A roadmap for Kaizen: development and application in the reduction of weaving setups in a textile company

Abstract

This dissertation is integrated in the conclusion of the cycle of studies of the Integrated Master degree in Industrial Engineering and Management, allied to the experience in an industrial partner, in this case the weaving department of a textile industry. In this context of the company, improvement opportunities were identified, conducting an analysis, followed by the proposal and implementation of improvement solutions, while employing an Action research methodology through the journey. One of this dissertation’s main objective was to develop a roadmap to lead the identification of improvement opportunities and respective actuation accordingly. The other objective was to contribute to its validation through its implementation in said industrial partner. To accomplish the dissertation’s objectives, firstly, a literature review was conducted on relevant topics including the Toyota Production System and its comparison to Lean, the current state of Lean implementations, the existing implementation frameworks, and the contours of traditional kaizen. From this review, lessons are retrieved and used as an influence in the development of the roadmap. Following, the developed roadmap is presented, and its elements are described. In the next sections, the roadmap is validated being used to guide the improvement project in the industrial partner, specifically the weaving setups’ reduction. Starting with an analysis of the current state, the setup processes were described, the main output variables were studied and measured, and the input variables and root causes were also investigated and evaluated. Several distinct techniques were employed, ranging from SMED (Single minute exchange of dies), to competency matrixes, queuing theory, BPMN (Business Process Model and Notation), amongst some others. Posteriorly, improvement solutions were generated and implemented. Their presentation display was done through a categorization of the various improvement ideas according to SMED phases, externalization, elimination and streamlining. Afterwards the tangible and intangible results that the project achieved in the industrial partner were measured. The improvement of the setup times impacted the number of stopped looms in a reduction from 21,4 to 8,5. The total downtime reduction was of 55%, achieving a reduction of 25 hours of time in the system for each loom setup. The economic impact will produce an annual profit of 638.427,00€ as a result of the measures implemented in this project. At this point, the roadmap was successfully applied and proved itself as a valuable instrument, which is corroborated by the positive results revealed.

Esta dissertação enquadra-se na conclusão do ciclo de estudos do Mestrado Integrado em Engenharia e Gestão Industrial, aliada à colaboração com uma empresa da industria têxtil, mais precisamente no setor de tecelagem. Neste contexto da empresa dá-se identificação de oportunidades de melhoria, com a condução de um processo de análise, seguido da proposição e implementação das soluções de melhoria, pela via do exercício da metodologia Action research durante essa jornada. Um dos objetivos fulcrais deste trabalho é o desenvolvimento de um roadmap que sirva de guia na identificação de oportunidades de melhoria e respetiva atuação em conformidade. Outro objetivo é contribuir para a sua validação pela implementação no contexto da empresa. Para atingir os objetivos propostos, começa por apresentar-se a revisão de literatura acerca dos tópicos considerados relevantes, incluindo, o TPS e a relação com o Lean, o estado atual das implementações Lean, os frameworks de implementação existentes, e os contornos do Kaizen tradicional. Partindo desta revisão, são retiradas a lições e conclusões que são usadas no desenvolvimento do roadmap. Seguidamente, o roadmap desenvolvido é apresentado, e os seus elementos são descritos. Nas secções subsequentes o mesmo é validado, sendo utilizado como guia para o projeto de melhoria realizado na empresa, especificamente na redução dos setups do processo de tecelagem. Iniciando com uma analise da situação atual, os processos são descritos, as principais variáveis output são medidas e estudadas, e as variáveis input bem como as respetivas causas raiz, são também investigadas e avaliadas. São aplicadas várias técnicas e métodos distintos, desde SMED, até matrizes de competência, teoria das filas de espera, BPMN, entre outros. Posteriormente, são geradas e implementadas as soluções de melhoria. A sua apresentação é feita segundo uma categorização das varias ideias de melhoria de acordo com diferentes fases do SMED, externalização, eliminação e streamlining. Segue-se a apresentação dos resultados tangíveis e intangíveis atingidos pelo projeto na empresa. A melhoria dos tempos de setup impactou o numero de teares parados para setup, reduzindo-os de 21,4 para 8,5. A redução total do downtime é de 55%, conseguindo uma redução de 25 horas de tempo de paragem no sistema em cada tear para Setup. O impacto económico representa um lucro anual de 638.427,00€ como resultado das medidas implementadas neste projeto. O roadmap foi aplicado com sucesso provando ser um instrumento útil, o que é corroborado pelos resultados positivos demonstrados.