ESTUDO DOS TEMPOS. Ritmo de trabalho. Factor de actividade:

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1 ESTUDO DOS TEMPOS Ritmo de trabalho Factor de actividade: relaciona o ritmo de trabalho do operador com o ritmo de trabaho normal um trabalhador normal é um trabalhador representativo e qualificado Exemplo: Mediu-se o tempo de execução de uma dada tarefa por um trabalhador com um factor de actividade de 90%: 90 segundos o tempo normal para a execução desta tarefa é de 90*0,9 81 segundos A determinação do FA pode ser específica para cada trabalhador, ou com base em métodos clássicos de julgamento. Margens e Tempos: Determinação do tempo normal: Determinação do complemento de repouso: FA tempo medido tempo normal devido a elementos ocasionais complemento de fadiga complemento p/ necessidades pessoais tempo normal tempo normal complementos especiais complemento suplementar complemento auxiliar complemento de repouso complementos totais tempo normal de execução Tempo médio, medido ou actual: tempo médio do operador analisado Tempo normal: tempo médio do operador normal (TnTm*FA) Tempo padrão: tempo global de execução, em que se adiciona ao tempo normal os imprevistos e repouso (TpTn +complementos de repouso) 10/7/005 Pág. 1

2 Cronometragem Passos básicos: 1. Seleccionar e reistar informação acerca do operador e da operação. Verificar a regulamentação dos métodos e condições de trabalho 3. Dividir a operação em elementos 4. Registar os tempos observados requeridos para cada elemento 5. Determinar o número de ciclos a medir para o nível de precisão e confiança exigidas 6. Determinar o tempo médio para cada elemento 7. Atribuir um ritmo do operador a cada elemento 8. Determinar o tempo normal 9. Determinar as margens 10. Determinar o tempo padrão Determinação da dimensão da amostra Método prático: Método da tabela: 0 a 50 em função do bom senso Tempo de ciclo nº de medições (min) 0,1 00 0, ,5 60 0, ,0 30,0 0 5, ,0 10 0,0 8 40,0 5 > 40,0 3 10/7/005 Pág.

3 Método Estatítico: N variabilidade precisão nível de confiança [ ( ) ] ( ) n.z n. t t (n 1).p. t Se p10% e Z95%: média da amotra está numa vizinhança de 10% da média da população, pelo menos em 95% dos ciclos de trabalho. N: nº de ciclos a cronometrar n: nº de ciclos cronometrados t: tempo elementar cronometrado p: precisão Z: factor do nível de confiança (68,3% : Z1) (95,5% : Z) (99,7% : Z3) Método do coeficiente de variabilidade: CV σ t medio 10/7/005 Pág. 3

4 Exemplo 1: Foram registadas 10 cronometragens (10 ciclos) a um operador com um factor de actividade de 90%. Por cada 100 peças existe a necessidade de mudar a ferramenta, que demora em média 10 min. A margem considerada para repouso e atrasos pessoais são da ordem dos 0% do tempo de produção. Leitura Tempos (min) Pretende-se determinar: a) O tempo normal b) O tempo padrão c) Determine o número de peças que pode produzir por dia (8 horas de trabalho). d) Verifique se a dimensão da amostra é adequada para que se tenha uma confiança de 95% e uma precisão de 5% no valor do tempo normal. e) Determine a precisão do valor medido com uma confiança de 95%. a) Tempo médio operador 8,3 min Tempo normal do operador T. médio * FA 7,5 min T. normal global T. normal + elem. ocasionais 7, /100 7,6 min b) Tempo padrão T.normal + margens 7,6 * 1, 9.1 min c) Nº de peças Tempo total / Tempo padrão 480/ peças/dia d) Aplicando a fórmula, em que n10 e os t são os 10 tempos medidos (7,7,8 ): N [ ( ) ] ( ) n.z n. t t (n 1).p. t [ ] (10 1).0, , As 10 leituras são insuficientes para garantir os valores de confiança e precisão requeridos. Pelo gráfico CV 1,1/8,3 0,135 13,5% ; para Conf95% 30 leituras 10/7/005 Pág. 4

5 e) p [ ( ) ] ( ) n.z n. t t (n 1). N. t [ ] (10 1) ± 0, 088 8, 8% Existe uma probabilidade de 95% do valor medido estar no intervalo de [8,3*(1-0,088) ; 8,3*(1+0,088)] [7,57 ; 9,03] Exemplo : Numa determinada tarefa com três elementos foram registadas as seguintes cronometragens (10 ciclos) em segundos e atribuídos os seguintes factores de actividade: Operador FA A empresa tem dois períodos de paragem para repouso de 15 min cada. A empresa trabalha 8 horas por dia. a) Determinar o tempo normal e o tempo padrão b) Determinar o tempo de produção de 1000 unidades c) Verificar se a dimensão das amostras é adequada a) Operador FA tempo médio (min) tempo normal (min) ,3 7, ,0 15, ,8 8,6 Σ 31,1 seg Tempo normal 31,1 seg Tempo padrão T. normal + margens 10/7/005 Pág. 5

6 Cálculo das margens: método 1: Margens do tempo total Margens tempo parado/tempo total 30/480 0,065 Tempo padrão T. normal / (1-margens) 31,1 / 0, ,17 seg método : Margens do tempo de produção Margens tempo parado/tempo produção 30 / (480-30) 0,0667 Tempo padrão T. normal * (1+margens) 31,1 * 1, ,17 seg b) Tempo para produzir 1000 unidades seg 9, horas c) Pelo método do coeficiente de variabilidade: Operador tempo médio (min) desvio padrão coeficiente de variabilidade dimensão da amostra 1 8,3 1,1 0, ,0 1,3 0, ,8 0,8 0,10 15 Só para o operador, as dez leituras garantem 95% de confiança e 5% de precisão no valor medido. Observações instantâneas Realizar observações intermitentes, instantâneas e espaçadas aleatoriamente Permite grande flexibilidade no que se pretende estudar Pode ser feito sem conhecimento dos operadores Medir tempos de trabalho e de não trabalho para determinar margens de repouso e margens para necessidades pessoais. Estimar os níveis de ocupação de máquinas e os níveis de utilização de ferramentas. Estimar a percentagem de tempo devotada a cada actividade. Medir uma operação e determinar um tempo padrão. 10/7/005 Pág. 6

7 Tempo normal: tempo normal tempo total do estudo fracção de tempo em ocupação nº de unidades produzidas FA Tempo padrão: Tempo padrão tempo normal + margens do tempo de produção ou Tempo padrão tempo normal / (1 - margens do tempo total) Dimensão da amostra: ( ) N Z f p f 1 f: proporção de tempo despendido na actividade p: precisão: Z: nível de confiança (68,3% : Z1) (95,5% : Z) (99,7% : Z3) Exemplo: Durante 4 horas foi realizado um estudo de tempos através do método das observações instantâneas numa empresa de serviços de forma a estabelecer um tempo padrão para o processamento de encomendas com uma precisão de 5% e uma confiança de 95%. Nesse intervalo de tempo foram processadas 30 encomendas. Em 850 das 1000 observações realizadas o operador estava ocupado. Foi atribuído ao operador um factor de actividade de 105%. É política da empresa atribuir 10% de margens ao tempo total. a) Determinar o tempo normal b) Determinar o tempo padrão c) Verificar a dimensão da amostra 10/7/005 Pág. 7

8 a) tempo. normal 4h 0,85 1, ,0669h 4,0min b) tempo. 4,0 padrão 1 10% 4,47min/encomenda c) N Z 1 f p f ( ) ( 1 0,85) 0,05 0,85 84 < 1000 Pelo que 1000 observações são suficientes. Na realidade a precisão do resultado obtido, para um nível de confiança de 95% é de: p Z ( 1 f ) ( 1 085, ) N f , 85 0, 06, 6% O intervalo de confiança a 95% do nível de ocupação do operador, com as medições efectuadas é de: [0,85*(1-0,06) ; 0,85*(1+0,06)] [8,8 %; 87,%] 10/7/005 Pág. 8

9 Diagrama homem/máquina Um operador carrega a máquina em minutos e descarrega em 1 minuto. Estão disponíveis muitas máquinas deste tipo e o seu run-time automático é de 4 minutos. Cada operador representa um custo de 000$ /h e a máquina representa um custo de 8500$/h. Construção do diagrama homem / máquina para um posto de trabalho constituído por um homem e duas máquinas. DIAGRAMA HOMEM / MAQUINA Trabalho : Desenho nº.: Inicio: Gráfico nº.: Método: Fim: Nome : Data Follha de t (min) HOMEM MÁQUINA 1 MÁQUINA carrega 1 carrega Pelo diagrama: 4 carrega carrega Tciclo 7 min 6 8 descarrega 1 carrega 1 run-time descarrega carrega run-time Custo posto de trabalho por hora: 10 descarrega descarrega 000+* $ 1 carrega run-time carrega Custo por ciclo: 14 descarrega 1 descarrega 19000/(60/7) 16$ 16 carrega 1 descarrega carrega run-time descarrega Custo por peça: 18 carrega carrega 16$/ 1108$ 0 descarrega 1 run-time descarrega Custo desocupação/hora: run-time (1/7)*000 86$ 10/7/005 Pág. 9

10 Modelo síncrono: fabrico do mesmo tipo de componente, portanto tempos de execução máquina e homem constantes Número de máquinas que podem ser associadas a um homem: N l+ m l+ w Tempo ciclo do operador N (l + w) Tempo de ciclo das máquinas l + m l : tempo de serviço do operador por máquina m: tempo de serviço da máquina w: tempo de deslocação entre máquinas Se estes tempos forem iguais a eficiência é de 100%. Se Tc do operador é menor, então o operador está desocupado. Se Tc das máquinas é menor, então as máquinas não estão ocupadas a 100%. Exemplo 1: Uma empresa possui várias máquinas de corte por laser, que irão executar, no período que se pretende estudar, cerca de 1000 peças iguais cujo tempo de corte é de 5 minutos. O operador gasta minutos no carregamento da chapa para corte e 1 minuto a descarregar. Por cada carregamento da máquina executa-se uma peça. O tempo de deslocamento entre os vários lasers é de 0,5 min. O custo horário dos lasers é de $ e o do operador é de 4 000$. Admitindo que apenas um operador vai realizar o trabalho, pretende-se determinar o número de lasers que devem ser usados pelo operador por forma a minimizar os custos de produção da encomenda. Resolução: Nº de máquinas por operador: (3+5) / (3+0,5),8 máquinas/operador Ou seja: para máquinas o Tc 8 min (máquinas a estrangular produção) para 3 máquinas o Tc 10,5 min (operador a estrang. produção) 10/7/005 Pág. 10

11 Situação 1: máquinas por operador Tempo de ciclo condicionado pelas máquinas l + m min Num ciclo produzem-se peças. Cadência Nº peças ciclo/tc 0,5 peças/min 15 peças/hora 10 peças/dia Custo unidade Custohorada_ mao_ de_ obra + Custohoradas_ maquinas cadencia_ horaria Custo unidade 1* $ + * $ $. Prazo de entrega, admitindo 1 turno de 8 horas por dia: 1000/10 8,3 9 dias Situação : 3 máquinas por operador Tempo de ciclo condicionado pelo operador (l + W)N (3 + 0,5)*3 10,5 min Num ciclo produzem-se 3 peças Cadência 3/Tc 0,86 peças/min 17 peças/hora 136 peças/dia Custo unidade 1* $ + 3* $ $. Prazo de entrega, admitindo 1 turno de 8 horas por dia: 1000/136 7,35 8 dias Solução: Se o prazo de 9 dias é aceitável, a situação 1 é mais vantajosa. 10/7/005 Pág. 11

12 Exemplo : Considere-se que no exemplo anterior o prazo de entrega era de 5 dias, e que estão à disposição além de vários lasers, vários operadores. Pretende-se definir os postos de trabalho por forma a cumprir o prazo e minimizar os custos de produção. Resolução: Cadência necessária: 1000/5 00 peças/dia 5 peças/hora 0,417 peças/min T.ciclo necessário:,4 min Situação 1: máquinas por operador Com 1 posto de trabalho tem- se: laser laser Tempo de ciclo 8 min; Num ciclo produzem-se peças; Cad 10 peças/dia Com postos de trabalho ( operadores c/ lasers cada um): laser laser laser laser Tempo de ciclo 8 min; Num ciclo produzem-se 4 peças; Cad 40 peças/dia Custo unidade * $ + 4 * $ $. Prazo de entrega, admitindo 1 turno de 8 horas por dia: 1000/40 4, 5 dias Esta é a melhor solução, uma vez que a situação é mais cara. 10/7/005 Pág. 1

13 Modelo aleatório: Utiliza-se quando não se sabe quando é que uma maquina precisa de ser assistida, nem quanto tempo demora esse serviço Os cálculos são feitos com base nos valores médios e nas leis da probabilidade Normalmente usa-se a expansão polinomial de (p+q) n, em que: p: é a probabilidade da máquina estar a trabalhar q: é a probabilidade de estar a ser assistida pelo operador n: número de máquinas Exemplo: Uma empresa que possui vários lasers recebe encomendas de conjuntos de peças muito diversos. Através do método das observações instantâneas determinou-se que cerca de 60% do tempo cada laser trabalha sem presença do operador e 40% do tempo é necessária a assistência (carregar e descarregar) do operador. Em média um operador com um laser consegue produzir 5 peças por hora. O custo horário dos lasers é de $ e o do operador é de 4 000$. Admitindo que apenas um operador vai realizar o trabalho, pretende-se determinar o número de lasers que devem ser usados pelo operador por forma a minimizar os custos de produção. Resolução: Nº de máquinas por operador: N(0,4+0,6/0,4),5 10/7/005 Pág. 13

14 Situação 1: máquinas por operador ( p + q ) p + pq + q 1 0,36 + 0,48 + 0,16 Nº de máquinas em assistência Probabilidade H.Maq. perdidas por dia de trabalho 0 (todas a trabalhar) 0, (1 a trabalhar) 0,48 0 (0 a trabalhar) 0,16 0,16 * 1 * 8 1,8 horas A percentagem de tempo máquina perdido é de 1,8/(*8) 8% A cadência neste caso Cad. 1 homem/1maq * Nº maq * (1-%tempo perdido) 5 * * (1-0,08) 46 peças/hora 368 peças/dia Custo unidade 1* $ + * $ 46 60$. Situação : 3 máquinas por operador ( p + q ) 3 p 3 + 3p q + 3pq + q 3 1 0,16 + 0,43 + 0,88 + 0,064 Nº de máquinas em assistência Probabilidade H.Maq. perdidas por dia de trabalho 0 (todas a trabalhar) 0, ( a trabalhar) 0,43 0 (1 a trabalhar) 0,88 0,88 * 1 * 8,304 horas 3 (0 a trabalhar) 0,064 0,064 * * 8 1,04 horas total 3,38 h A percentagem de tempo máquina perdido é de 3,38/(3*8) 13,9% A cadência neste caso 5 * 3 * (1-0,139) 64 peças/hora 51 peças/dia Custo unidade 1* $ + 3* $ $ Solução: A situação 1 é mais económica. 10/7/005 Pág. 14

15 Curvas de experiência À medida que se ganha experiência na produção de um dado componente, o tempo de fabrico diminui: T T Q T Q : tempo de execução da Q ésima peça T 1 : tempo de execução da primeira peça n: parâmetro entre 0 e 1, relativo ao tipo de curva de experiência Q 1 n Exemplo 1: Numa determinada produção o tempo de produção para a primeira peça é de 5 min. Estima-se que este tempo se reduzirá de 5%, cada vez que a produção duplique. Pretende-se calcular equação da curva de experiência Resolução: Tempo de execução (min) 4,9 4,7 4,5 4,3 4,1 3,9 3, T T1 n log(, ) n 0, 074 log TQ 5 Q 0, 074 3,5 3, Nº de peças 10/7/005 Pág. 15

16 Exemplo : A empresa ABC SA está a realizar uma encomenda de 40 aviões. Cada avião requer a montagem de componentes X. Para efeitos de orçamentação a empresa recorreu a dados históricos de outras encomendas realizadas anteriormente e estimou, para a montagem dos referidos componentes, um tempo padrão de 1 h e uma curva de experiência de 90% cujo efeito pode ser desprezado a partir do 30º componente. A produção decorreu conforme o seguinte: A primeira montagem dos componentes durou 40 h. Para os primeiros 1 conjuntos montados houve ganhos de produtividade de 10%. Estes ganhos passaram a 5% até ao 5º conjunto. A partir do 5º os ganhos de produtividade foram desprezáveis. Pretende-se determinar 1. O tempo de montagem orçamentado para os 1ºs componentes. O tempo total orçamentado 3. O tempo total de produção 4. Os ganhos/perdas de produtividade em relação ao orçamentado? Resolução 1. T30 T1 30 n log 09, n log 0, 15 1 T , T , 15 35horas. 30 T T1 Q n dq Q n n , , , h 10/7/005 Pág. 16

17 3. Tempo total tempo da 1 à 1 + tempo da 1 à 5 + tempo 5 à 40 Tempo da 1 à 1: log 09, n 0, 15 T log Q 40 Q 0, , 15 1, , 15 Q 40 Q dq 0 0, , Tempo da 1 à 5: log 095, n 0, 074 log T T* 1 1, T T1 Q, 7, 4h 7, 4 T * 1 0, T* 1 3, 9h T* Q 3, 9 Q 0, h , 9, Q 3, 9 Q dq 1 0, ,, , , ,( ) 0074,, + 1 Tempo da 5 à 40: T* 5 3, 9 5 0, 074 5, 9h 15*5,9 388,5 h Tempo total: , ,5 111,8 horas 4. Perca de produtividade (111,8-948,)/948, 18,3% 345, 3h 10/7/005 Pág. 17

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