Espacios. Vol. 36 (Nº 13) Año 2015. Pág. 12

Seis Sigma Ambiental: Integrando Variáveis Ambientais à Tecnica Seis Sigma

Six Sigma Environmental: Integrating Environmental Variables for Six Sigma Techniques

José Carlos da Silva SANTOS 1, Wagner Cezar LUCATO 2, Milton VIEIRA JUNIOR 3

Recibido: 20/03/15 • Aprobado: 26/04/2015

Contenido

1. Introdução

2. Revisão da Literatura

3. O procedimento proposto

4. Métodos

5. A pesquisa-ação

6. Conclusões

Referências

1. Introdução

O desenvolvimento industrial observado nas últimas décadas tem trazido relevantes contribuições para a expansão econômica. No entanto, também tem gerado impactos negativos representados pela deterioração ambiental. Mais recentemente, além de buscar maior competitividade, as empresas têm demonstrado preocupações crescentes em relação à preservação do meio ambiente como resultado da pressão imposta pela sociedade e por outras partes interessadas (Calia et al. 2009). De acordo com Setthasakko (2010), as empresas estão mais conscientes de que quase todos os processos de manufatura têm potencial para gerar um impacto negativo sobre os sistemas ambiental e social. Além disso, de acordo com Despeisse et al. (2012), a introdução de práticas de produção sustentável tem se propagado dentro da indústria. Como consequência, as empresas estão começando a desenvolver ferramentas e práticas para proteção do meio ambiente com o objetivo de tornarem-se ambientalmente mais conscientes. Ainda, como afirma Ribeiro et al. (2010), as empresas estão percebendo que as preocupações ambientais também podem ser uma fonte de vantagem competitiva. Este fato tem incentivado as organizações a buscarem alternativas para tornarem-se mais ecoeficientes.

Para o Conselho Empresarial Mundial para o Desenvolvimento Sustentável (WBCSD – World Business Council for Sustainable Development), "A ecoeficiência atinge-se através da oferta de bens e serviços a preços competitivos, que, por um lado, satisfaçam as necessidades humanas e contribuam para a qualidade de vida e, por outro, reduzam progressivamente o impacto ecológico e a intensidade de utilização de recursos ao longo do ciclo de vida, até atingirem um nível, que, pelo menos, respeite a capacidade de sustentação estimada para o planeta Terra" (Schmidheiney, 2000, p. 4). De acordo com Michelsen (2010), a ecoeficiência significa integrar o desempenho ambiental com o resultado econômico da organização. Por outro lado, a busca pela competitividade tem feito da técnica Seis Sigma uma alternativa relevante para as organizações resolverem problemas estruturais, reduzindo sua variabilidade do processo (Braunscheidel et al. 2011). Para alcançar resultados, a abordagem Seis Sigma obtém diversos benefícios para as empresas, tais como: melhoria da qualidade, aumento da satisfação do cliente, aumento da lucratividade e maior envolvimento da equipe de trabalho (Kumar, 2000; Goh, Xie, 2004; Kumar et al. 2006).

No entanto, Santos (2013) indica que na utilização da técnica Seis Sigma no mundo real é muito difícil observar os aspectos ambientais incluídos como parte dos objetivos e das variáveis ​​consideradas nos projetos. Na verdade, a maioria dos projetos desenvolvidos na área de fabricação apresenta, em geral, como variáveis do processo a redução do tempo de ciclo, os níveis de perdas, a utilização dos equipamentos e /ou do trabalho, dentre outras (Vinodh et al. 2011). Apesar de serem considerados relevantes por parte das empresas, os aspectos ambientais não têm sido considerados em projetos Seis Sigma, o que pode representar uma oportunidade de pesquisa interessante. A proposição de uma forma de expandir a aplicação da técnica Seis Sigma nos processos de fabricação é o foco central do presente trabalho. Assim, o objetivo central deste estudo é a proposição de um procedimento que integre as variáveis ​​ambientais nas fases do DMAIC da técnica Seis Sigma, com a finalidade de aumentar o nível de ecoeficiência de um processo de fabricação e da empresa como consequência. Para validar a utilização do procedimento sugerido para situações da vida real uma pesquisa-ação foi desenvolvida e é apresentada na parte final deste trabalho.

2. Revisão da Literatura

De acordo com Eking (2005) e Cagno et al. (2012), a ecoeficiência significa produzir mais, utilizando menos recursos e minimizando os impactos negativos ao meio ambiente. Seu objetivo central é associar o meio ambiente com a excelência dos negócios, por realização de lucros com a utilização de menos recursos naturais e menos resíduos e emissões. Por seu lado, o WBCSD indica que a forma de medir a ecoeficiência se faz dividindo-se o valor do produto ou serviço pela sua respectiva influência ambiental, gerando indicadores do tipo "quanto maior, melhor" (Verfaille, Bidwell, 2000; Ehrenfeld, 2005). Com base nessas variáveis​​, as organizações devem considerar três objetivos fundamentais para a ecoeficiência: a) a redução no consumo de recursos, b) a redução do impacto ambiental por meio da destinação adequada de resíduos e c) a melhoria do valor do produto ou serviço, proporcionando mais benefícios para os clientes por meio das funcionalidades do produto, oferecendo serviços adicionais e concentrando-se em vender as necessidades funcionais que os clientes realmente querem (Schmidheiny, 2000). Portanto, em resumo a ecoeficiência pode ser aumentada por meio da redução do impacto ambiental do produto / serviço ou por meio do aumento do seu valor econômico (Barba-Gutiérrez et al. 2007).

Os indicadores de desempenho ambiental são expressões específicas que fornecem informações sobre o desempenho ambiental de uma organização (Silva, Medeiros, 2004) e têm como objetivo validar as práticas organizacionais desenvolvidas para minimizar os impactos adversos decorrentes de suas atividades. Sem os indicadores de desempenho ambiental, uma organização não pode avaliar e gerir o seu desempenho ambiental (Mickwitz et al. 2010). A norma ISO 14031 (Gestão Ambiental - Avaliação do desempenho ambiental - Diretrizes) fornece às organizações uma direção específica sobre a concepção e utilização da avaliação de desempenho ambiental e sobre a seleção de seus respectivos indicadores de desempenho, listando mais de 100 exemplos ilustrativos (Shaw et al. 2010; ISO, 2004). O objetivo principal da ISO 14031 é ser um processo e ferramenta de gestão para determinar se o desempenho ambiental de uma organização está adequado quando comparado com os critérios impostos pela alta administração.

Em relação à ecoeficiência, Verfaille e Bidwell (2000) recomendam a utilização de dois tipos de indicadores: os de aplicação genérica ​​e os específicos do negócio. Como resultado, a medição da ecoeficiência por meio dos indicadores selecionados deve ser realizada em duas etapas: a) uma avaliação ao longo do tempo dos valores globais dos indicadores selecionados para medir o valor do produto ou serviço e sua respectiva influência ambiental (comparando os valores absolutos dos indicadores para períodos consecutivos N e N + 1), e b) o cálculo e avaliação ao longo do tempo das relações de ecoeficiência (valor do produto ou serviço dividido pela sua influência ambiental). A evolução de ambos os conjuntos de indicadores ao longo do tempo irá permitir à organização uma compreensão da evolução da ecoeficiência.

A literatura também mostra que a medição de ecoeficiência tem sido usada, quase exclusivamente, para medir o desempenho ambiental das empresas como um todo (Schmidheiny, 2000; Verfaille, Bidwell, 2000). No entanto, não foi identificada qualquer limitação teórica ou prática que não permitisse a extensão da mesma estrutura de indicadores para medir a ecoeficiência de maneira mais restrita, como nos casos de um processo de fabricação ou mesmo de um único equipamento. No entanto, há uma dificuldade para se fazer isso. Na verdade, a avaliação da evolução da ecoeficiência é realizada por meio do acompanhamento simultâneo de vários indicadores individuais (Schmidheiny, 2000). Nessas condições, existe uma boa probabilidade de que diferentes indicadores possam evoluir em direções opostas e, como resultado, o procedimento já descrito não conseguiria dizer se a ecoeficiência como um todo melhorou ou piorou. Para superar esses problemas Lucato et al. (2013) sugerem um procedimento para avaliar o nível de ecoeficiência de uma área de processo de fabricação, por meio de uma proposta conceitual de uma medida única que possa refletir a sua evolução total, mesmo no caso em que os indicadores selecionados movam-se em direções opostas. Para fazer isso, Lucato et al. (2013) propõem que o nível de ecoeficiência de um único equipamento, em um dado momento t (EMt), seja determinado por:

onde e1, e2, e3, .., en são cada um dos "n" indicadores de ecoeficiência selecionados para aquele equipamentos e μ = 360 º / n.

Como uma área de processo de fabricação pode ser considerada como um conjunto de equipamento individuais de características semelhantes (Chase et al., 2004), Lucato et al. (2013) propõem que o nível ecoeficiência para uma área de processo de fabricação (EPt), num dado momento t, seja medido por:

onde EMqt é o nível de ecoeficiência para cada um dos "i" equipamentos localizados na área de processo onde a ecoeficiência está sendo medida

Para verificar como a ecoeficiência está evoluindo em um único equipamento, o EMt é calculado usando-se a relação (1) para dois períodos de tempo consecutivos (t e t +1). Assim, se EMt+1 > EMt o nível de ecoeficiência do equipamento em estudo melhorou. Por outro lado, se EMt+1 < EMt o nível de ecoeficiência piorou. A mesma abordagem pode ser utilizada para a área de processo de fabricação considerada por meio da aplicação da relação (2) para o cálculo do EP para os períodos de tempo t e t + 1. Se EPt+1 > EPt o nível de ecoeficiência da área de processo considerada aumentou. Ao contrário, se EMt+1 < EMt o nível de ecoeficiência degradou-se.

De acordo com Thomas e Barton (2006) e Nonthaleerak e Hendry (2008), a técnica Seis Sigma tem com o objetivo identificar e implementar melhorias nos processos, utilizando o método DMAIC, cujas letras referem-se às cinco iniciais das palavras em inglês que definem as etapas: definir (define), medir (measure), analisar (analyse), melhorar (improve) e controlar (control). Na primeira fase (definir), uma equipe de implementação multifuncional sob a liderança do Black Belt (especialista na técnica Seis Sigma) é criada (Pyzdek, 2003). Nesse ponto, a equipe estabelece as oportunidades de ganho do projeto e delimita o seu escopo. Na fase de medição, a equipe do projeto define o plano de medição a ser aplicado e os dados do projeto são então coletados. Em seguida, na fase analisar, a equipe identifica as causas prováveis ​​dos problemas revelados pelos dados colhidos, usando-se poderosas ferramentas estatísticas comumente apoiadas no software Minitab® ou equivalente. Na fase melhorar, após a análise estatística dos dados a equipe implementa as melhorias de processo necessárias para eliminar as causas dos problemas identificados e validados na etapa anterior. Para concluir o processo Seis Sigma, na fase de controle a equipe cria um plano a ser monitorado pelo responsável pelo processo estudado, a fim de garantir que os resultados obtidos durante a fase melhorar serão mantidos no decorrer do tempo.

3. O procedimento proposto

A fim de incorporar os aspectos ambientais à técnica Seis Sigma este trabalho propõe diversas alterações nas fases do DMAIC tradicional aplicado a um projeto, conforme descrito a seguir:

3.1. Definir

Na fase definir da técnica Seis Sigma, propõe-se que além das variáveis ​​do processo de manufatura, as variáveis ​​ambientais também sejam estabelecidas por meio da utilização de medidas adequadas de desempenho ambiental. Como resultado, na carta de abertura de um determinado projeto Seis Sigma a equipe de implementação deverá considerar as oportunidades de melhoria ambiental em paralelo com as identificadas para o processo de fabricação, como segue:

1. Caso do Negócio: Essa etapa descreve os benefícios decorrentes da implementação do projeto, focando as oportunidades para melhorar o processo de manufatura e também o os aspectos ambientais associados a ele.
2. Resumo da Meta: define os objetivos do projeto, que devem ser específicos, mensuráveis, alcançáveis​​, relevantes e limitados no tempo (Banuelas e Antony, 2004). Neste ponto, dois conjuntos de variáveis devem ser definidos: a) o "Y" que vem a ser a variável de saída do processo de fabricação a ser melhorado e seus respectivos "x" (variáveis ​​de entrada do processo), que representam os aspectos operacionais relacionados com a variável de saída considerada, e b) o "E", a variável de saída ambiental que deve ser melhorada e seus respectivos "e's" (variáveis ​​ambientais de entrada) que simbolizam as características ambientais relacionadas com a variável de saída considerada. Esta etapa define os parâmetros nos quais será medido o sucesso da equipe de implementação, uma vez que o "Y" e o ​​"E", juntamente com seus respectivos objetivos, serão os principais indicadores de desempenho do projeto. A equipe vai trabalhar as variáveis ​​de entrada "x" e "e", que irão reduzir a variabilidade das saídas do processo e ambiental. Os objetivos propostos deverão orientar a equipe na implementação do projeto. Como exemplo, Santos (2013) sugere para uma aárea de usinagem: a) como variáveis ​​de processo: Y = reduzir o tempo de ciclo da usinagem em 10% até agosto de 2012; x1 = preparação (setup), x2 = programação de máquina, x3 = programação CNC e x4 = ferramental, e b) as variáveis ​​ambientais: E = aumentar o nível de ecoeficiência do processo em 10% até agosto de 2012; e1 = consumo de óleo solúvel, e2 = consumo de energia elétrica, e3 = consumo de inserto de usinagem e e4 = geração de resíduo de cavaco.
3. Lista de Oportunidades: descreve por que as iniciativas de melhoria devem ser implementadas. Para a equipe do projeto Seis Sigma é importante conhecer os ganhos do projeto, a fim de promover a motivação para prosseguir na sua execução. Nessa lista os resultados do processo e os relacionados com o meio ambiente devem ser incluídos. Seguindo o exemplo anterior, Santos (2013, p.67) sugere: "como resultados do processo: aumento de capacidade de produção, redução de atrasos na entrega e o aumento da competitividade; como resultados ambientais: redução do consumo de recursos naturais, redução de resíduos e melhoria da consciência ambiental e como resultado geral: melhoria da imagem com os colaboradores e clientes.

Como parte desta etapa, o adequado mapeamento do processo é feito por meio de um diagrama de fluxo do processo. Em seguida, a ferramenta SIPOC (fornecedor, entrada, processo, saída, cliente) é usada para identificar as etapas do processo: o "Y", "x", "E", "e's" e as oportunidades de melhoria. O mapa de processo é a base para a comunicação, para a identificação de ganhos rápidos e para permitir uma visão passo-a-passo do processo em análise. O SIPOC é preparado pelo Black Belt em conjunto com a equipe de implementação para identificar os fornecedores, as entradas, os processos internos, as saídas e os clientes. Após a ferramenta SIPOC ser estabelecida os respectivos indicadores de entrada e de saída são determinados. Na ferramenta SIPOC e os indicadores selecionados devem considerar o processo de manufatura e também os aspectos ambientais.

3.2. Medir

Na fase Medir o plano de medição é estabelecido considerando as duas variáveis ​​(processo e ambiental), em linha com o que foi identificado quando a ferramenta SIPOC foi preparada. Para a coleta de bons dados a equipe de implementação deve realizar uma análise do sistema de medição (MSA) e também fazer uma avaliação da capacidade do processo. Essas ações são importantes porque a coleta de dados deve ser representativa e aleatória ao mesmo tempo. Nessa etapa é comum a identificação de ganhos rápidos tanto para o processo como para as variáveis ​​ambientais. Estes são melhorias de baixo custo e fáceis de implantar. Quando são identificados, as ações necessárias para implementá-los são rapidamente tomadas. Aqui também é identificado o estado atual do processo de manufatura e ambiental e calculados os níveis sigma e de ecoeficiência. Toda essa informação é então incluída na plataforma ardente do projeto (ferramenta que mostra o estado atual do projeto, o seu estado desejado futuro e onde os objetivos e metas do projeto são declarados).

3.3. Analisar

Nesta etapa são utilizadas poderosas ferramentas estatísticas para identificar os "x", os "e's" e as causas óbvias e não óbvias. Para isso, o diagrama de causa e efeito (Ishikawa) é frequentemente usado com o objetivo de estabelecer uma relação entre o resultado de um processo (efeito) e um conjunto de diversos ​​fatores (causas) que podem afetar o processo de produção e as variáveis ​​ambientais (Y e E ). O gráfico de Pareto também poder ser usado para identificar os principais tipos de falhas com base na sua respectiva frequência de ocorrência. Depois de identificadas as prováveis causas ​​(processo e ambiental) outras ferramentas estatísticas podem ser utilizadas, tais como: a) testes de hipóteses para verificar se a afirmação é verdadeira ou falsa em relação a um determinado parâmetro, b) análise de variância (ANOVA) para comparar se várias médias são iguais; c) FMEA (modo de falha e análise de efeito) para identificar todas as possíveis falhas potenciais e seus efeitos, bem como priorizar e determinar ações para eliminá-los. Nessa fase o Black Belt deve aplicar ao máximo as ferramentas estatísticas para ter certeza de que as causas reais foram identificadas (processo e ambiental). 

3.4. Melhorar

Na fase melhorar a equipe do projeto Seis Sigma implementa as melhorias identificadas na etapa anterior, uma vez que os dados estatísticos serão traduzidos em informações que irão permitir melhorias em ambos os processos de manufatura e de ecoeficiência. Aqui a equipe interage com as pessoas que realmente executam as atividades e implementam as melhorias –por meio de um plano de ação visando a eliminação das causas com foco no processo de fabricação e no meio ambiente.

3.5. Controlar

Finalmente, nesta fase é estabelecido um plano de controle para monitorar e assegurar que as melhorias implementadas irão perpetuar-se ao longo do tempo, mesmo depois que a equipe Seis Sigma deixar área de manufatura na qual o projeto foi desenvolvido. Nesse ponto, os métodos de controle são desenvolvidos e o responsável pelo processo (proprietário do processo) é treinado para utilizar técnicas de gestão visuais para garantir que os ganhos do processo e os resultados ambientais sejam mantidos por um longo período de tempo. O controle estatístico do processo também pode ser utilizado para esse efeito. A equipe Seis Sigma deve preparar as instruções / procedimentos e também treinar as pessoas envolvidas. Isso é vital para manter todas as partes envolvidas adequadamente alinhadas e padronizadas. Para ter certeza de que os procedimentos serão observados e os ganhos do processo e ambientais mantidos ao longo do tempo, o Black Belt deve propor uma lista de verificação como uma ferramenta de auditoria a ser verificada periodicamente pelo responsável pelo processo. Se os indicadores de desempenho selecionados mostrarem qualquer indício de deterioração, o proprietário do processo deverá ser o responsável pela tomada de ações corretivas para recuperar os ganhos originais tanto em termos de processo como de meio ambiente.

4. Métodos

Para apoiar o desenvolvimento realizado neste trabalho foram utilizados dois métodos básicos de pesquisa. Primeiro, procedeu-se a ampla revisão da literatura para sustentar os conceitos de Ecoeficiência e Seis Sigma e para criar os fundamentos teóricos necessários para propor um procedimento para integrar as variáveis ​​ambientais à técnica Seis Sigma (DMAIC). Em seguida, para verificar se o procedimento proposto pode ser adequadamente aplicado a situações do mundo real foi desenvolvida uma pesquisa-ação.

De acordo com Coughlan e Coughlan (2002), a pesquisa-ação é uma abordagem científica utilizada para avaliar soluções para questões sociais ou organizacionais sobre as pessoas que estão diretamente envolvidas nos temas pesquisados. É um processo participativo, no qual a teoria e a prática são consideradas simultaneamente. Esse método particular de pesquisa pode ser utilizado para resolver um problema de uma dada organização (contribuição para a prática), ao mesmo tempo em que gera conhecimento científico (contribuição para a teoria) (Zuber-Skerrit, Fletcher, 2007). Reforçando esses conceitos, Zuber-Skerrit e Fletcher (2007) mencionam que a pesquisa-ação tem o objetivo de desenvolver estudos que envolvam pequenos grupos que estejam motivados, interessados ​​e tenham a experiência necessária para resolver um problema prático, em paralelo à geração de conhecimento científico, o que é o caso da implementação de um projeto Seis Sigma. O processo de pesquisa-ação deve incluir cinco etapas: planejar a ação, agir, avaliar a ação, planejar novamente e reiniciar o ciclo (Stringer, 2007).

Para validar a possível utilização do procedimento aqui proposto em situações do mundo real, um projeto Seis Sigma foi desenvolvido e implementado em uma pequena área de usinagem de uma empresa do setor metal mecânico (Kumar et al. 2009;. Bilgen, Sen, 2006), compreendendo quatro tornos CNC.

Como mencionado anteriormente, um dos autores deste trabalho atuou como o Black Belt do projeto selecionado. Além disso, o projeto foi desenvolvido em duas etapas: a) inicialmente, um projeto Seis Sigma foi desenvolvido considerando-se apenas as variáveis ​​do processo de fabricação, e b) em seguida, o mesmo projeto foi avaliado considerando as variáveis ​​ambientais, em adição às variáveis do processo. Os resultados de ambas as fases foram comparados entre si e devidamente analisados. Como se pode observar, a pesquisa-ação mostra-se como um método adequado para a validação pretendida já que todas as suas características estão presentes na verificação sugerida: um pequeno grupo participativo (a equipe Seis Sigma sob a liderança de um dos autores deste trabalho como o seu Black Belt), o desenvolvimento de ações (fase "a" acima), a avaliação das ações (medição e interpretação de resultados da fase "a"), o planejamento e a implementação de uma nova ação (fase "b" acima) e a comparação dos resultados com o objetivo de resolver um problema (melhorar o processo de manufatura e ecoeficiência) e geração de conhecimento científico (este artigo).

5. A pesquisa-ação

Como já descrito, a pesquisa-ação desenvolvida para verificar a adequação do uso do procedimento proposto em condições do mundo real foi realizada em dois ciclos sequenciais. No entanto, antes de iniciar o desenvolvimento do ciclo inicial, os pesquisadores mediram o nível de ecoeficiência da área de usinagem selecionada utilizando as equações (1) e (2) e os indicadores de desempenho ambiental designados. Os resultados são apresentados na Tabela I.

Como se pode observar, como o resultado da utilização da equação (1) os níveis de ecoeficiência para os tornos CNC foram, respectivamente, 81,36, 57,05, 195,52, 178,49. Consequentemente, a utilização da equação (2), permitiu o cálculo do nível ecoeficiência global para toda a área de usinagem que atingiu 128,10.

Em seguida efetivou-se o ciclo 1da pesquisa ação, descrito a seguir.

Tabela I. Cálculo da ecoeficiência antes da pesquisa ação

5.1. Ciclo 1

Um projeto Seis Sigma foi desenvolvido com o objetivo de reduzir o tempo de ciclo de usinagem em 10% (variável de saída do processo "Y"). Como explicado anteriormente, nenhuma consideração foi feita no ciclo 1 em relação às variáveis ​​ambientais. A adoção das práticas e procedimentos convencionais Seis Sigma indicou cinco variáveis ​​de entrada do processo: x1 - tempo de preparação, x2 - programação de produção, x3 - Programação CNC, x4 - ferramental de usinagem e x5 - Plano de controle. Na fase analisar identificaram-se três causas que afetam os tempos de ciclo de usinagem: a) falta de padronização do método de preparação (setup), b) sistemática de alteração inadequada dos programas CNC pela produção e c) falta de padronização do ferramental de produção. Durante a fase melhorar foram implementadas as seguintes ações corretivas: a) foi padronizado o método de preparação das máquinas por meio da devida incorporação dessa atividade na folha de processo, b) foi estabelecida uma sistemática de alteração do programa CNC, sendo apenas a área que cuida do desenvolvimento de processos responsável por qualquer alteração e c) o ferramental também foi padronizado e especificado na folha de processos. Depois de implementadas as melhorias e concedido algum tempo para estabilização do processo, foi possível verificar uma redução média do tempo de ciclo na usinagem em 12,8 %, superando o objetivo inicial de 10%. No entanto, apesar de não considerar as variáveis ​​ambientais neste ciclo, foi possível calcular o novo nível ecoeficiência do processo de usinagem por meio da utilização das equações (1) e (2), como reportado na Tabela II.

Tabela II. Cálculo da ecoeficiência após o ciclo 1
(Sem considerar as variáveis ambientais)

É interessante notar que, mesmo não considerando as variáveis ​​ambientais no ciclo 1, os níveis de ecoeficiência para os tornos (e para a área de usinagem como consequência) melhorou em torno de 12%. O resultado das ações implementadas para reduzir o tempo de ciclo teve um impacto favorável também nas variáveis ​​ambientais. Na verdade, a redução do tempo de ciclo implicou no menor consumo de energia elétrica, óleo solúvel e inserto da ferramenta de usinagem.

5.2. Ciclo 2

Depois de concluir o ciclo 1 e analisar criticamente os resultados de acordo com a metodologia da pesquisa-ação, a equipe Seis Sigma, sob a liderança do Black Belt desenvolveu o ciclo 2 do presente estudo. Aqui as mesmas práticas e procedimentos da técnica Seis Sigma foram aplicadas novamente considerando agora as variáveis ​​ambientais.

O objetivo do ciclo 2 era melhorar a ecoeficiência da área de usinagem em 10% (saída variável ambiental "E"). As variáveis ​​ambientais de entrada relacionadas foram: e1 - consumo de óleo solúvel, e2 - consumo de energia elétrica, e3 - consumo de inserto de ferramentas de usinagem e e4 - geração de resíduo de cavaco. Na fase Analisar, foi possível identificar três causas que afetavam a ecoeficiência da área de usinagem: a) falta de gerenciamento da vida útil do ferramental (inserto), b) sistemática inadequada de definição das dimensões dos blancks, c) disposição inadequada do resíduo de cavaco de usinagem impregnado com óleo solúvel. Várias ações foram identificadas para combater essas causas entre as quais na fase seguinte (Melhorar) foram implementadas as seguintes: a) foi predeterminada a vida útil da aresta da pastilha de corte para cada peça e tal especificação foi incluída no programa CNC, de tal maneira que a máquina irá indicar para o operador o momento apropriado para troca da ferramenta; b) as dimensões dos blancks foram precisamente definidas e incluídas na respectiva folha de processo para evitar a remoção excessiva de cavacos (e consequente excesso na geração de resíduos) e c) foi criada um área de decantação de óleo solúvel na área de usinagem, evitando o descarte de cavaco excessivamente molhado.

Após a implementação das melhorias descritas e concedido um tempo para a estabilização do processo, foi possível calcular o novo nível de ecoeficiência para cada equipamento e também para a área total de usinagem. É possível notar que as ações tomadas para melhorar a ecoeficiência em verdade aumentou o nível de ecoeficiência de todos os quatro tornos. Como resultado o nível de ecoeficiência da área de usinagem aumentou em torno de 20% em relação aos valores anteriores calculados no ciclo 1. Tais resultados estão detalhados na Tabela III.

Tabela III. Cálculo da ecoeficiência após o ciclo 2
(Considerando agora as variáveis ambientais)

Além disso, também é relevante mencionar que, além de melhorar os níveis de ecoeficiência, as ações visando os ganhos ambientais igualmente produziram uma redução adicional sobre os tempos de ciclo das peças usinadas por volta de 4%. Assim, a pesquisa-ação identificou uma aparente relação bi-unívoca entre as melhorias no processo de fabricação e os melhoramentos ambientais. Esta provável relação poderia ser explorada em maior profundidade no futuro por meio de pesquisas empíricas adicionais.

Finalmente, a Tabela IV resume os resultados obtidos em ambos os ciclos da pesquisa-ação. A conclusão final que pode ser estabelecida é que a consideração das variáveis ambientais como parte integrante do processo DMAIC foi capaz de aumentar a ecoeficiência da área de usinagem estudada por volta de 20% acima do nível que seria obtido se o projeto Seis Sigma fosse implementado utilizando a abordagem tradicional na qual as variáveis ​​ambientais não são consideradas. Este resultado pode confirmar as vantagens proporcionadas pelo procedimento sugerido por este trabalho.

Tabela IV. Comparação dos níveis de ecoeficiência obtidos na pesquisa ação

6. Conclusões

A questão-chave que norteou este trabalho é o fato de que as empresas estão cada vez mais preocupadas não só com as questões econômicas, mas também com as questões ambientais. Neste cenário a ecoeficiência tem desempenhado um papel crucial para as empresas que estão continuamente tentando produzir mais, ao mesmo tempo em que procuram utilizar menos recursos e minimizar os impactos negativos ao meio ambiente. Por outro lado, a técnica Seis Sigma DMAIC tem sido usada principalmente para identificar e implementar melhorias de processos relevantes que tragam uma economia significativa para as empresas que utilizam essa técnica. No entanto, têm sido muito raros na literatura estudos nos quais a aplicação da técnica Seis Sigma seja usada para lidar com as preocupações ambientais.

Para oferecer uma contribuição a este tema, este trabalho propôs um procedimento com o objetivo de integrar as variáveis ​​ambientais à técnica Seis Sigma DMAIC como uma forma de melhorar o nível de ecoeficiência de um processo de manufatura e de toda a empresa como uma consequência. O aspecto fundamental do procedimento proposto foi incorporar um segundo conjunto de variáveis ​​(ambientais) para o procedimento convencional Seis Sigma.

Também é interessante mencionar que a pesquisa-ação desenvolvida como parte deste trabalho pôde demonstrar que, mesmo não considerando especificamente as variáveis ambientais, a abordagem tradicional Seis Sigma (considerando apenas as variáveis ​​do processo de manufatura) foi capaz de melhorar o nível de ecoeficiência na área do processo de usinagem em estudo em cerca de 11%. No entanto, a inclusão das variáveis ​​ambientais na técnica DMAIC permitiu um ganho adicional de 20%, o que demonstra a adequação do procedimento proposto para promover o nível de ecoeficiência da área de usinagem avaliada. Assim, a abordagem Seis Sigma Ambiental, como aqui sugerida, pode gerar benefícios para as variáveis ​​do processo de manufatura, bem como aos aspectos ambientais relacionados com a produção numa determinada empresa onde essa versão modificada da técnica Seis Sigma DMAIC seja aplicada.

Em conclusão, este artigo traz algumas contribuições para a teoria e para a prática da gerência da produção. Seus subsídios teóricos residem em uma proposta para introduzir as variáveis ​​ambientais em uma técnica bem estabelecida e tradicional, resultando em uma nova maneira de considerar os projetos Seis Sigma. Do lado gerencial, este trabalho traz para os gerentes e profissionais de produção uma ferramenta adicional para incrementar o nível de ecoeficiência de suas empresas, por meio da implementação de ações para combater questões ambientais indesejáveis. No entanto, este trabalho também tem algumas limitações. A pesquisa-ação para validar o procedimento proposto foi realizada em um processo de manufatura muito simples, usando um conjunto uniforme de indicadores de ecoeficiência. São recomendadas outras pesquisas considerando outros tipos de processos mais complexos, que utilizem uma gama mais ampla de variáveis ambientais.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Fundo de Apoio à Pesquisa da UNINOVE – Universidade Nove de Julho pelo suporte financeiro necessário para desenvolver este trabalho.

• Referências

BANUELAS, R.; Antony J. (2004); "Six Sigma or design for Six Sigma". Total Quality Management, 16(4), 250-263.

BARBA-GUTIÉRREZ, Y.; Adenso-Díaz, B.; Lozano, S. (2007); "Eco-efficiency of electric and electronic appliances: a data envelopment analysis (DEA)". Environmental Monitoring Assessment, 14, 439-447.

BILGEN, B.; Şen, M. (2012); "Project selection through fuzzy analytic hierarchy process and a case study on Six Sigma implementation in an automotive industry". Production Planning & Control, 23(1), 2-25.

BRAUNSCHEIDEL, M.J.; Hamister, J.W.; Suresh, N.C.; Star, H. (2011); "An institutional theory perspective on Six Sigma adoption". International Journal of Operations & Production Management, 31(4), 423-451.

CAGNO, E.; Micheli, G.J.L.; Trucco, P. (2012); "Eco-efficiency for sustainable manufacturing: an extended environmental costing method". Production Planning & Control,23(2-3), 134-144.

CALIA, R.C.; Guerrini, F.M.; Castro, M. (2009); "The impact of Six Sigma in the performance of a pollution prevention program". Journal of Cleaner Production 17(15), 1303-1310.

CHASE, R.B.; Jacobs F.R.; Aquilano, N.J. (2004); Operations management for competitive advantage. New York, McGraw-Hill. 654 p.

COUGHLAN, P.; Coughlan, D. (2002); 'Action research: action research for Operations Management'. International Journal of Operations & Production Management,22(2), 220-240.

DESPEISSE, M.; Mbaye, F.; Ball, P.D.; Levers, A. (2012); "The emergence of sustainable manufacturing practices". Production Planning & Control, 23(5), 354-376.

EKINS, P. (2005); "Eco-efficiency - motives, drives, and economic implications". Journal of Industrial Ecology, 9(4), 12-14.

EHRENFELD, J.R. (2005); "Eco-efficiency - philosophy, theory, and tools". Journal of Industrial Ecology, 9(4), 6-8. 

GEORGAKELLOS, D.A. (2006); "The use of the LCA polygon framework in waste management". Management of Environmental Quality, 17(4), 490-507.

GOH, T.N.; Xie, M. (2004); "Improving on the Six Sigma paradigm". Total Quality Management, 16(4), 235-240.

ISO. (2004); ISO 14031 standard (Environmental Management – Environmental Performance Evaluation – Guidelines). Geneva, ISO – International Organization for Standardization, 36 p.

KUMAR, P. (2000); "Six Sigma in manufacturing". Productivity, 43(2), 196-202.

KUMAR, M.; Antony, J.; Singh, R.K.; Tiwari, M.K.; Perry, D. (2006); "Implementing the Lean Sigma framework in an Indian SME: a case study". Production Planning & Control, 17(4), 407-423.

KUMAR, M.; Antony, J.; Cho, B.R. (2009); "Project selection and its impact on the successful deployment of Six Sigma". Business Process Management Journal, 15(4), 669-686. 

LUCATO, W.C.; Vieira Júnior, M.; Santos J.C.S. (2013); "Measuring the eco-efficiency of a manufacturing process: a conceptual proposal". Management of Environmental Quality, 24(6), 1-24.  

MICHELSEN, O. (2010); "Eco-efficiency assessments as a tool for revealing the environmental improvement potential of new regulations". Sustainability, 2, 117-126.

MICKWITZ, P.; Melanen, M.; Rosenstrom, U.; Seppala, J. (2006); "Regional eco-efficiency indicators: a participatory approach". Journal of Cleaner Production, 14, 1603-1611.

NONTHALEERAK, P.; Hendry, L. (2008); "Exploring the six sigma phenomenon using multiple case study evidence". International Journal of Operations & Production Management, 28(3), 279-303.

PYZDEK, T. (2003); The Six Sigma Handbook: a complete guide for green belts, black belts and managers at all levels. New York, McGraw-Hill, 245 pp.

RIBEIRO V.P.L.; Guzmán, C.A.; Monteiro, S.M.S.; Guzmán, B.A. (2010); "Determining factors of environmental management practices in Portugal local entities". Management of Environmental Quality, 23(5), 486-502.

SANTOS J.C.S. (2013); Integração da técnica Seis Sigma (DMAIC) com métricas ambientais para a busca de melhorias na ecoeficiência de um processo industrial. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Universidade Nove de Julho, São Paulo.

SCHMIDHEINY, S. (2000); Eco-efficiency – creating more value with less impact. Geneva, WBCSD – World Business Council for Sustainable Development,  36 p.

SETTHASAKKO, W. (2010); "Barriers to the development of environmental management accounting: An exploratory study of pulp and paper companies in Thailand". EuroMed Journal of Business, 5(3), 315-331.

SHAW, S.; Grant, D.B.; Mangan, J. (2010); "Developing environmental supply chain performance measures". Benchmarking, 17(3), 320-339.

SILVA, G.C.S.; Medeiros, D.D. (2004); "Environmental management in Brazilian companies". Management of Environmental Quality, 15(4), 380-388.

STRINGER, E.T. (2007); Action research. Thousand Oaks, CA, Sage, 145 p.

THOMAS, A.J.; Barton, R. (2006); "Developing an SME based Six Sigma strategy". Journal of Manufacturing Technology Management, 17(4), 417-34.

VERFAILLE, H.A.; Bidwell, R. (2000); Measuring eco-efficiency – a guide to reporting company performance. Geneva, WBCSD – World Business Council for Sustainable Development, 38 p.

VINODH, S.; Gautham, S.G.; Ramiya, R. (2011); "Implementing lean sigma framework in an Indian automotive valves manufacturing organisation: a case study". Production Planning & Control, 22(7), 708-722.

1. Máster en Ingeniería de Producción por la Universidade Nove de Julho en Sao Paulo, Brasil

2. Doctor en Ingeniería de Producción y Profesor del Programa de Pos-graduación en Ingeniería de Producción de la Universidade Nove de Julho, São Paulo, Brasil. Autor correspondente:  wlucato@uninove.br

3. Doctor en Ingeniería Mecánica y Profesor del Programa de Pos-graduación en Ingeniería de Producción de la Universidade Nove de Julho, São Paulo, Brasil;