APLICAÇÃO DE TÉCNICAS DE REDUÇÃO DE TEMPOS DE …abepro.org.br/biblioteca/enegep2013_TN_STO_177_013_23346.pdf · APLICAÇÃO DE TÉCNICAS DE REDUÇÃO DE TEMPOS DE SETUP PARA

APLICAÇÃO DE TÉCNICAS DE

REDUÇÃO DE TEMPOS DE SETUP

PARA AUMENTO DE PRODUTIVIDADE

EM UMA INDÚSTRIA METAL-

MECÂNICA

Fernanda Cortegoso de Oliveira Frascareli (UNESP )

[email protected]

Jose de Souza Rodrigues (UNESP )

[email protected]

Este artigo tem por objetivo mostrar como os conceitos gerais de

manufatura enxuta e as técnicas existentes para redução de tempos de

setup podem auxiliar no aumento da capacidade produtiva de uma

empresa. O estudo foi realizado em um empreesa metal-mecânica

situada na cidade de Bauru. Desde 1975 a empresa trabalha no limite

de sua capacidade e enfrenta dificuldades para reduzir prazos de

entrega e, por isso, tem se tornado menos competitiva. A pesquisa

relatada é um estudo de caso e a análise dos dados foi realizada

mediante análise quantitativa e qualitativa. Os dados obtidos

permitiram identificar as atividades que podem ser eliminadas ou

antecipadas (setup externo), implantação do programa 5S, assim como

padrões de execução das atividades e, com isso, reduzir os tempos de

preparação de máquina.

Palavras-chaves: Redução tempo de Setup, SMED, Produção Enxuta,

5S

XXXIII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO A Gestão dos Processos de Produção e as Parcerias Globais para o Desenvolvimento Sustentável dos Sistemas Produtivos

Salvador, BA, Brasil, 08 a 11 de outubro de 2013.



2

1.1

2 Introdução

Eiji Toyoda e Taiichi Ohno, após uma visita à Ford nos Estados Unidos em 1950,

reinventaram o processo produtivo da Toyota, denominando-o de Sistema Toyota de

Produção (STP). Este revolucionário sistema conquista o mundo na década de 70 pelos

méritos obtidos através de uma eficiente gestão (CORRÊA, 1993). O lean manufacturing ou

manufatura enxuta, filosofia presente no STP, tem como objetivo principal a eliminação de

desperdícios. Para que os objetivos desse sistema de produção sejam atingidos, diversas

técnicas foram desenvolvidas, como, por exemplo, o sistema puxado de manufatura, a

produção em pequenos lotes, a redução de estoques, a troca rápida de ferramentas e uma série

de ferramentas para a gestão da qualidade (SHINGO, 1996).

Diante do desafio de alinhar ambientes caracterizados por alta variedade de produtos e baixo

volume de produção, tornando-se imprescindível o desenvolvimento de estratégias

competitivas (SILVIA; RENTES, 2002) e, relacionadas à flexibilidade, surgiu uma das

ferramentas mais eficazes quando o assunto abordado é aumentar a capacidade de uma

empresa com um mix variado: SMED (Single Minute Exchange of Die). A redução dos

tempos de setup através desta ferramenta pode promover melhorias nos sistemas produtivos

como reduções de estoques, de retrabalho e de ociosidade das máquinas (FOGLIATTO;

FAGUNDES, 2003).

Face ao exposto, o estudo tem por objetivo colaborar com o desafio de uma indústria, através

da implantação de SMED, cuja capacidade produtiva chegou ao seu limite e não consegue

acompanhar o crescimento da empresa, elevando assim os prazos de entrega, afetando sua

competitividade e sobrevivência (SLACK, 2008). O estudo será estruturado da seguinte

forma: a seção 2 fornece o referencial teórico dos principais assuntos abordados, a seção 3

destaca os métodos de pesquisa, a seção 4 descreve os resultados alcançados e discussões, por

último, a seção 5 mostra as conclusões do estudo.

3 Referencial Teórico

3.1 História da produção enxuta

Enquanto as indústrias americanas despendiam esforços para reduzir seus custos com base em

produção em massa, as indústrias automobilísticas japonesas focavam-se em reduzir custos,



3

materiais e mão-de-obra, devido a sua realidade pós-guerra. Assim, a necessidade destas

indústrias concorrerem com as americanas quanto à variedade, preço e qualidade levaram-nas

a desenvolver um processo enxuto diferente do modelo tradicional fordista, um processo

disciplinado que focaria esforços em eliminar todas as etapas que não agregassem valor no

seu produto final.

De acordo com Ohno (1997), as exigências dos consumidores e o crescimento dos

concorrentes valorizaram nos anos 60 o desenvolvimento deste sistema de produção

diferenciado do tradicional para a indústria automobilística japonesa, STP.

O sistema de produção enxuta concentra-se em estratégias de operações, processo, tecnologia,

qualidade, capacidade, arranjo físico, cadeia de suprimentos, estoque e até planejamento de

recursos, e, juntos, caminham para a formação de processos eficientes (RITZMAN;

KRAJEWSKI, 2004).

Processos eficientes, segundo a metodologia lean, são aqueles que apresentam zero defeito,

fabricação em sintonia e em fluxo contínuo, produção sem estoque e conforme o necessário

(VOLLMANN, 2006). Além disso, visa o aumento da produtividade e melhoria da qualidade

através da eliminação de atividades que não agregam valor aos olhos do cliente final, ou seja,

desperdícios produtivos (WOMACK, 1996; ROTHER; SHOOK, 1999).

3.2 SMED – Técnicas de redução de tempo de setup

“Se custa muito preparar uma máquina para produzir uma peça, faz sentido produzir muitas

unidades desta peça”: há muito tempo os fabricantes americanos seguem essa linha de

pensamento convencional e por isso se descuidam de um propósito essencial para o

verdadeiro custo de produção: reduzir os tempos de setup, assim como os tamanhos dos lotes

(GAITHER; FRAZIER, 2004).

Conforme literatura de Conceição et al.(2006), changeover refere-se a soma do tempo de

setup (parada da linha de produção na troca de produto) e o tempo de run-up (tempo gasto

para estabilizar a produção referente às taxas de produtividade e qualidade). E para a

realização do changeover, existe uma ferramenta bastante difundida: o SMED. Segundo

Gaither e Frazier (2004), os japoneses usaram esse termo para significar que a meta deles era

fazer com que todas as preparações tomassem menos de um minuto.



4

Portanto, SMED consiste na redução do tempo de setup da máquina através de alterações no

equipamento, tais como a adição de travas ou a troca de engates normais por engates rápido, e

alterações no procedimento de setup como, por exemplo, transformar o setup interno

(máquina parada) em setup externo (máquina produzindo).

Conforme o quadro 1, cinco estágios são recomendados para o SMED (CORRÊA; CORRÊA,

2010):

Quadro 1: Estágios da implantação de SMED

Estágio Descrição

Preliminar Consiste na coleta dos tempos de todas as atividades envolvidas no

setup, não se distinguindo setup externo de interno. Para isso, propõe-se

uma análise contínua da produção com o auxílio de um cronômetro.

Complementarmente, para uma análise mais efetiva, pode ser utilizado o

método de filmar toda operação de setup.

Estágio 1 Consiste em organizar quais são as atividades realizadas com a máquina

parada (internas) e quais as exercidas quando a máquina está em

funcionamento (externas). Por isso, esta etapa é dita como passaporte

para atingir o SMED.

Estágio 2 Análise de quais setups internos podem ser transformados em externos.

Para isso, as possíveis soluções devem ser detalhadamente examinadas,

encontrando meios para esta conversão. A inovação é uma importante

forma de se esquivar de ações tradicionalistas na produção.

Estágio 3 Promover a melhoria sistemática de cada operação básica do setup

interno e externo, buscando a melhoria contínua. É neste estágio que se

alcança a cada melhoria os menores tempos de setup.

Estágio 4 Integra a parte de procedimentos e documentação, uma vez que serão

registradas em detalhes todas as atividades internas e externas, bem

como os procedimentos para sua execução. Deve-se tomar cuidado com

registros que variam com o tempo e, portanto, devem ser promovidos

métodos de atualização.



5

Fonte: Adaptado de Corrêa e Corrêa (2010)

O principal idealizador e pioneiro em estudos e aplicações de técnicas para redução de setup

foi o engenheiro industrial japonês Shigeo Shingo, famoso por suas habilidades em melhorias

de processos produtivos (WERKEMA, 2006).

A figura 1 retrata a relação de tempo por peças saídas da linha:

Figura 1: Tempo de Setup

Fonte: Culley et al. apud Bacci et al, (2005)

3.2.1 Estudo científico de tempos e métodos

O estudo de tempos e métodos tem como principal objetivo simplificar as operações,

auxiliando muito na aplicação das técnicas do SMED. É um método para obtenção dos



6

padrões de trabalho através da utilização da cronometragem sobre as atividades de indivíduos

treinados e em condições normais (CORRÊA; CORRÊA, 2010).

Taylor (2008) ainda ressalta que o ciclo de movimentos encontrado depois das cinco etapas

descritas é o novo padrão de trabalho, e substitui as diversas maneiras diferentes que

poderiam estar sendo utilizadas anteriormente.

3.2.2 Melhoria contínua

A melhoria continua é fundamental para a metodologia lean e é uma razão-chave para seu

sucesso. A gestão japonesa Toyota teve relevante poder influenciador na cultura e motivação

dos seus colaboradores, através da melhoria contínua, o kaizen, uma palavra japonesa que

significa “mudança boa”.

De acordo com Corrêa e Corrêa (2010), as ações de kaizen podem ser utilizadas de diversas

formas, e são essencialmente orientadas para equipes de trabalho, que, inteiramente focadas

em um objetivo, sugerem, analisam, propõem e implantam melhorias em processos, fluxos de

trabalho, arranjos físicos, métodos e divisões do trabalho e equipamentos e instalações.

Os eventos kaizen ocorrem geralmente de três a cinco dias com equipes formadas por pessoas

com conhecimentos relevantes focadas em otimizar um processo que, de preferência, seja a

restrição para o aumento do desempenho global do sistema produtivo da empresa (GEORGE,

2004).Um item importante é o íntimo relacionamento entre melhoria contínua e 5S, onde o

primeiro toma o segundo como alicerce.

3.2.3 Gestão visual do processo

A gestão visual dos processos é uma ferramenta importante para evidenciar problemas e

auxiliar a tomada de decisões. Uma ferramenta básica para a implantação de diversas outras

ferramentas do STP é o 5S, que consiste em 5 passos necessários para organizar e padronizar

o local de trabalho (LIKER, 2005):

1. Seiri (Classificar): Classificar os itens de uma operação, descartar o que for

desnecessário, manter apenas o que realmente é usado naquele local;



7

2. Seiton (Organizar): Um lugar definido e único para cada item classificado como

necessário;

3. Seiso (Limpar): Criar uma rotina de limpeza e inspeção que auxilia a expor

condições anormais e falhas que, potencialmente, acarretarão em baixa qualidade e

quebras de equipamentos;

4. Seiketsu (Padronizar): Elaborar regras e procedimentos (se possíveis visuais) para

manter e controlar os três primeiros “S”;

5. Shitsuke (Disciplinar): Criar um senso de autodisciplina para manter um ambiente

de trabalho estável e favorável à melhoria contínua.

Além disso, a ferramenta 5S serve como gerenciamento para observação de falhas freqüentes,

ou ainda problemas de manutenção ou falta de matéria-prima na fábrica. É uma forma de

enxergar onde os olhos dos gerenciadores não alcançam.

4 Método de pesquisa

A análise dos dados foi mediante análise quantitativa e qualitativa. Os tempos de operação, as

quantidades de retrabalho bem como os seus tempos, o número de ferramentas, metas serão

feitas com operações matemáticas e estatísticas. As análises qualitativas serão feitas por meio

de interpretação dos dados e de como eles explicam fenômenos observados na área de

interesse. Quanto à coleta de dados, fez uso de formulários específicos, observação em loco,

consulta a manuais e documentos organizacionais.

Portanto, de acordo com Gil (1999) e Yin (2001), o estudo é considerado aplicado quanto à

natureza e finalidade, exploratória e descritiva quantos aos objetivos, uma vez que faz um

levantamento preliminar da potencialidade da ferramenta SMED e sua aplicação ao ambiente

produtivo de uma empresa particular, experimental quanto aos procedimentos e será realizada

numa empresa metal-mecânica da cidade de Bauru.

4.1 A empresa

Instalada na cidade de Bauru, interior de São Paulo, desde 1975, a empresa é subsidiária de

uma empresa japonesa e uma das líderes mundiais no fornecimento de bombas e

equipamentos relacionados a sistemas de movimentação de fluidos.



8

A empresa em questão foi a primeira unidade industrial criada fora do Japão tendo a maior

linha de produtos no ramo.

Construídos a partir da tecnologia japonesa, os produtos são reconhecidos como

equipamentos da mais alta qualidade e confiabilidade e trabalham na constante modernização

de seus produtos para adequação às exigências do mercado nacional e internacional.

Através da excelência de seus serviços, alcançou posição de destaque no mercado nacional.

Entretanto, sua capacidade produtiva chegou ao limite e não está conseguindo acompanhar o

crescimento da empresa, impulsionado pela implantação das novas linhas de produtos e

aumento da participação no mercado, elevando assim seus prazos de entrega. Com a atual

situação da empresa, tornou-se viável o estudo e a implantação da ferramenta SMED,

auxiliado pelo estudo científico de tempo e métodos, programa 5S e gestões visuais.

5 Resultados e discussões

A implantação do novo sistema exigiu um tempo de dois meses de planejamento, envolvendo

atividades como filmagem da usinagem de uma determinada peça escolhida conforme sua

freqüência e dificuldade, tabulação de tempos e métodos, levantamento de ferramentas a

serem compradas/fabricadas e a compra/fabricação delas, elaboração e produção de armários,

estudo por família de peças para elaboração das metas, levantamento de melhorias, entre

outras atividades menos relevantes. A execução deste planejamento ocorreu num prazo de 5

dias, semana denominada como Evento Kaizen.

A máquina em questão, denominada X, é considerada o gargalo da produção. Apenas um

operador estava capacitado a operá-la, seus tempos de setups eram extremamente elevados e

suas preparações muito técnicas.

Na realização do Evento Kaizen todas as atividades planejadas foram colocadas em prática.

Entre elas destaca-se:

a) Apresentação dos objetivos à planta;

b) Treinamentos;

c) Descarte dos materiais desnecessários;

d) Limpeza do local,



9

e) Organização e identificação dos armários e ferramentas;

f) Fornecimento de novas ferramentas;

g) Confecção de um quadro sombra;

h) Reforma e pinturas;

i) Demarcação da área de entrada da máquina (pallets de entrada, saída e próximo

setup);

j) Elaboração de um check list de setup externo;

k) Disponibilização de dispositivos/calços para facilitar e reduzir de tempo de

execução de presetting, ilustrados na figura 2;

Figura 2: Instrumentos

Fonte: Autor

l) Usinagem de uma cantoneira para que a próxima peça possa ser preparada

enquanto usina a anterior (transformação de setup interno em externo),

conforme a figura 3;

Figura 3: Cantoneira para preparação da próxima peça



10

Fonte: Autor

m) Realocação e treinamento de um funcionário para a função de abastecedor da

máquina;

n) Filmagem do novo padrão de setup;

o) Implantação das melhorias.

Os resultados foram satisfatórios e aumentaram a capacidade produtiva da máquina em média

de 76%. O tempo de setup, antes do Evento Kaizen para a peça em questão, era de 137

minutos. Com as novas condições oferecidas, a meta esperada era de 62 minutos, entretanto o

operador alcançou 32 minutos. Junto com o novo método proposto, gestões visuais foram

inseridas no novo contexto para que a sustentabilidade do sistema fosse realizada e

gerenciada.

Levando em consideração que esta não é a única peça que passa pela máquina e

acompanhando o histórico fornecido pela organização, calculou-se o tempo médio de setup

anterior à implantação do SMED: 129 minutos. Porém, com o resultado obtido durante a

filmagem do novo padrão de setup, calcula-se um setup médio de 29 minutos.

Essa redução, tendo uma média de realização de 20 setups/mês na máquinaX, proporcionam

um ganho de 3,8 turnos/mês, ou seja, 45 turnos/ano (22 dias úteis no mês com 2 turnos/dia de

8 horas).

Os resultados proporcionados pelo programa 5S são apresentados nas figuras 4, 5, 6, 7, 8, 9,

10 comparando o antes e o depois.

Figura 4: Bancada do operador – ANTES e DEPOIS



11

Fonte: Autor

Figura 5: Mesa de ferramentas (Quadro sombra) – ANTES e DEPOIS

Fonte: Autor

A próxima figura 6 ilustra locais específicos para cada palete (entra e saída), e a determinação

de um terceiro espaço destinado ao palete de materiais que será usado em um próximo setup.

Figura 6: Local para paletes – ANTES e DEPOIS

Fonte: Autor



12

Figura 7: Corredor – ANTES e DEPOIS

Fonte: Autor

Figura 8: Bancada de dispositivos – ANTES e DEPOIS

Fonte: Autor



13

Figura 9: Área atrás da máquina – ANTES e DEPOIS

Fonte: Autor

Figura 10: Bancada de castanha – ANTES e DEPOIS

Fonte: Autor

O desafio principal não foi à implantação do sistema, mas sim sua manutenção. Algumas

atitudes foram tomadas com o objetivo de caminhar rumo à melhoria contínua.

Auditorias semanais serão realizadas tendo como pontos abordados atividades de

responsabilidade do abastecedor, preenchimento correto do quadro de gestão à vista e

atividades de responsabilidade do operador. As notas atribuídas representam: não atende aos

requisitos do programa, atende parcialmente o proposto pelo programa e atende

perfeitamente. A cada duas auditorias consecutivas com nota inferior a 80% é aberta uma

RAC (Relatório de Ações Corretivas) para que um plano de ação seja elaborado com o intuito



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de atender ao programa 5S e SMED. Os resultados são disponibilizados toda semana e

comparados com outras máquinas e datas anteriores.

Outro requisito importante para a sustentabilidade é o preenchimento dos gráficos e tabelas do

quadro de gestão à vista, conforme figura 11.

Figura 11: Gestão Visual

Fonte: Autor

Este quadro recebe o nome de Quadro de Programação e Acompanhamento de Setup e

contempla os seguintes itens:

a) Cronômetro para medição do tempo de setup;

b) Tabela de programação conforme enviado pelo PCP para conhecimento das peças que

passarão pela máquina durante o dia;

c) Folha de acompanhamento de setup;

d) Catálogo de peças com código, número do desenho, nome, tempo de ciclo e meta;

e) Apontamento de problemas de setup, o qual só é preenchido quando o tempo de setup

ultrapassa a meta prevista;

f) Elaboração da metas;



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g) Gráfico de acompanhamento de setup, que aborda os tempos de setup e metas que

deveriam ser alcançadas semana a semana e quais problemas, numa gama de 4

semanas, estão sendo enfrentados (gráficos de colunas do Gráfico 1);

h) Gráfico de acompanhamento de pontuação de sustentabilidade e melhorias do

Programa abrange as notas de auditoria, conforme exposta pelo gráfico 1.

Gráfico 1: Acompanhamento de setup

Fonte: Autor

Mesmo com este acompanhamento semanal, há um gráfico de gerenciamento para verificar se

o TPT (“Toda Peça Todo dia” – freqüência que um tipo de peça volta a ser processada)

esperado e proposto não está acima do previsto e calculado, uma vez que, caso isso ocorra,

futuros trabalhos de nivelamento e balanceamento da produção na montagem podem ser



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negativamente influenciados. Ou seja, a média de tempo gasto em setup no mês deve estar

abaixo da média prevista, no caso 60 minutos, para que o TPT esteja conforme o projetado,

ilustrado no gráfico 2.

Gráfico 2: Acompanhamento gerencial mensal de setup

Fonte: Autor

Os resultados alcançados com o estudo de caso levam a uma reflexão a respeito da influência

do setup na capacidade produtiva, assim como a correlação das características do sistema

produtivo e sua flexibilidade quanto ao setup.

6 Conclusões

A metodologia utilizada concentra-se em estágios conceituais de fácil compreensão e rápida

aplicação.



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Os investimentos requeridos pelo programa de implantação do SMED foram significantes e

envolveram a aquisição de ferramentas, investimentos em melhorias/mudanças propostas à

máquina. Para justificar o alto valor investido, foi realizado um cálculo de RSI (Retorno

Sobre Investimento) através da metodologia de cálculo de pay back e o resultado foi de 5,1

meses, trabalhando nas mesmas condições de quando calculou-se turnos ganhos no mês.

Além de receber um retorno em curto prazo, outras vantagens competitivas foram alcançadas

diante do novo cenário.

Atualmente, a linha de montagem não precisa mais parar pela espera de peças que eram

usinadas pela máquina X e também não apresentam mais em área um acúmulo de peças

desnecessárias. Isso porque, diminuindo significativamente o tempo de preparação da

máquina, tornou-se viável a diminuição dos lotes e o aumento do mix que passa por ela no

mês.

Assim, a demanda está sendo atendida com mais facilidade, uma vez que ela é caracterizada

por produtos diversos e prazos de entregas curtos, dentro da realidade de produção do

produto.

Outra vantagem é a diminuição de riscos de acidente em área. Antes do Evento Kaizen, não

era cobrado nenhum dos requisitos do programa 5S e muita matéria-prima era deixada

espalhada pelo setor, ferramentas não apresentavam lugares corretos, não havia cultura de

organização e limpeza. Com o desenvolver das auditorias, torna-se notória a evolução e

aceitação da nova cultura proposta. Além disso, o desempenho e recuperação do sistema

produtivo após a ocorrência do setup podem oscilar muito e para manter estes tempos ao

longo de um período significativo faz-se necessário rigor e controle. Portanto, a fixação de um

método e a realização de auditorias é uma solução para a manutenção necessária.

Finalmente, pode-se concluir que o SMED, dentro do contexto da manufatura enxuta, serve

como base fundamental para alcançar as vantagens competitivas propostas e também alicerça

as teorias pregadas pela metodologia, uma vez que permite tornar seus preceitos viáveis e

alavancadores para a organização.

Uma proposta à pesquisas futuras é a realização de competições entre as máquinas de uma

determinada organização, levando em conta para a pontuação os resultados das auditorias

versus a evolução da redução dos tempos de setup e motivando os operadores a manter os

progressos alcançados e a buscar novas fontes de melhoria no processo. Outra proposta futura



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é disseminar a ferramenta SMED a uma quantidade maior de máquinas em uma determinada

fábrica, atuando primeiramente de forma sistêmica maquinários que usinem peças de alta

demanda ou equipamentos gargalos, tendo sempre em mente que assim que um gargalo for

eliminado, um novo surgirá (GOLDRATT, 2002).

Referências Bibliográficas

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19

YIN, R. K. Estudo de Caso: Planejamento e Métodos. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2001.



20

ANEXOS

ANEXO A – Padrão de tempo de setup

Atividade ObservaçãoTempo de Duração

Setup externo

Tempo de Duração

Setup interno

Tirar cantoneira 00:06:00

Colocar cantoneira 00:06:00

Selecionar programa 00:01:00

Conferir ferramentas 00:04:00

Retirada de ferramenta (tempo por ferramenta) 00:00:30

Colocação de ferramenta (tempo por ferramenta) 00:00:30

Troca de pastilha Qtde fixa de 1un 00:01:00

Ajustes e preset por ferramenta Qtde fixa de 3un (média) 00:01:30

Fresar blocos para 2ª operação 3 blocos 00:05:30

Zerar dispositivo na cantoneiraSomente para peças que

possuem dispositivo00:03:30

Traçar altura 00:01:30

Preparar placa e dispositivo na mesa Não utiliza cantoneira 00:09:00

Limpeza e retirada da peça 00:02:30

Inspeção dos Furos e Profundidade-Ajuste

Programa00:05:00 00:00:00

Inspeção do Diâmetro Interno 00:01:00

Padrão de tempos de Setup - Cutmax



21

ANEXO B – Elaboração de check list do setup externo



22

ANEXO C – Acompanhamento de setup



23

ANEXO D – Rastreamento móvel de problemas de setup



24

ANEXO E – Apontamento de problemas de setup



25

ANEXO F – Check list de sustentabilidade



26

ANEXO G – Resultados das auditorias

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