuindo para a redução do tempo de setup.
3. Padronizar os procedimentos de trabalho
Definir, manter e aplicar procedimentos padronizados para a execução de setups é um divisor de águas. Isso garante consistência, segurança e eficiência operacional.
Dica de prática recomendada: Desenvolva Procedimentos Operacionais Padrão (e-SOP) digitais e fáceis de seguir, com:
- Versões atualizadas sempre disponíveis
- Imagens, vídeos ou instruções visuais
- Passo a passo claro e objetivo
- Orientações para solução de problemas
- Checklists e tempos estimados por etapa
- Sistema eletrônico para navegação e preenchimento
- Atualizações frequentes com base em melhorias contínuas
4. Organizar e padronizar ferramentas e materiais
Não é de surpreender que um dos principais fatores para reduzir o tempo de troca seja garantir que todas as ferramentas e materiais necessários estejam prontamente disponíveis e acessíveis. Se ferramentas, moldes e peças estiverem desorganizados ou espalhados pela instalação, linha ou área de trabalho, você ou sua equipe poderão perder um tempo valioso (que pode variar de alguns minutos a horas) durante o processo de troca.
Dica de prática recomendada: Use técnicas de organização inteligente como: organização visual à prova de falhas (pokayoke); Estantes específicas para ferramentas; Sistemas de armazenamento compartilhado ou exclusivos devidamente etiquetado e com localização padronizada.
5. Utilizar equipamentos de setup rápido
Investir em equipamentos que permitem trocas rápidas pode representar um custo inicial mais alto, mas traz grande retorno na redução do tempo de setup.
Dica de prática recomendada: Avalie máquinas modulares e sistemas com troca rápida de ferramentas. Eles geralmente incluem ajustes automáticos e interfaces amigáveis, que aceleram o setup e reduzem erros.
Acredite ou não, a grande maioria dos fabricantes tem uma opção para isso. Para uma tomada de decisão correta, avalie o custo-benefício dessa aquisição com base nos ganhos de produtividade e redução de paradas.
6. Realizar auditorias de tempo de setup
Auditorias periódicas ajudam a identificar gargalos e oportunidades de melhoria no processo de setup.
Dica de prática recomendada:
- Realize caminhadas Gemba com equipes multidisciplinares para identificar etapas desnecessárias.
- Implante dashboards que evidenciem tendências, padrões e recorrência de problemas nos tempos de setup.
7. Envolver os colaboradores na melhoria contínua
A participação ativa dos operadores pode ser mais valiosa que a de auditores externos. São eles que vivenciam os processos e conhecem as reais dificuldades. Lembre-se de que quando você fomenta uma cultura de melhoria contínua no que anima os operadores a portar idéias, sugere sugestões ou definição de processos, não apenas obtém uma confirmação de seus processos, mas também aprova seu conhecimento das máquinas e dos processos para ajudá-lo a redefinir as operações e até mesmo gerar novas práticas que ajudam a reduzir os tempos de setup.
Dica de prática recomendada: Realize reuniões regulares com operadores, supervisores e manutenção para discutir desafios e propor melhorias. Promova uma cultura de melhoria contínua, incentivando sugestões e a redefinição colaborativa dos processos de setup.
8. Implementar manutenção preventiva
Qualquer falha inesperada pode aumentar drasticamente o tempo de setup. A melhor manutenção é aquela que evita problemas antes que eles ocorram.
Dica de prática recomendada : Crie um plano de manutenção participativa, com foco em prevenir falhas durante setups. Inclua:
1. Manutenção de primeiro e segundo nível
2. Inspeções regulares
3. Lubrificação e troca preventiva de peças críticas
4. Programação por tempo ou uso
5. Treinamento contínuo com base nas recomendações dos fabricantes
9. Otimizar a programação da produção
Reduzir a frequência dos setups começa com uma programação de produção inteligente. Sequencie a produção para minimizar setups de linha no mesmo turno, dia, semana.
Dica de prática recomendada: Utilize softwares APS (Planejamento Avançado de Produção), que: Consideram tempos de setup e matrizes de troca; Agrupam ordens semelhantes por produto, família ou atributos; Otimizam a sequência de produção para reduzir trocas desnecessárias; Ajudam a cumprir metas de entrega a partir da redução de tempo de inatividade com a otmização do setup.
10. Treinar e capacitar os colaboradores
Operadores bem treinados são fundamentais para realizar setups rápidos e eficientes. O setup pode não gerar produto diretamente, mas impacta diretamente a produtividade.
Consejo de mejores prácticas:
- Utilice o aplique métodos de aprendizaje acelerado como sistemas de aprendizaje electrónico.
- Capacitar a los operadores para operar múltiples máquinas y evitar retrasos causados por la falta de personal.
- Disponer de personal con habilidades cruzadas (formación cruzada de empleados en múltiples máquinas o procesos) lo que garantizará una mayor flexibilidad del personal ante posibles intervenciones o necesidades.
Dica de prática recomendada:
- Aplique métodos de aprendizado acelerado e sistemas e-learning.
- Capacite os operadores para atuarem em múltiplas máquinas.
- Desenvolva equipes multifuncionais para garantir flexibilidade operacional e resposta rápida a demandas de setup.
O papel do Smart Factory MOM na redução do tempo de setup
Estamos vivendo uma era marcada pela competitividade crescente, impulsionada pela Indústria 4.0. Essa nova fase da revolução industrial exige que as empresas busquem métodos de produção mais ágeis e eficientes para manter sua competitividade no mercado. Nesse cenário, tecnologias como os Sistemas de Execução da Manufatura (MES) e o software de Gestão das Operações de Manufatura (MOM) têm papel fundamental, liderando os esforços para reduzir os tempos de setup.
O Smart Factory MOM combina tecnologias digitais avançadas, como a Internet Industrial das Coisas (IIoT), com metodologias tradicionais adaptadas e modernizadas — como a análise de dados por meio de dashboards automatizados e a automação de processos — para oferecer uma solução robusta e estratégica.
A seguir, destacamos algumas das principais vantagens do Smart Factory MOM na redução dos tempos de setup:
Monitoramento em tempo real (IIoT)
Com o uso de sensores, comunicação direta com máquinas, dispositivos conectados e IIoT, os sistemas MES e MOM coletam dados em tempo real sobre o estado dos equipamentos e processos. Esse monitoramento contínuo permite detectar falhas com antecedência, ativar alertas preventivos e identificar oportunidades de melhoria — tudo isso contribuindo para a redução de paradas inesperadas.
Otimização da programação da produção (APS)
Através de algoritmos avançados de programação e sequenciamento, o sistema MOM integrado a uma solução APS (Advanced Planning and Scheduling) consegue organizar a produção de forma otimizada, reduzindo a frequência e a complexidade das trocas de linha.
Instruções digitais (e-SOP)
As Instruções de Trabalho Padronizadas em formato digital (e-SOP) são essenciais para a execução eficiente das atividades. Elas reduzem o tempo de treinamento, evitam erros causados por documentos desatualizados ou mal interpretados e garantem que os operadores realizem os setups de forma segura, seguindo instruções visuais e interativas que podem ser ajustadas em tempo real.
Simulação e análise preditiva (dashboards e painéis Andon)
O Smart Factory MOM oferece recursos de simulação de cenários de produção, permitindo avaliar previamente o impacto de diferentes decisões. Além disso, dashboards visuais e painéis Andon ajudam a acompanhar e antecipar gargalos ou desvios, otimizando as decisões operacionais com base em dados confiáveis.
Colaboração e comunicação integrada (compartilhamento de dados e notificações)
Ao reunir funções como produção, programação, logística e controle de estoque em um único ambiente digital, o MOM facilita a comunicação entre departamentos, tornando os processos mais integrados e colaborativos.
Gestão automatizada de materiais e ferramentas
A integração entre MOM/MES e o ERP permite gerenciar automaticamente o inventário de ferramentas, matérias-primas e insumos. Isso garante que todos os recursos necessários para a troca de linha estejam disponíveis no momento certo, evitando atrasos e reduzindo tempos de setup.
Conclusão
Controlar e reduzir o tempo de setup é essencial para minimizar paradas, aumentar a flexibilidade e melhorar a eficiência geral das operações. Ao adotar tecnologias inteligentes como MOM, MES e IIoT, as indústrias podem transformar seus processos com base em dados em tempo real, planejamento preditivo e automação integrada.
Essas ferramentas não apenas reduzem a intervenção manual, como também fornecem dados valiosos para padronizar e melhorar continuamente os processos de troca. E como a redução do tempo de setup impacta diretamente o OEE (Eficiência Global dos Equipamentos), ela contribui para o aumento da disponibilidade e do desempenho das máquinas, mantendo ao mesmo tempo os níveis de qualidade esperados.
A estratégia de uma Fábrica Inteligente transforma o tempo de setup — antes um gargalo — em uma oportunidade real de aumentar a produtividade, atendendo com mais agilidade e eficiência às demandas dos clientes.
Em um ambiente de manufatura altamente competitivo e dinâmico, a capacidade de adaptação rápida não é apenas desejável — é indispensável. Por isso, otimizar os processos de troca deve ser uma prioridade estratégica, tanto pelos impactos negativos que evita quanto pelos ganhos que proporciona.
Ao aplicar uma metodologia de melhoria contínua — como o SMED — e adotar boas práticas como a padronização de procedimentos, capacitação contínua, organização visual à prova de falhas, uso de softwares de planejamento e envolvimento das equipes, sua empresa pode alcançar um novo nível de eficiência e performance na manufatura.
Quer saber mais sobre como implementar, treinar sua equipe e aproveitar ao máximo a solução Smart Factory MOM? Entre em contato com a nossa equipe. Estamos prontos para acompanhar você em cada etapa dessa jornada de transformação digital.