UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS JOZIANE DA ROSA FERNANDES

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1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS JOZIANE DA ROSA FERNANDES ESTUDO DA IMPLANTAÇÃO DE UM LAYOUT CELULAR JOINVILLE SC BRASIL 2007

2 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLOGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS JOZIANE DA ROSA FERNANDES ESTUDO DA IMPLANTAÇÃO DE UM LAYOUT CELULAR Trabalho apresentado a Universidade do Estado de Santa Catarina como requisito para a obtenção do grau de Engenheira, do Curso de Graduação em Engenharia: Habilitação em Produção e Sistemas. Orientador: Lírio Nesi Filho JOINVILLE - SC - BRASIL 2007

3 JOZIANE DA ROSA FERNANDES ESTUDO DA IMPLANTAÇÃO DE UM LAYOUT CELULAR Trabalho aprovado como requisito parcial para a obtenção do grau de Engenheira, no Curso de Graduação em Engenharia: Habilitação em Produção e Sistemas, da Universidade do Estado de Santa Catarina. Banca Examinadora Lírio Nesi Filho Orientador Adalberto José Tavares Vieira Ascânio Pruner Joinville, 04 de Junho de 2007

4 Não apenas este trabalho, mas a todas as minhas conquistas pessoais e profissionais são dedicadas a Deus e a que tudo ele representa, aos meus pais, minha irmã e namorado.

5 Se eu ouço, eu não me lembro... Se eu ouço e vejo, talvez me lembre... Se eu ouço, vejo e faço... eu nunca mais esqueço. Autor desconhecido

6 JOZIANE DA ROSA FERNANDES ESTUDO DA IMPLANTAÇÃO DE UM LAYOUT CELULAR O aumento da competitividade entre as empresas devido a grande oferta de produtos e o aumento da exigência por parte dos consumidores estreita cada vez mais as margens de lucro das empresas, devendo-se ter um exercício contínuo de redução dos custos e melhorias em todas as etapas da cadeia produtiva. Esta pesquisa tem o objetivo de apresentar através de um estudo de caso os ganhos obtidos e os desperdícios eliminados com a substituição de um Layout em Linhas por um Layout Celular na área de acabamento em uma empresa metalmecânica. O presente trabalho apresenta uma revisão bibliográfica contendo um estudo dos métodos de trabalho, o estudo de tempos padrões e também os tipos de layouts mais utilizados pelas organizações. Os resultados obtidos revelam conclusões que poderão ser utilizados nos mais diversos ramos industriais. A pesquisa comprova a necessidade destes estudos no intuito de auxiliar a empresa a guiar seus esforços sobre pontos que deverão ser melhorados, havendo conseqüentemente a redução dos desperdícios e o aumento da lucratividade com os ganhos obtidos. Palavras-Chave: Método, Tempo, Layout.

7 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS... 9 LISTA DE TABELAS INTRODUÇÃO CAPÍTULO PRIMEIRO ESTUDO DOS MÉTODOS ANÁLISE DO MÉTODO DE TRABALHO ANÁLISE DO PROCESSO Diagrama de Causa e Efeito Fluxo do Processo O Diagrama Homem-Máquina ESTUDO DOS MOVIMENTOS Princípios da Economia dos Movimentos Área de Trabalho Postura e movimento Ambiente de Trabalho Análise dos Micromovimentos...29 CAPITULO SEGUNDO ESTUDO DOS TEMPOS FINALIDADES DO ESTUDO DOS TEMPOS METODOLOGIA E EQUIPAMENTOS PARA O ESTUDO DOS TEMPOS DETALHES DO ESTUDO DE TEMPOS ETAPAS PARA A DETERMINAÇÃO DOS TEMPOS PADRÕES DAS OPERAÇÕES Divisão da operação em elementos Determinação do número de ciclos a serem cronometrados Determinação do Tempo Padrão Tipos de Tempos Relação entre os Tempos TEMPOS HISTÓRICOS TEMPOS PRÉ-DETERMINADOS OU SINTÉTICOS AMOSTRAGEM DO TRABALHO...41 CAPÍTULO TERCEIRO LAYOUT LAYOUTS NA MANUFATURA ENXUTA VANTAGENS E LIMITAÇÕES DOS DIFERENTES TIPOS DE LAYOUTS...47

8 8 CAPÍTULO QUARTO METODOLOGIA CIENTÍFICA CAPÍTULO QUINTO ESTUDO DE CASO APRESENTAÇÃO DA EMPRESA ANÁLISE DO LAYOUT EM LINHAS Curva ABC de Faturamento Levantamento dos Tempos Método de Trabalho Mão-de-Obra O Lado Ergonômico IMPLANTAÇÃO DO LAYOUT CELULAR Mudança no Layout Levantamento dos Tempos Método de Trabalho Mão-de-Obra O Lado Ergonômico LAYOUT EM LINHAS VERSUS LAYOUT CELULAR...62 CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 67

9 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Representação do Diagrama Causa e Efeito Figura 2: Exemplo de um Fluxograma Figura 3: Símbolos do Fluxograma do Processo Figura 4: Espaços de trabalho recomendados para algumas posturas típicas (cm) 26 Figura 5: Aumento de tensão nas costas Figura 6: Exemplo de layout posicional Figura 7: Exemplo de layout por processo Figura 8: Exemplo de layout em célula Figura 9: Exemplo de layout de produto Figura 10: Layout em linha Figura 11: Fluxograma de Processo - Layout em linhas Figura 12: Representação do balanceamento da linha Figura 13: Layout celular Figura 14: Fluxograma de processo Layout celular Figura 15: Representação do balanceamento da célula... 61

10 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Diagrama Homem - Máquina Tabela 2: Valores Típicos para Tolerância (em porcentagem) Tabela 3: Vantagens e limitações dos tipos de layouts Tabela 4: Tempos de ciclo em segundos Tabela 5: Fluxograma de Processo Tabela 6: Ganhos em Produtividade... 63

11 INTRODUÇÃO As indústrias de manufatura encontram-se em uma constante busca por tornar os seus processos de produção mais eficientes devido, principalmente, à crescente competitividade imposta pelas transformações que estão afetando diretamente a economia mundial. Tais empresas vêm sofrendo crescentes mudanças no seu setor produtivo no que se refere a modernização de seus processos de produção, melhorias de qualidade de seus produtos e racionalização das suas atividades. Assim, o processo produtivo, que consiste na conversão da matéria-prima em um produto acabado, é um dos muitos fatores que podem gerar desperdícios e que irão influenciar diretamente no preço final do produto. Uma vez que o ambiente do mercado vem se tornando cada vez mais competitivo, é necessário que a empresa busque obter recursos que a diferenciem de seus concorrentes e a coloquem em uma posição privilegiada no mercado. A permanente busca pela eficiência vem sendo uma das bases para o aumento da produtividade e a garantia da sobrevivência das empresas no mercado. Esta pesquisa apresenta os resultados obtidos com a implantação de um layout celular em substituição de um layout em linhas na área de acabamento em uma empresa do setor metal-mecânico. A redução de custos através da eliminação dos desperdícios com a obtenção dos ganhos e a utilização do novo arranjo físico justifica a necessidade desta pesquisa. O objetivo geral deste trabalho é realizar uma análise conceitual do estudo dos métodos de trabalho, do estudo dos tempos padrões e também, os tipos de layouts existentes, apontando assim a sua influência em uma implantação de um layout celular. Os objetivos específicos são os seguintes: Identificar as oportunidades de melhorias; Eliminar os desperdícios; Aumentar a flexibilidade no processo; Efetuar o balanceamento da linha;

12 12 Reduzir os tempos de processo; Padronizar o trabalho; Melhorar a ergonomia nos postos de trabalho. Nesta pesquisa foi feito primeiramente um levantamento bibliográfico com temas que influenciam diretamente no estudo de caso tais como os tempos, os métodos de trabalho, arranjo físico utilizado, entre outros. Optou-se por desenvolver um estudo de caso, através da coleta de dados, observação e entrevistas com os colaboradores, para se ter um aprofundamento na pesquisa dos processos e operações existentes. Este trabalho está estruturado em 5 capítulos. No primeiro capítulo encontra-se a revisão bibliográfica referente aos estudos dos métodos de trabalho. São apresentados a sua análise, a análise de processos e o estudo dos movimentos, que por sua vez engloba aspectos como economia dos movimentos, áreas e ambientes adequados de trabalho e economia dos micromovimentos. No capítulo 2 a revisão está centrada no estudo dos tempos, onde são abordados fatores tais como a sua finalidade, os métodos existentes de aferição de tempo padrão e também as tolerâncias consideradas no mesmo. No capítulo 3 são apresentados os tipos de layouts existentes nas organizações em geral, será mostrado a definição dos quatro tipos principais, layout posicional ou fixo, layout por processo, layout por produto e layout celular e também as suas vantagens e limitações. O quarto capítulo refere-se a metodologia utilizada neste trabalho e indicam o método utilizado para o levantamento dos dados. No quinto capítulo encontra-se o estudo de caso com um detalhamento da situação com o layout em linhas e as fases de implantação do layout celular. Por último apresentam-se as considerações finais e as referências bibliográficas utilizadas nesta pesquisa.

13 13 CAPÍTULO PRIMEIRO 1 ESTUDO DOS MÉTODOS Neste capítulo será apresentado o estudo dos métodos de trabalho, envolvendo a aplicação de procedimentos ligados a integração efetiva do homem num processo produtivo, analisando-se também os aspectos ergonômicos do trabalho e a padronização das tarefas em busca de melhorias no processo. 1.1 ANÁLISE DO MÉTODO DE TRABALHO A adoção de um critério sistemático de análise para facilitar a solução dos problemas não é uma invenção dos dias atuais. Segundo Toledo Júnior (1983), tal necessidade foi apontada a mais de um século pelo filósofo francês René Descartes, que elaborou quatro normas que ainda hoje servem de base a qualquer método científico de investigação: a) Dúvida sistemática: não aceitar nada como verdadeiro enquanto não for reconhecido como tal pela nossa razão; b) Análise: dividir qualquer problema em elementos o mais simples possível, para melhor resolve-lo; c) Síntese: ordenar os pensamentos, começando pelo elemento mais fácil de entender e subindo até o mais complexo; d) Enumeração: fazer sempre uma enumeração completa de todos os elementos do problema, evitando assim qualquer omissão. Quanto mais estudamos o trabalho de grandes lideres, mais se evidencia o fato de que eles foram, também, mestres do método (MAYNARD, 1970).

14 14 A análise do método de trabalho geralmente realizada por um especialista, também conhecido como cronoanalista, tem por objetivo principal planejar em detalhes o método particular de trabalho para cada uma das atividades que requeiram a participação humana. A especificação do procedimento de trabalho de cada operador, a disposição (ou arranjo) do material e ferramentas nos postos de trabalho, bem como os tipos de equipamentos utilizados pelos operadores são, segundo Krick (1971), algumas das responsabilidades destes especialistas ao que se relaciona aos métodos de trabalho. 1.2 ANÁLISE DO PROCESSO O diagrama de um processo, geralmente, tem inicio com a entrada da matéria-prima na fábrica e se transforma através de processos tais como transportes, inspeções, usinagens, montagens, até que se torne um produto acabado ou parte de um subconjunto. Segundo Barnes (1977), o estudo deste diagrama fornece a representação gráfica detalhada de cada passo do processo, havendo assim o surgimento das oportunidades de melhorias. É comum concluir-se que certas operações podem ser inteiramente eliminadas, ou então, que parte da operação seja eliminada ou combinada a fim de se encontrar um melhor caminho a ser seguido. A utilização de máquinas mais econômicas pode ser empregada, espera entre operações eliminadas, e outros melhoramentos poderão ser feitos, gerando uma contribuição para a produção de um produto melhor a um custo mais baixo. Para Moreira (2004), uma análise criteriosa do método de trabalho poderá aumentar em muito a produtividade, podendo-se chegar a ganhos de até 15%, sem que seja introduzido nenhum equipamento, sendo feita apenas uma análise racional do processo. Vale lembrar que este número é evidentemente sujeito a debates, mas a experiência mostra que sempre ocorre o aumento da produtividade, acompanhado da redução de custos, principalmente se a empresa nunca ou raramente utilizou-se uma análise de métodos. Moreira (2004) ressalta que se deve trabalhar inicialmente com uma visão mais abrangente do trabalho, com a análise de várias operações e, em seguida, estudar os detalhes

15 15 específicos, tais como as ferramentas e utensílios do local de trabalho, bem como a análise do movimento dos operadores. Segundo Shingo apud Martins e Laugeni (2005), as melhorias dos processos se compõem de passos que devem ser seguidos ao se desenvolver uma análise de métodos. A seqüência é a seguinte: Estágio 1: Identificação clara do problema. Deve-se ter em mente que sempre existe uma melhoria que poderá ser feita. Para a área industrial deve-se: - observar as máquinas e tentar descobrir os problemas; - reduzir os defeitos a zero, mesmo que seja aparentemente impossível; - analisar as operações comuns a produtos diferentes e procurar diminuir os custos; - procurar os problemas. Moreira (2004) afirma que neste estágio deve-se identificar a operação a ser estudada. Isto implica em conhecer o local de trabalho, obter informações sobre os equipamentos e ferramentas utilizadas, descrever as etapas em que o trabalho se divide, identificar os materiais a serem utilizados, entre outros. Estágio 2: Aplicar o modelo 5W1H, que significa fazer as seis perguntas chaves para ser feita uma boa análise do método de trabalho, são as seguintes: a) What? (o quê?) produto que será produzido; b) When? (quando?) quando deverá ser feito; c) Who? (quem?) quem deverá fazê-lo; d) Where? (onde?) onde deverá ser feito; e) Why? (porquê) o motivo deste trabalho ser executado; f) How? (como?) método que deverá ser utilizado, seqüência das operações. Em muitas bibliografias já existe o 5w2h, onde foi simplesmente incluído mais um H, que significa how much, que significa o custo de alteração no método de trabalho ou uma nova melhoria implantada.

16 16 Estágio 3: Planejamento das melhorias. Para que as melhorias sejam atingidas deve-se haver um envolvimento no problema, entendendo-o claramente. A geração de idéias serve para que os mesmos sejam resolvidos com maior facilidade. Uma dos métodos mais eficazes para a geração de idéias é o brainstorming. Em relação a esta função Araújo (2001) descreve que: Brainstorming constitui do recurso utilizado por um grupo de pessoas para rapidamente gerar, esclarecer e avaliar uma lista de idéias, problemas e pontos para discussão. Neste método o que importa inicialmente é a quantidade de idéias apresentadas e não a qualidade destas idéias. Além do brainstorming o autor destaca a utilização das 12 perguntas investigadoras que são identificadas a seguir: 1. Pode ser eliminado? 2. Pode ser feito inversamente? 3. Isso é normal (ocorre freqüentemente) ou excepcional (ocorre aleatoriamente)? 4. No processo, o que é sempre fixo e o que é variável? 5. É possível aumento e redução nas variáveis do processo? 6. A escala do projeto modifica as variáveis? 7. Podem-se combinar duas ou mais operações em uma só? 8. Há backup de dispositivos, ferramentas e meios de armazenamento do material? 9. As operações podem ser realizadas em paralelo? 10. Pode-se mudar a seqüência das operações? 11. Há diferenças ou características comuns a peças e operações? 12. Há movimentos ou deslocamentos em vazio? Ainda no estágio 3, a discussão com os operários e os supervisores no chão de fábrica poderá lançar muita luz para particularidades importantes para o analista. Moreira (2004) constata que esta fase não se completa, no sentido de que o diálogo deverá persistir até o término do projeto. O referido autor também diz que se deve fazer a documentação da operação, com o auxílio de fluxogramas. Se o método já existir, um fluxograma atual mostrará o método que é utilizado atualmente, onde será objeto de estudos em busca de

17 17 melhorias. Estas melhorias poderão refletir tanto na qualidade do produto final, como na sua produtividade. Caso o método ainda não exista, a documentação é necessária, pois poderá ser feita a partir de informações já existentes. Para este fim o Gráfico Causa e Efeito também poderá ajudar e muito na identificação dos problemas durante a análise do método. Estágio 4 : Implantação das melhorias. Esta fase é de adaptação das mudanças, pois as mesmas tendem a causar problemas. Deve-se avaliar se as pessoas estão executando o trabalho conforme o planejado e colocar em prática ações para que a implantação da melhoria dê o resultado esperado Diagrama de Causa e Efeito Segundo Campos (1992) a ferramenta Causa e Efeito foi criada e desenvolvida por Kaoru Ishikawa em 1943, este diagrama é conhecido também como diagrama Espinha de Peixe, 4M, 5M e 6M. A sua representação encontra-se na figura 1. Trata-se de uma técnica simples e eficaz na enumeração das possíveis causas de um determinado problema. O autor descreve que as causas são agrupadas em famílias para facilitar sua análise, sendo relacionada com o efeito causado de forma visual e clara. Figura 1: Representação do Diagrama Causa e Efeito Fonte: CAMPOS (1992)

18 Fluxo do Processo O fluxograma serve para identificar a seqüência de atividades bem definidas das fases do processo produtivo. Oliveira (2005) discorre sobre esta ferramenta que, Fluxograma é a representação gráfica que apresenta a seqüência de um trabalho de forma analítica, caracterizando as operações, os responsáveis e/ou unidades organizacionais envolvidas no processo. O autor afirma que o fluxograma tem como objetivos principais: - a padronização da representação dos métodos e os procedimentos de trabalhos; - maior rapidez na descrição dos métodos de trabalho; - facilidade na localização e a identificação dos aspectos mais importantes; - maior flexibilidade; - melhor grau de análise. Segundo Barnes (1977), em 1921 o casal Gilbreth criou um conjunto de 40 símbolos utilizados na preparação do fluxo do processo. Estes símbolos registram um processo industrial identificando cada atividade a ser executada. Alguns anos depois, em 1947, o referido autor afirma que a American Society of Mechanical Engineers (ASME) introduziu como padrão apenas cinco símbolos, que por sua vez foram adaptadas por Martins e Laugeni (2005) e Moreira (2004) da seguinte maneira: Operação: qualquer transformação realizada sobre o material. Por exemplo, furar, polir, aquecer, cortar, entre outros. Segundo Barnes (1977), a operação é a fase mais importante no processo e, geralmente, é realizada em uma máquina ou estação de trabalho. Transporte: toda vez que se desloca um objeto de um local para o outro, ocorre um transporte. Por outro lado, deslocamentos intrínsecos a uma operação, ou que ocorrem no próprio local de trabalho, não são considerados como transporte no fluxograma do material.

19 19 Inspeção: inspeção consiste em examinar um objeto tanto para identificação, como para contagem e verificação da sua qualidade, tem-se como exemplos a inspeção, a medição, a pesagem, à verificação de defeitos, entre outros. Demora: uma demora ocorre quando o material pára dentro do processo produtivo, seja porque esta aguardando um transporte para a operação seguinte, seja por outras razões. Vale lembrar que em algumas literaturas mais antigas este símbolo é também conhecido como Espera. Armazenamento ou estocagem: um armazenamento ocorre quando o material é colocado em um local previamente definido para a estocagem dos materiais. O material permanece parado até que seja retirado. Em algumas situações, pode se tornar difícil distinguir entre uma demora e um armazenamento,... a diferença que ocorre entre o armazenamento e a demora deve-se ao fato de a demora não ser prevista dentro do processo produtivo, enquanto o armazenamento é previsto e está sujeito a controles de entrada e de saída de material (MARTINS E LAUGENI, 2005). Moreira (2004) afirma que na maior parte dos casos, este fato não acarreta grandes dificuldades posteriores, já que o analista estará provavelmente interessado na redução de ambas. De acordo com Barnes (1977), dois símbolos podem ser combinados quando as atividades são executadas no mesmo local ou, então simultaneamente como uma atividade única. Ele toma como exemplo um círculo dentro de um quadrado, representando uma combinação de operação e inspeção. Exemplo: A figura 2 apresenta um exemplo de um fluxograma, enquanto que a figura 3 mostra os eventos e os seus símbolos na construção de um fluxograma do processo.

20 20 Figura 2: Exemplo de um Fluxograma Fonte: MOREIRA (2004)

21 21 Figura 3: Símbolos do Fluxograma do Processo Fonte: BARNES (1977)

22 O Diagrama Homem-Máquina Segundo Moreira (2004), O diagrama homem-máquina é uma representação gráfica que envolve um ou mais operadores, trabalhando em uma ou mais máquinas. No momento em que uma operação esta sendo executada, o diagrama mostra tanto as atividades isoladas do homem e da máquina como as atividades combinadas ou as esperas de um ou outro. Então assim determina-se qual a proporção de tempo (em relação ao total da operação) em que o homem e a máquina encontram-se trabalhando ou esperando. A partir deste ponto, é possível propor melhorias que aumentem o tempo útil de trabalho, e consequentemente a produtividade associada à operação. Martins e Laugeni (2005) descreve cada tipo de atividade da seguinte forma: Atividade independente: a atividade que o operador executa sem necessidade da máquina ou de outro operador. Por exemplo, quando a máquina processa um produto, o operador esta arrumando as peças prontas em um carrinho. Analogamente para a máquina. Atividade combinada: a atividade desenvolvida necessita do operador e da máquina para ser realizada. Por exemplo, quando uma máquina é carregada com os materiais necessários, considera-se uma atividade combinada para o operador e a máquina. Espera: o operador encontra-se parado aguardando o término do processo, ou a máquina está parada aguardando o operador. A tabela 1 ilustra o funcionamento do diagrama homem-máquina em um caso muito simples de aplicação.

23 23 Tabela 1: Diagrama Homem - Máquina Fonte: MOREIRA (2004) 1.3 ESTUDO DOS MOVIMENTOS Segundo Barnes (1977), o estudo dos movimentos foi introduzido por Frank Gilbreth, seguidor do trabalho de Frederick Taylor no início do século XX. Ele visava o estudo dos movimentos do corpo humano durante uma operação, e tinha neste estudo dois objetivos básicos, a procura por eliminar os movimentos desnecessários e a determinação da melhor seqüência de movimentos de forma a se atingir uma maior produtividade do operador Princípios da Economia dos Movimentos Durante o estudo dos métodos, apesar de ter o seu sistema de análise, o cronoanalista defronta-se com várias dificuldades. A principal delas é o fato de não possuir conhecimentos específicos sobre a operação que está observando. Nestes casos, o ideal é procurar o auxílio do supervisor da área, ele é o único que poderá ajudá-lo a resolver certas questões técnicas. Após esta etapa é necessária a utilização das ferramentas de análise, uma delas é a aplicação

24 24 dos princípios da economia de movimentos. Sua essência consiste em elaborar métodos que permitam ao operador fazer um melhor uso dos seus movimentos. Em 1912 os movimentos foram estudados pelo casal Frank e Lilian Gilbreth, que formularam empiricamente 20 princípios de economia dos movimentos, onde o melhor método é escolhido pelo critério do menor tempo gasto. "Segundo estes princípios, as mãos devem realizar movimentos rítmicos, seguindo trajetórias curvas e contínuas, evitando-se paradas bruscas ou mudanças repentinas de direção" (ILDA, 2000). Estes princípios foram aperfeiçoados mais tarde por Barnes (1977), com um enfoque bem tradicional, sob orientação Taylorista. Segundo Barnes (1977), os princípios da economia de movimentos são representados por 22 regras básicas. As mesmas estão dispostas a seguir: - Princípios para o Corpo Humano 1) As duas mãos devem iniciar e terminar os movimentos no mesmo instante; 2) As duas mãos não devem ficar inativas ao mesmo tempo; 3) Os braços devem mover-se em direções opostas e simétricas; 4) Devem ser usados movimentos manuais mais simples; 5) Deve ser usada a quantidade de movimento (massa x velocidade) ajudando esforço muscular; 6) Usar movimentos suaves, curvos e retilíneos das mãos, evitando mudanças bruscas de direção; 7) Os movimentos balísticos ou soltos são mais fáceis e precisos que os movimentos controlados (truncados ou limitados); 8) O trabalho deve seguir uma ordem compatível com ritmo suave e natural do corpo. - Princípios para o Local de Trabalho 1) As necessidades de acompanhamento visual devem ser reduzidas; 2) As ferramentas e materiais devem ficar em locais fixos; 3) As ferramentas, materiais e os dispositivos de controle devem localizar-se perto de seus locais de uso;

25 25 4) Os materiais devem ser alimentados por gravidade até o local de uso; 5) As peças acabadas devem ser retiradas por gravidade; 6) Materiais e ferramentas devem localizar-se na mesma seqüência de uso; 7) A iluminação deve permitir uma boa percepção visual dos elementos de trabalho; 8) A altura do posto de trabalho deve permitir o trabalho de pé, alternado com trabalho sentado. - Princípios para as Ferramentas 1) Cada trabalhador deve dispor de uma cadeira que possibilite boa postura; 2) As mãos devem ser substituídas por dispositivos, gabaritos ou mecanismos acionados por pedal; 3) Deve-se combinar a ação de duas ou mais ferramentas; 4) As ferramentas e os materiais devem ser preposicionados; 5) As cargas, no trabalho com os dedos, devem ser distribuídas de acordo com as capacidades de cada dedo; 6) Os controles, alavancas e volantes devem ser manipulados com alteração mínima da postura do corpo e com a maior vantagem mecânica Área de Trabalho Para que uma fábrica funcione bem, é necessário que cada posto de trabalho funcione bem. Diante deste fato, estudar-se-á a maneira que o mesmo deverá estar dimensionado, para que assim seja obtida a eficiência. Segundo ILDA (2000), existem dois tipos de enfoques para analisar o posto de trabalho: o enfoque tradicional e o ergonômico. O enfoque tradicional é baseado nos princípios da economia de movimentos, já apresentados no item 1.3.1, enquanto que o enfoque ergonômico é baseado principalmente na análise biomecânica da postura.

26 26 figura 4. ILDA (2000) apresenta os dados antropométricos definindo as medidas conforme a Figura 4: Espaços de trabalho recomendados para algumas posturas típicas (cm) Fonte: ILDA (2000) Postura e movimento Segundo WEERDMEESTER (1995) a postura e o movimento têm uma grande importância na ergonomia. Tanto no trabalho como na vida cotidiana, eles são determinados pela tarefa e pelo posto de trabalho.

27 27 Na análise da biomecânica, segundo WEERDMEESTER (1995), as leis da física e da mecânica são aplicadas ao corpo humano, sendo possível estimar as tensões que ocorrem nos músculos e nas articulações durante uma postura ou um movimento. Os princípios mais importantes da biomecânica, segundo o referido autor, para a ergonomia são descritos a seguir: As articulações devem ocupar uma posição neutra As articulações devem ser conservadas na sua posição neutra. Assim, os músculos e ligamentos que se estendem entre as articulações são esticados ao mínimo, ou seja, são pouco tensionados. Além disso, os músculos podem até liberar a força máxima quando as articulações estão na posição neutra. Tem-se como exemplo de más posturas os braços erguidos, perna levantada, cabeça abaixada e tronco inclinado. Conservar pesos próximos ao corpo Os pesos devem ser mantidos o mais próximo possível do corpo. Quanto mais o peso estiver afastado do corpo, mais os braços serão tensionados e o corpo penderá para frente, as articulações como cotovelo, ombro e costas serão mais exigidos, aumentando assim as tensões sobre estes e sobre os respectivos músculos. A Figura 5 mostra o aumento da tensão nas costas, quando o braço se afasta do corpo, segurando um peso de 20 kg. Evitar curvar-se para frente Os períodos prolongados com o corpo inclinado devem ser evitados sempre que possível. A parte superior do corpo de um adulto, acima da cintura, pesa 40 kg em média. Quando o tronco pende para frente acontece a tração dos músculos e dos ligamentos das costas para manter essa posição. Então a tensão é maior na parte inferior tronco, onde surgem dores. Evitar inclinar a cabeça Quando a cabeça se inclina mais de 30 graus para frente, os músculos do pescoço são tensionados para manter essa postura, e começam a aparecer dores na nuca e nos ombros.

28 28 Portanto, a cabeça deve ser mantida o mais próximo possível da postura vertical. Figura 5: Aumento de tensão nas costas Fonte: WEERDMEESTER (1995) Evitar movimentos bruscos que produzem picos de tensão Sabe-se que levantamentos rápidos de peso podem produzir fortes dores nas costas. O levantamento de peso deve ser feito gradualmente. É necessário, portanto pré-aquecer a musculatura antes de fazer uma grande força. Alternar posturas e movimentos Nenhuma postura ou movimento repetitivo deve ser mantido por um longo período. As posturas prolongadas e os movimentos repetitivos produzem um alto grau de fadiga. Em longo prazo, podem produzir lesões nos músculos e articulações. Pode-se então fazer-se rodízios periódicos, de um posto de trabalho para o outro, entre operadores envolvidos em atividades que exijam movimentos repetitivos.

29 29 Fazer pausas curtas e freqüentes: A fadiga muscular pode ser reduzida com diversas pausas curtas distribuídas ao longo da jornada de trabalho. Muitas vezes, essas pausas já existem naturalmente dentro do próprio ciclo do trabalho. Por exemplo, quando se espera que a máquina complete o seu ciclo ou quando um carregador retoma descarregado. Do contrário, é necessário programar essas pausas periódicas Ambiente de Trabalho As principais condições que um bom ambiente de trabalho pode possuir segundo Martins e Laugeni (2005) são as seguintes: - Temperatura: entre 20ºC e 24ºC; - Umidade relativa: entre 40% e 60%; - Ruído: até 80 decibéis não se observam danos ao aparelho auditivo do operador, podendo haver danos a partir deste nível; - Iluminação: a iluminação poderá depender em função do tipo de trabalho realizado. Para escritórios, recomenda-se um mínimo de 300 lux de iluminação. Os trabalhos normais a iluminação deverá estar entre 400 e 600 lux, e deverá ser utilizado de 1000 até 2000 lux para a execução de trabalhos de precisão. Note-se que não adianta ultrapassar os 2000 lux, este fato não irá melhorar o desempenho do operador, pelo contrário, poderá existir a fadiga visual para níveis de iluminação superiores a este valor Análise dos Micromovimentos Existem diversos elementos pessoais na categoria de movimentos. Para Krick (1971), uma análise de uma operação em termos de movimentos individuais do operador é conhecida como uma análise de movimento ou análise de micromovimentos.

30 30 Moreira (2004) descreve que os movimentos elementares, muito pequenos e breves, são chamados de micromovimentos. Para o referido autor, uma dada operação, para ser analisada, deve ser decomposta nesses movimentos, sendo, após isto, buscadas as oportunidades de melhorias através da eliminação, combinação ou rearranjo desses movimentos elementares. Existe um auxílio gráfico, chamado diagrama Simo, onde são registrados os movimentos da mão direita e da mão esquerda de um operador. Moreira (2004) afirma que o diagrama Simo é utilizado em operações curtas e repetitivas, são as seguintes: procurar, selecionar, agarrar, transportar vazio, transportar carregado, segurar, aliviar carga, posicionar, preposicionar, inspecionar, montar, desmontar, usar, atraso inevitável, atraso evitável, planejar e descansar. autor: A seguir serão apresentados alguns exemplos mais utilizados descritos pelo referido - Procurar significa "caçar" um item com as mãos ou os olhos; - Selecionar significa escolher um objeto a partir de um grupo de objetos; - Agarrar significa segurar um objeto fechando os dedos em seu redor; - Transportar vazio indica o movimento da mão, desocupada, para alcançar um objeto; - Transportar carregado indica o movimento de um objeto de um ponto para outro, com as mãos, os dedos, ou por outros movimentos; - Aliviar carga significa depositar o objeto. Até o momento, estudou-se o trabalho sob o ponto de vista de como deve ser feito. Viu-se como se procura adaptar o trabalho tendo em vista a satisfação dos empregados e como se pode analisá-lo através de fluxogramas do processo, diagramas homem-máquina e estudo de movimentos do operador. A próxima etapa é medir o trabalho, ou seja, determinar o tempo necessário para uma determinada operação ser completada.

31 31 CAPITULO SEGUNDO 2 ESTUDO DOS TEMPOS Estudar os tempos significa aplicar as técnicas visando a determinação do tempo padrão necessário para a execução de uma determinada tarefa, por uma pessoa treinada e adaptada a um método específico, em ritmo normal, calculado segundo normas de rendimento bem definidos. Existem algumas formas principais pelas quais se pode obter o tempo de uma operação. Os tempos estimados é o primeiro método utilizado. Este método embora não apresente precisão, ainda é empregado e está em busca de consistência. A sua aplicação esta mais voltada para a geração de custos e orçamentos. Outros métodos que serão apresentados posteriormente são utilizados com mais freqüência pelo fato de serem mais precisos e eficientes. São os seguintes: - Estudos dos tempos cronometrados; - Tempos históricos; - Tempos pré-determinados ou sintéticos; - Amostragem do trabalho. 2.1 FINALIDADES DO ESTUDO DOS TEMPOS Martins e Laugeni (2005) citam que, A eficiência e os tempos padrões de produção são influenciados pelo tipo do fluxo de material dentro da empresa, processo escolhido, tecnologia utilizada e características do trabalho que está sendo analisado. Existem os tempos de produção que utilizam muito pouco o trabalho humano, como as linhas automatizadas, por exemplo, as variações nestes tipos de tempos são mínimas. E também

32 32 existem os tempos que necessitam muito da intervenção humana na produção, quanto maior for esta intervenção, segundo o referido autor, maior é a dificuldade de se medir corretamente estes tempos, uma vez que cada operador tem habilidades, força e vontades diferentes. Toledo Júnior (1983) também constata que com os tempos padrões poderão: - determinar a carga de mão-de-obra necessária; - determinar a carga das máquinas; - controlar a produção e a produtividade; - fornecer dados para o estudo de balanceamento de estruturas de produção. 2.2 METODOLOGIA E EQUIPAMENTOS PARA O ESTUDO DOS TEMPOS Para a realização dos estudos dos tempos necessita-se utilizar equipamentos e pessoas treinadas capazes de fornecer a acuracidade nos dados. Os equipamentos listados a seguir são apresentados por Barnes (1977) como os mais utilizados para o estudo de tempos: - cronômetro de hora centesimal: é o cronômetro mais utilizado, e uma volta do ponteiro maior corresponde a 1/100 de hora, ou 36 segundos. Podem, contudo, ser utilizados outros tipos de cronômetros, inclusive cronômetros comuns; - filmadora: este é um equipamento auxiliar que apresenta a vantagem de registrar finalmente todos os diversos movimentos executados pelo operador. - folha de observações: para que os tempos e demais informações relativas à operação cronometrada possam ser adequadamente registrados; - prancheta para observações: é necessária para que se apóie nela a folha de observações e o cronômetro.

33 DETALHES DO ESTUDO DE TEMPOS Segundo Moreira (2004), para que o tempo seja estudado, o analista deverá tomar algumas providências básicas, são as seguintes: a) Haver uma boa comunicação com o operador explanando a necessidade do estudo, evitando assim as desconfianças e ressentimentos; b) Familiarizar-se com a operação e tudo em que ela esteja envolvida, ou seja, o local onde ela é desenvolvida, os equipamentos que são utilizados e as condições gerais em que o trabalho é realizado, como por exemplo a iluminação, ruído, poeira, posição do operador, entre outros; c) Se julgar necessário para obter mais precisão no estudo, principalmente se a tarefa for relativamente longa, deverá dividi-ia em partes menores, que são os elementos. O número de elementos a utilizar dependerá da especificidade da tarefa. Essa divisão será particularmente útil se existirem elementos que não comparecem em todas as execuções, mas apenas regular ou eventualmente. O tempo desses elementos deve ser rateado pelo número tarefas cronometradas. 2.4 ETAPAS PARA A DETERMINAÇÃO DOS TEMPOS PADRÕES DAS OPERAÇÕES Os tempos padrões de produção que serão medidos poderão servir como uma referência futura, para avaliar o desempenho de uma determinada célula de produção. Martins e Laugeni (2005) destacam a importância de haver uma discussão com todos os envolvidos no estudo a fim de analisar-se o tipo de trabalho que será executado, procurando obter a colaboração dos supervisores e dos operadores do setor. Ele enfatiza que a seguir deve-se definir o método da operação e dividi-ia em elementos. O operador que irá realizar a operação deve ser treinado para executá-la, conforme o estabelecido. Para ser obtido o tempo padrão, é necessário seguir algumas etapas. Segundo Martins e Laugeni (2005), deve-se dividir a operação em elementos (seção 2.4.1), realizar-se uma

34 34 cronometragem preliminar para obter os dados necessários à determinação do número necessário de cronometragens ou ciclos (seção 2.4.2). Com as cronometragens, determina-se o tempo médio (TM). O estudo deve ainda avaliar o fator de ritmo ou velocidade da operação, o tempo normal (TN) e as, tolerâncias para fadiga e para necessidades pessoais (seção 2.4.3). Após estas etapas, determina-se o tempo padrão da operação Divisão da operação em elementos Barnes (1977) afirma que os elementos de uma operação são as partes em que a operação pode ser dividida, sendo que estas subdivisões têm duração excessivamente curtas para serem cronometradas, devendo-se tomar o cuidado de não dividir a operação em muitos e nem em tão poucos elementos. O autor ressalta que deve-se ter em mente três regras básicas: Os elementos devem ser tão curtos quanto o compatível com uma medida precisa; O tempo de manuseio deve ser separado do tempo máquina; Os elementos constantes devem ser separados dos elementos variáveis Determinação do número de ciclos a serem cronometrados Martins e Laugeni (2005) afirmam que na prática, para determinar o tempo padrão de uma peça ou de uma operação devem ser realizadas entre 10 a 20 cronometragens. Mas também enfatiza que a maneira mais correta para determinar o número de cronometragens ou ciclos n a serem cronometrados é deduzida da expressão do intervalo de confiança da distribuição por amostragem da média de uma variável distribuída normalmente, resultando a expressão: n =[( z. R ) / (E r. d 2. x)] 2

35 35 em que: n = número de ciclos a serem cronometrados z = coeficiente da distribuição normal padrão para uma probabilidade determinada (obtido através da tabela de distribuição normal) R = amplitude da amostra d 2 = coeficiente em função do número de cronometragens realizadas preliminarmente x = média da amostra Er = erro relativo O referido autor constata que para a utilização desta expressão deve-se realizar uma cronometragem prévia, cronometrando-se a operação entre cinco e sete vezes e retirando-se dos resultados obtidos a média x e a amplitude R. Devem também ser fixados os valores da probabilidade e do erro relativo que são desejados. Para Martins e Laugeni (2005) na prática costumam-se utilizar probabilidades entre 90% e 95%, e erro relativo variando entre 5% e 10%. Moreira (2004) cita que a quantidade de medidas a serem tomadas, ou seja, o número de ciclos a cronometrar depende de três fatores: a variabilidade dos tempos, a precisão desejada e o nível de confiança sobre a medida tomada. O autor descreve que quanto maiores forem, isoladamente ou em conjunto, a variabilidade das medidas, a precisão desejada e o nível de confiança pretendido, maior será o número de medidas necessário. Moreira (2004) ainda completa que para se obter o número de medidas deve-se antes tomar uma amostra de medidas, determinando-se a sua média x e o seu desvio padrão s. O número N de medidas para um dado elemento é dado pela fórmula: N = ((100. z. s) / (a. x)) 2 onde : s = desvio padrão da amostra z = coeficiente da distribuição normal (obtido através da tabela de distribuição normal) a = precisão final desejado em %

36 36 x = média da amostra de medidas Verifica-se que ambas as definições apresentam de maneira clara a obtenção do número de ciclos a serem cronometrados. Diferenciam-se no seguinte aspecto: a primeira necessita a obtenção da amplitude da amostra e a segunda é necessário que seja obtido o desvio padrão da mesma Determinação do Tempo Padrão Barnes (1977) descreve que a cronometragem é um dos métodos mais empregados na indústria para medir o trabalho. O autor afirma que foi Taylor quem estruturou a Administração Científica e o estudo dos tempos cronometrados, sendo que tinha como objetivo medir a eficiência individual de um operador Tipos de Tempos Para Moreira (2004), para determinar-se o padrão de uma operação devem ser obtidos sobre essa mesma operação: o tempo real e o tempo normal. O tempo real é aquele que decorre do exato momento em que a operação é realizada. Este tempo é obtido através da cronometragem direta do operador em seu posto de trabalho e varia de operador a operador e também para o mesmo operador em ocasiões distintas. Desta forma, o referido autor afirma que o analista deverá fazer um número de medidas suficiente para obter um valor médio do tempo real, com um certo grau de confiança. Após isto, o tempo real já obtido será objeto de correções e redundará no tempo normal. O tempo normal, segundo Moreira (2004), é o tempo requerido para um operador completar a sua operação utilizando-se velocidade normal, à qual é atribuído um valor a 100%, medindo assim a sua eficiência ou o seu ritmo de trabalho. Para um operador de

37 37 eficiência acima da média terá eficiência maior que 100%, enquanto logicamente aquele abaixo da média terá eficiência menor que 100%, sempre por convenção. Para evitar erros, é de extrema importância que a equipe de cronometristas estejam devidamente treinados. Esse treinamento para Barnes (1977) costuma ser feito por meio de filmes, onde o analista é levado a julgar sobre a eficiência (ritmo) do operador em várias situações pré-julgadas. A experiência mostra que, após um certo número de tentativas e repetições, diferentes pessoas tendem a convergir em seu julgamento do ritmo. O tempo padrão é aquele requerido por uma operação quando as interrupções e condições especiais forem levadas em conta. Costuma-se para tanto acrescentar ao tempo normal um certo percentual de tempo perdido devido à fadiga e às demoras inevitáveis, ou seja, que não dependem da vontade do operador (MOREIRA, 2004) Relação entre os Tempos Com os comentário e considerações já feitas anteriormente, Moreira (2004) sugere como descrição: TR = tempo real TN = tempo normal TP = tempo padrão Onde é gerada a seguinte expressão: TN = [(TR. EF) / 100 ] Sendo que EF é a eficiência do operador em porcentagem. Moreira (2004) afirma que o tempo padrão é obtido com a seguinte expressão: TP = [(TN. FT) /100)]

38 38 Onde FT é o fator de tolerância em porcentagem, que por sua vez tem por expressão: FT = T Não é possível esperar que uma pessoa trabalhe sem interrupções o dia inteiro. Assim, segundo Barnes (1977), devem ser previstas interrupções no trabalho para que sejam atendidas as necessidades pessoais proporcionando um descanso para o operador, aliviando assim os efeitos da fadiga no trabalho. O Fator de Tolerância (FT) é atribuído para levar em conta estas condições particulares em que a operação é conduzida. Alguns valores típicos para a tolerância T são apresentados na Tabela 2. Segundo Moreira (2004) o fator de Tolerância é sempre maior que 100%, justamente para prever os efeitos das condições da operação sobre a ação do operador. Para Moreira (2004), para utilizar-se a tabela 2 (Valores Típicos para Tolerância) é necessário verificar todas as condições que se aplicam na operação em estudo, somando cada percentual correspondente aos 100% originais. O autor apresenta o exemplo de uma operação que é considerada altamente monótona (acréscimo de 4%), que deve ser feita com iluminação inadequada (acréscimo de 5%), e sob nível de ruído alto e intermitente (acréscimo de 5%), então para estes valores, o Fator de Tolerância será no mínimo: FT = T = ( ) = 114% Segundo o autor, a tolerância T pode ser aumentada ainda de um percentual devido a demoras inevitáveis que façam parte da própria situação em que a operação é desenvolvida. Estas demorar por sua vez tenderá a diminuir com a racionalização do método de trabalho, mas vale lembrar que sempre será necessário algum tempo para o operador, para o seu uso pessoal.

39 39 Tabela 2: Valores Típicos para Tolerância (em porcentagem) Fonte: Moreira (2004) A Equação do Fator de Tolerância além de ser em função do tempo de operação, segundo Martins e Laugeni (2005) em alguns casos, ela pode vir dada em função do dia de trabalho, quando então a expressão para o tempo padrão será: TP = ((TN. 100 ) / ( 100 T )) 2.5 TEMPOS HISTÓRICOS Segundo Moreira (2004), os tempos históricos são aqueles derivados dos próprios estudos de tempo da empresa. Através dos anos, os processos produtivos apresentarão sem dúvida muitas operações diferentes, mas o analista de tempos notará que muitos elementos

40 40 são comuns a essas operações. A cada vez que esses elementos comuns aparecerem, o valor de seus tempos de execução poderá ser tomado de arquivos especialmente mantidos para registro. Não haverá necessidade de recronometrá-los. 2.6 TEMPOS PRÉ-DETERMINADOS OU SINTÉTICOS Os tempos predeterminados, também chamados de tempos elementares são tempos curtos que podem ser usados para compor muitas operações, mesmo antes que elas venham a acontecer na prática. Segundo Moreira (2004) este sistema elimina o problema da avaliação de ritmo ou da eficiência do operador, proporcionando bons resultados e gerando economia para a empresa. Barnes (1977) descreve que pode-se determinar com antecedência o tempo necessário para execução de uma operação, simplesmente examinando-se um esquema do local de trabalho e uma descrição do método a ser empregado. Da mesma forma, pode-se fazer uma avaliação precisa de diversos métodos de trabalho ou de diferentes projetos de ferramenta. Segundo Moreira (2004) um dos sistemas mais comuns é o chamado Sistema MTM (Methods Time Measurement) que foi desenvolvido na década de 40 pelo Methods Engineering Council. O MTM usa uma unidade de tempo chamada TMU (Time Measurement Unit) a qual possui as seguintes equivalências: 1 TMU = 0,00001 horas = 0,0006 minutos = 0,036 segundos O referido autor afirma que o MTM apresenta diversas tabelas contendo os tempos para uma série de atividades fundamentais (Alcançar, Mover, Girar e Aplicar Pressão, Soltar, Desacoplar, entre outros) sob variadas circunstâncias. O uso de sistemas do tipo MTM possui diversas vantagens, entre as quais estão a precisão e a eliminação da avaliação do desempenho do operador. Segundo Moreira (2004)

41 41 mesmo quando uma operação ainda está sendo projetada, o seu tempo de execução pode ser determinado. Por outro lado autor afirma que a principal desvantagem está no treinamento exigido ao analista de tempos para que consiga utilizar o sistema com proveito, sendo na maioria das vezes necessário um curso formal e muitas horas de prática para se atingir um estágio satisfatório de uso do sistema. 2.7 AMOSTRAGEM DO TRABALHO Para Martins e Laugeni (2005) a amostragem do trabalho consiste na técnica de fazer observações intermitentes em um período consideravelmente maior do que em geral é utilizado no estudo de tempos por cronomentragem, envolvendo uma estimativa da proporção de tempo despendido em um dado tipo de atividade. A amostragem do trabalho tem muitas aplicações, entre as quais destacam-se a possibilidade de determinar a porcentagem de tempo que operários e/ou máquinas gastam em várias atividades. Segundo Moreira (2004) a técnica consiste basicamente em observar o trabalho a intervalos aleatórios de tempo, partindo de uma classificação já preestabelecida de atividades. O método é adequado a tarefas de ciclo longo que tornam as cronometragens desapropriadas ou até mesmo inutilizáveis. É conhecido que o ritmo de trabalho dos operadores não é constante ao longo do dia. Existe um efeito de monotonia do trabalho e dos períodos de repouso no desempenho de um operador típico. As observações, embora em instantes aleatórios, devem também ser uniformemente distribuídas ao longo do dia. Para Moreira (2004), para obter-se a confiabilidade dos dados a chave para a precisão dos resultados é o número de observações realizadas. Deve-se por isto começar a realizar um estudo preliminar para avaliar a distribuição das observações e estimar a dimensão necessária da amostra, para o erro relativo e a confiança pretendida.

42 42 Para tal, é utilizada a equação seguinte, com base na distribuição binomial: N = [(100. z)/a) 2. ((1 p*)/p*) 2 ] Onde: z= número de desvios padrão associado a uma determinada confiança a= precisão, em porcentagem p*= proporção estimada de ocorrência da atividade escolhida como base Neste capítulo se esclareceu como podem ser obtidos os tipos de tempos mais utilizados nas organizações em geral. Isto não quer dizer que este tempo padrão encontrado seja o definitivo, deve-se, portanto haver uma constante dedicação dos analistas de Métodos e Tempos a fim de encontrarem-se tempos que não prejudiquem tantos os colaboradores analisados como também a própria empresa.