Engenharia de Produção: Estudo de Tempos e Arranjo Físico

Estudo de Tempos: Conceito e Aplicações

O estudo de tempos é utilizado para determinar o tempo que uma pessoa treinada e qualificada, trabalhando em um ritmo normal, necessita para executar uma tarefa ou um ciclo produtivo.

Principais usos do estudo de tempo:

• Determinação de custo padrão (preparo de propostas/orçamentos);
• Planejamento, programação e controle da produção;
• Determinação da eficiência de máquinas;
• Balanceamento de linhas de produção, etc.

A Determinação do Tempo Normal (TN) é essencial para normalizar e corrigir o tempo esperado da média dos operadores.

Equipamentos e Dispositivos para Estudo de Tempos

Equipamentos para estudo de tempos:

• Cronômetro decimal (de minuto ou de hora);
• Máquinas de filmar;
• Máquinas de registro de tempos.

Dispositivos Auxiliares:

• Calibres;
• Máquinas de calcular;
• Prancheta.

Procedimento para a Execução do Estudo de Tempos

Etapas para a execução do estudo de tempos:

1. Obter e registrar todas as informações possíveis sobre o operador e a operação em estudo;
2. Dividir a operação em elementos;
3. Observar e registrar o tempo gasto em cada elemento da operação;
4. Determinar o número de ciclos a ser cronometrado;
5. Determinar o tempo representativo de cada elemento da operação;
6. Avaliar o ritmo do operador;
7. Determinar o tempo normal de cada elemento da operação;
8. Determinar as tolerâncias;
9. Determinar o tempo padrão de cada elemento da operação.

Divisão da Operação em Elementos Básicos

A divisão da operação em elementos básicos serve para:

• Isolar tempos exclusivamente da máquina dos tempos do homem;
• Facilitar o julgamento da atuação do operador durante o estudo de tempo;
• Possibilitar a identificação dos tempos perdidos com movimentos desnecessários;
• Separar os elementos cíclicos dos acíclicos, ou seja, os que ocorrem esporadicamente e que são necessários para obtenção do produto.

Razões e Critérios para a Divisão da Operação

Razões pelas quais se divide a operação em elementos:

• A cronometragem da operação não é satisfatória por não permitir posterior análise e melhorias no método;
• Ajuda na determinação dos tempos pré-determinados;
• Possibilita avaliar o ritmo para cada elemento;
• A própria descrição dos elementos serve como descrição-método;
• Possibilita a demonstração de que se está tomando tempo excessivo em certos elementos e, ao contrário, em outros.

Critérios para a divisão da operação em elementos:

• Os elementos devem ter uma duração tão pequena quanto compatível com uma medida precisa;
• O tempo de manuseio deve ser separado do tempo de máquina, ou seja, elementos de homem e elementos de máquinas;
• Os elementos de duração constante devem ser separados dos elementos de duração variável.

Definições Essenciais em Estudo de Tempos

OPERAÇÃO (OP): Mudança intencional de qualquer forma de um objeto, seja física ou química, bem como de montagem/desmontagem, transporte, armazenamento, controle, fornecimento ou recebimento de operação.

ELEMENTO: É a menor parcela identificável de uma série de movimentos do homem ou máquina, e que permite medição do tempo consumido em sua realização, com início e fim bem caracterizados para fácil percepção do analista.

Fórmulas para Cálculo de Tempos

• N' = (2 * V * N * Σxi² - (Σxi)² / Er * Σxi)²
  Onde Er = 5% (se não dado no exercício, adota-se 5%)
• Σxi² = (10)² + (9)² + (11)²
• (Σxi)² = (30)²
• Σxi = 10 + 9 + 11 = 30
• TS = Média dos Tempos Observados
• TN = TS * (R/100)
  Onde R = 100% para ritmo normal
• TP = TN * (1 + Tol/100)
  Onde Tol = 15% (tolerância padrão)

Análise de Atividades, Ritmo e Custos na Produção

Gráficos de Atividades

• Gráfico de Atividades Simples: Utilizado quando se deseja analisar o trabalho de pessoas em um grupo, em trabalhos desbalanceados e onde são exigidas demoras (homem ou produção).
• Gráfico de Atividades Múltiplas: Empregado na análise do trabalho homem-máquina, onde se tem trabalho intermitente (homem trabalha - máquina espera e vice-versa).

Avaliação e Desempenho do Ritmo

Avaliação do Ritmo: O operador pode estar trabalhando a uma velocidade normal, abaixo ou acima da normal, por isso a necessidade de avaliação do ritmo.

Escolha da Cronometragem: O cronometrista escolhe o ciclo no qual ele classificou que o operador trabalhava de um modo normal e divide pela média dos tempos cronometrados. Fórmula: R = (Tempo Escolhido / Média dos Tempos Cronometrados) * 100.

Westinghouse: Utiliza 4 fatores para estimativas de eficiência do operador: Habilidade, Esforço, Consistência e Condições (valores tabelados). Fórmula: R = (1 + ΣFatores) * 100.

Desempenho do Ritmo: Consiste em avaliar a velocidade do operador, ficando a critério do analista julgar se o operador está trabalhando em um ritmo normal (100%), podendo variar de 75% (abaixo do ritmo) a 150% (acima).

Tolerâncias: Necessidades pessoais, Fadiga, Espera, Absenteísmo, Máquina.

Tipos de Atividades

• Atividade Produtiva: Combinada produtiva e independente produtiva.
• Atividade Improdutiva: Espera improdutiva.

Custos de Produção

• Custo Fixo: Independe da quantidade produzida, compreendida no "intervalo de produção". Engloba os custos de projetos e planejamento do arranjo físico; custos de aquisição, instalação, aluguéis, impostos, etc.
• Custo Variável: Proporcional à quantidade produzida. Engloba custos que podem ser associados – direta ou indiretamente – a cada unidade do produto. Exemplos: matéria-prima, energia, ferramentas, manutenção, movimentação interna.

Fatores Locacionais para Implantação de Empresas

Existem dois tipos de fatores que influenciam a melhor localização de uma empresa:

• Fatores Locacionais Econômicos: São aqueles fatores que podem ser facilmente quantificados antecipadamente, como custo de transporte de matéria-prima, mão de obra, etc.
• Fatores Locacionais Não-Econômicos: São aqueles de difícil quantificação antecipada, embora tenham influência significativa no custo, como condições ambientais, infraestrutura, etc.

Arranjo Físico e Métodos de Localização

Conceito e Objetivo do Arranjo Físico

O Arranjo Físico (Layout) constitui uma das etapas finais do projeto de fábrica, pois é uma atividade altamente influenciada por inúmeros outros tópicos, como o projeto do produto, o processo produtivo, volume de produção, etc. O objetivo é a integração dos recursos produtivos de suas atividades, visando fabricar um produto a um custo suficientemente baixo para permitir a sua venda lucrativa em um mercado competitivo.

Escolha do Edifício Industrial

O edifício industrial deveria ser projetado ou escolhido a partir do projeto do arranjo físico, pois sua função principal consiste em abrigar os recursos produtivos da empresa.

Métodos de Localização

• Localização Orientada pelo Transporte (LOT): Baseado em um modelo matemático, considera apenas os fatores quantitativos. Aplicável somente em termos de macrolocalização.
• Método dos Orçamentos Comparados: Considera os fatores localizados quantitativos e qualitativos, e fornece respostas em termos de macro e microlocalização.

Portanto, a melhor localização para a empresa é a que corresponde à posição de equilíbrio do sistema, ou seja, aquela localidade que minimiza os custos de transporte.

Ponto de Equilíbrio (BEP)

O Ponto de Equilíbrio (BEP) é aquele ponto em que as Receitas igualam-se às Despesas. Determina um "volume de produção" acima do qual o empreendimento torna-se viável economicamente ("passa a dar lucro").

Volume de produção efetivo

Tipos de Arranjo Físico

Arranjo Físico Posicional

No Arranjo Físico Posicional, o material permanece fixo, e homens e equipamentos movimentam-se. Geralmente associado à fabricação e/ou montagem de produtos de grande porte, em que o componente principal permanece fixo e homens e equipamentos são levados até ele.

• Vantagens: Altamente flexível; aceita demanda variável; reduz a necessidade de movimentação interna.
• Recomendações/Restrições: Utilizar quando for possível usar equipamentos leves ou portáteis, quando for difícil de mover o material, para pequeno volume de produção. Exemplos: navios, aviões, construção civil, etc.

Arranjo Físico Funcional

No Arranjo Físico Funcional, o equipamento permanece fixo, e homens e máquinas movimentam-se. Os equipamentos que executam operações de mesma natureza são agrupados no mesmo setor. Exemplos: estampagem, retífica, etc.

• Vantagens: Adaptável a mudanças de produto (flexibilidade); aceita demanda intermitente (produz diferentes produtos simultaneamente em quantidades diferentes); facilita a utilização racional dos equipamentos.
• Recomendações/Restrições: Produção de itens diferentes; demanda intermitente; quando o equipamento for pesado.
• Características: Exige mão de obra qualificada, intensa movimentação interna, esperas intermediárias.

Arranjo Físico Linear

No Arranjo Físico Linear, homens e equipamentos permanecem fixos enquanto o material movimenta-se ao longo da linha de produção, sendo submetido, em cada estação, à operação de fabricação correspondente. As estações são posicionadas de acordo com a sequência de operações para fabricação do produto.

• Vantagens: Treinamentos mais simples; fácil supervisão; movimentação interna mínima; produção mais ágil; melhor utilização do espaço físico; etc.
• Recomendações/Restrições: Grande volume de produção; demanda contínua; tempos balanceáveis.

Automatização vs. Automação

Automatização: As máquinas são programadas para executar operações previstas para a produção do produto. O homem é quem propõe esta programação, controla os parâmetros necessários e efetua as manutenções exigidas e a reprogramação da linha.

Automação: As máquinas são programadas para executar operações necessárias e efetuar as manutenções e ajustes sem necessidade do homem.