Estudo de tempos e métodos na montagem de painéis elétricos

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ENEGEP 2006 ABEPRO

Estudo de tempos e métodos na montagem de painéis elétricos

Carlos Eduardo Piussi Bitencourt (UFRGS) caebitencourt@hotmail.com Dra. Carla Ten Caten (UFRGS) tencaten@producao.ufrgs.br

RESUMO

Este artigo apresenta a aplicação de uma metodologia para estudo de tempos e métodos na montagem de painéis elétricos numa empresa no estado do Rio Grande do Sul. O objetivo principal deste estudo é obter um diagnóstico preciso do processo em questão, bem como encontrar oportunidades para melhoria do mesmo. Para realizar o diagnóstico e identificar as melhorias pretendidas, um procedimento em cinco etapas é apresentado. Este procedimento foi aplicado pela EPR Consultoria, Empresa Júnior da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), em uma empresa de tecnologia na cidade de Porto Alegre/RS.

Palavras-chave: Painéis elétricos, Tempos e métodos, Técnicas estatísticas.

1. INTRODUÇÃO

O estudo de tempos foi originado por Taylor no início do século vinte e é usado para estabelecer tempos-padrão para a performance no trabalho, sendo que estes incluem tolerâncias para pausa e descanso (TURNER, 1993). Logo, o tempo-padrão para cada elemento é constituído por duas partes, que são: o tempo básico (1), tempo levado por um trabalhador qualificado, que faz um trabalho qualificado com desempenho padrão; e a tolerância (2), concessões acrescentadas ao tempo básico para permitir descanso, relaxamento e necessidades pessoais (SLACK, 2002).

O estudo de métodos, por sua vez, foi desenvolvido por Gilbreths e procura observar e desenvolver a maneira a qual o trabalho é executado (GILBRETHS, 1917). A abordagem do estudo de método envolve seguir sistematicamente seis passos, sendo eles: (i) Selecionar o trabalho a ser estudado; (ii) Registrar todos os fatos relevantes do método presente; (iii) Examinar estes fatos criticamente na seqüência; (iv) Desenvolver o método mais prático; (v) Implantar o novo método; e (vi) Manter o método pela checagem periódica dele em uso (SLACK, 2002). Com o passar dos anos o estudo de tempos e o de métodos ficaram mutuamente dependentes, uma fornecendo embasamento à outra.

Ao se iniciar um estudo de tempos e métodos é importante que se conheça a forma pela qual o trabalho é realizado. Definindo a operação como um todo, pode-se chegar à subdivisão do processo obtendo tarefas básicas (RIGGS, 1987).

A estrutura base do procedimento que será apresentado vem sendo usada constantemente em ações para melhoria de desempenho de processos em diversos ramos da indústria. Uma das razões do seu sucesso é pelo fato desta mesma abordagem conseguir ser implantada em processo longos e curtos (BARNES, 1999).

Outro motivo que difunde o seu uso é que esta abordagem é relativamente simples, ou seja, não há necessidade de se ter uma equipe expert para implementá-la num processo. Tanto a sua relativa facilidade de implementação, quanto a sua grande possibilidade de aplicação para diversos tipos de processos têm procedência do grande uso de técnicas de estudo de tempos e

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técnicas estatísticas que a suportam, bem como do uso de etapas de um estudo de método, as quais não apresentam grandes dificuldades de execução.

1.1. Metodologia

Um procedimento foi estruturado por uma equipe da Universidade Federal do Rio Grande do Sul tendo como base preceitos das técnicas de estudos de tempos e métodos. Ele conta com 5 etapas:

a) Identificação de todas as tarefas que compõe o processo e, subdivisão das tarefas em 6 tipos de atividades (GILBRETHS, 1917). São elas:

- Operação, a qual tem caráter de trabalho que agrega valor ao produto final (SLACK, 2002);

- Movimentação, sendo o deslocamento de funcionários no tempo e no espaço (SHINGO, 1996);

- Transporte, sendo o movimento de materiais ou produtos no tempo e no espaço. Mudança nas suas posições (SHINGO, 1996);

- Inspeção, como a comparação com um padrão pré-estabelecido ou adotado pela empresa (SHINGO, 1996);

- Espera, como uma pausa no processo (SLACK, 2002); e

- Armazenamento, ou seja, estocagem de materiais ou arquivos de informações ou fila de pessoas (SLACK, 2002).

Os símbolos usados para representar as 6 atividades estudadas estão apresentadas na figura 1:

Figura 1 – Símbolos das subdivisões por Gilbreths

b) Agrupamento de atividades correlatas em subgrupos. Esta segmentação preconiza auxiliar a melhor compreensão do processo e servirá de base às etapas 3, 4 e 5 do procedimento. É muito importante que se tenha pleno conhecimento dos significados das subdivisões e que se avalie cuidadosamente este agrupamento, pois caso esta etapa não seja bem estruturada, poderá implicar diretamente na obtenção de resultados não exatos no final do estudo. c) Etapa 3: Uso de técnicas estatísticas para diagnóstico da variabilidade do tempo de

execução em cada tarefa do processo. O uso destas técnicas proporciona a obtenção de médias e desvios padrões a partir de uma cronoanálise feita no processo. São calculadas as médias e desvios padrões para todas as tarefas identificadas no processo. Uma vez calculadas as médias e desvios e com base na quantidade de operações envolvidas, é feita a discriminação do tempo gasto em cada tarefa. Dois valores são trabalhados: o tempo médio e o limite máximo de tempo para execução da tarefa a partir de um intervalo de confiança de 95%. Para se obter um intervalo de confiança de 95%, ou seja, 95% dos

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intervalos, construídos a partir das amostras coletadas, contenham o verdadeiro parâmetro populacional, é preciso gerar um intervalo cuja amplitude contenha 95% das possíveis amostras coletadas.

d) Etapa 4: Uso de técnicas estatísticas para o diagnóstico da variabilidade em cada uma das seis as 6 subdivisões propostas por Gilbreths (1917). O levantamento estatístico visa atacar a grande variabilidade entre tempos, a qual é esperada no processo. Calcula-se a percentagem que cada subdivisão representa no processo, bem como os limites superiores, ambas a partir de um intervalo de confiança de 95%.

e) Etapa 5: Agrupamento de todos os dados coletados e implementação de melhorias no processo. Este etapa visa consolidar o projeto e seu sucesso só será alcançado caso as outras 4 etapas sejam categoricamente seguidas.

Neste artigo, apresenta-se a aplicação do procedimento descrito em um estudo de caso. Este procedimento é baseado no trabalho dos autores citados anteriormente e proposto por um grupo de alunos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). O processo em questão é o processo de montagens de painéis elétricos em uma empresa de tecnologia no estado do Rio Grande do Sul. O projeto foi desenvolvido pela EPR Consultoria – Empresa Júnior da Engenharia de Produção da UFRGS na empresa Muri - Linhas de Montagem (Porto Alegre).

2. Estudo de caso

O caso a ser descrito trata-se do estudo da montagem de painéis elétricos. O projeto foi realizado durante 5 meses como parte de uma parceria entre a EPR Consultoria – Empresa Júnior da Engenharia de Produção da Universidade Federal do Rio Grande do Sul com a Muri - Linhas de Montagem, sediada em Porto Alegre/RS.

O projeto em questão teve como objetivo o diagnóstico e melhoria, através da análise das operações, do processo de montagem dos painéis elétricos, visando um aumento de produtividade e eficiência. Procurou-se identificar as atividades que agregavam e não agregavam valor, avaliar seus tempos, observar a ordem de precedência das tarefas e melhorar o método de manufatura. Para isso foram utilizadas as técnicas de estudo de tempos e métodos do trabalho que permitem a investigação sistemática dos fatores que afetam a sua eficiência e a focalização nas ações de melhorias.

2.1. Descrição de processo apresentada à empresa de consultoria

Os painéis elétricos montados na Muri - Linhas de Montagem são um subproduto do produto principal da empresa, linhas de montagem. Esses painéis elétricos alimentam as máquinas de todas as estações de trabalho das linhas de montagem que a Muri - Linhas de Montagem produz. A montagem eficaz e precisa desses painéis elétricos é de suma importância à empresa. Um erro na montagem do painel elétrico pode provocar o não funcionamento de uma das máquinas de um dos postos de trabalho, o que é considerado um grande retrabalho de equipamento, pois os painéis são montados numa planta diferente da qual são produzidas as linhas de montagem, tendo que assim voltar a esta outra sede.

Entendendo-se a grande importância do processo de montagem de painéis elétricos, a Muri - Linhas de Montagem decidiu realizar um estudo terceirizado de tempos e métodos na montagem de seus painéis elétricos. Esta decisão foi reforçada pelo fato da equipe que monta os painéis elétricos ser formada por não mais que seis montadores. Os montadores montam individualmente os painéis elétricos, o que aponta à empresa o uso de métodos não sistematizados. Sendo os painéis elétricos montados sem padronização rígida das tarefas, a

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empresa presume uma possível variabilidade elevada no processo e, conseqüentemente, diferença nos tempos de entrega desse subproduto.

2.2. Determinação das tarefas inclusas no processo, tomadas e análises de tempos

Inicialmente, todas as tarefas foram listadas pela equipe de trabalho. O processo foi observado cautelosamente e foram encontradas 112 tarefas como inclusas no processo. Essas tarefas foram divididas entre 6 tipos de atividades conforme a descrição realizada na Etapa 1 do procedimento.

De posse dessa listagem, foram feitas cronometragens dos tempos de cada tarefa. As cronometragens dos tempos foram realizadas com três operadores diferentes, três vezes com cada operador, gerando assim nove observações para cada tarefa. Desses tempos medidos, foram calculadas as médias aritméticas bem com os desvios padrões de cada uma das tarefas inclusas no processo. De posse desses, foram calculados os limites superiores de tempo para execução da tarefa para um intervalo de confiança de 95%, conforme Etapa 3 da metodologia. A fórmula usada foi à apresentada na Equação 1 (figura 2):

Li

n

Si

i

X

+

1

,

96

×

)

×

=

(

Por saber a representatividade no processo de um dos doze subgrupos diagnosticados como correlatos (Etapa 2 do procedimento), não foi feito o cálculo do limite superior para as tarefas deste subgrupo. Estes tempos foram considerados como teste do painel e representam 2% do tempo que se leva para montar um painel. Também foi considerado que se perca 10% do tempo envolvido no processo com folgas, que são dadas aos funcionários mediante necessidades deles.

A tabela 1 apresenta os tempos médios e limites superiores por tipo de operação. Os tempos apresentados estão em segundos.

O p e ra ç ã o M o v im e n ta ç ã o T ra n s p o rt e In s p e ç ã o E s p e ra A rm a z e n a m e n to

Tempo por tipo de operação (tempo médio) 50346 35258 0 14736 641 0

Total tempo médio 100981

Tempo por tipo de operação (limite superior) 74240 54207 0 23118 923 0

Total limite máximo 152488

Tabela 1 – Somatório dos tempos médios e limites superiores

Com base nessa tabela, foi calculada a percentagem de tempo que cada subdivisão representa no processo global. As percentagens podem ser vistas na Tabela 2:

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Operação Movimenta

ção Transporte Inspeção Espera

Armazena-mento Total

Tempo Médio 43,87% 30,73% 0,00% 12,84% 0,56% 0,00% 88,0%

Limite máx. 42,84% 31,28% 0,00% 13,34% 0,53% 0,00% 88,0%

Tabela 2 – Percentagem das subdivisões no processo

Como pode ser observado, foram feitos os cálculos das percentagens que cada subdivisão representa no processo, tanto para o limite máximo quanto para o tempo médio real, as quais se assemelham muito. Também pode ser analisado que o somatório dos tempos médios e dos limites máximos resultam em 88%, pois como já foi apresentado, 2% do tempo para se montar o painel é usado para testes e 10% se perde em folga dos funcionários. Na figura 3 apresenta-se um gráfico com o percentual de cada subdivisão das tarefas.

43% 31% 13% 2% 1% 10% Operação Movimentação Inspeção Folga Teste Espera

Figura 3 – Percentual de tempo por subdivisão das tarefas

2.3. Analise da variação no tempo de montagem

A lógica usada neste estudo foi trabalhar principalmente com os tempos que podem ter maior ocorrência de variabilidade. Estes tempos são os coletados para as 6 subdivisões propostas na Etapa 1 da metodologia. É importante ressaltar, que à medida que se trabalha para reduzir estes tempos ou mesmo a variabilidade, podemos, com isso, alterar a percentagem dos tempos de testes e folga dados para o processo em questão. Na análise das tarefas e rotinas usuais dos funcionários, notou-se que estes acabam por trabalhar nesta proporção independentemente do tempo que se leve para montar o painel. Chegou-se nesta conclusão a partir do conhecimento das horas de trabalho em comparação das horas de descanso dos funcionários. Contudo, seria de bom proveito que se realizasse um outro estudo com estes tempos de testes e folga dos funcionários, o qual não foi escopo do projeto.

Assim, conforme indica a Etapa 4 da metodologia proposta, realizou-se um estudo de variabilidade nos tempos coletados em cada subdivisão pertencentes ao processo. Como pôde ser visto nos resultados obtidos com as identificações de tarefas que constituem o processo e nas tomadas de tempos, não foram identificadas tarefas como armazenamento e transporte. Logo, foram calculados as percentagens dos tempos médios e limites superiores para cada

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uma das 4 subdivisões de tarefas que pertencem ao processo, a fim de visualizar a variabilidade . Para os cálculos foram usadas as Equações 2 (figura 4) e 3 (figura 5):

ij ij X Lij ij X

µ

λ

onde “ Xij” é o somatório dos tempos médios de cada tarefa i inclusa numa subdivisão j do processo, “ Λ” o somatório dos limites superiores de cada tarefa i inclusa no processo, “ Μ” o somatório dos tempos médios de cada tarefa i inclusa no processo e “ Lij” sendo o somatório dos limites superiores de cada tarefa i inclusão numa subdivisão j do processo. A variável “ µij

95

% _{” representa a percentagem que o somatório dos tempos médios de cada} tarefa i compreendida na subdivisão j representa no processo a partir de um intervalo de confiança de 95%. Esta será chamada de “média/confiabilidade 95%”. E “ λij

95

% _{” sendo a} percentagem que o somatório dos limites superiores de cada tarefa i compreendida na subdivisão j representa no processo a partir de um intervalo de confiança de 95%. Esta será chamada de “limite superior/confiabilidade 95%”.

Quando divide-se o Xijpelo Λsubtraído da diferença entre Lije Xij, a qual nos fornece o desvio padrão na subdivisão i em questão, obtém-se a representatividade, ou porcentagem, da média daquela subdivisão i no processo a partir de um intervalo de 95% de confiança. A divisão por 0,88 é feita, pois, como descrito, o somatório dos tempos de todas as tarefas trabalhadas representam 88%. A lógica do cálculo da λij

95

% _{é análoga a este} demonstrado µij

95

% _.

Os resultados obtidos podem ser mais bem visualizados na figura 6:

0,37% 9,00% 23,23% 34,45% 0,80% 18,60% 39,78% 52,32% 0% 20% 40% 60% Espera Inspeção Movimentação Operação Lim. Sup./conf 95% Média/conf. 95%

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Figura 6 – Variação por subdivisão

3. CONCLUSÃO

Neste artigo apresenta-se a aplicação de um procedimento sustentado por técnicas estatísticas, bem como estudo de tempos e métodos. Este procedimento foi desenvolvido por um grupo de alunos de graduação da Universidade Federal do Rio Grande do Sul com o intuito de aprimorar as atividades realizadas na montagem de painéis elétricos na planta da Muri - Linhas de Montagem. Chegou-se, a duas melhorias que foram propostas à empresa, sendo elas:

a) Processo grande e complexo:

Foram diagnosticadas 112 tarefas como inclusas no processo, sendo o processo de montagem considerado longo e complexo. Como observado, geralmente um montador é responsável por todas as operações de montagem, o tempo envolvido em pegar e largar ferramentas e materiais e, de forma geral, encontrar, posicionar e procurar outros objetos. Este problema pode ser minimizado fazendo uma divisão das tarefas, devendo cada montador ficar responsável por uma gama de atividades relacionadas à montagem de um painel. Assim o trabalho não produtivo é reduzido, o aprendizado é mais rápido e algumas atividades podem ser exercidas por uma mão-de-obra mais barata. Além disso, a divisão de uma tarefa total em pequenas partes faz surgir a possibilidade de automatização de algumas dessas tarefas simples.

b) Necessidade de projetar estações de trabalho:

Além das estações de trabalho existentes serem deficientes em relação aos aspectos ergonômicos, há um excesso de movimentação. Durante a montagem pode se perder de 23% a 40% em deslocamentos para busca de materiais e ferramentas, conforme mostra a Figura 6.

Desta forma, a partir do procedimento proposto, foi possível atingir os objetivos colocados ao time desenvolvedor do projeto. Este estudo gerou uma nova demanda à EPR – Consultoria, a qual pode desdobrar em outros processos da Muri – Linhas de Montagem a aplicação desse procedimento.

Referências

BARNES, Ralph M. Estudo de movimentos e de tempos: projeto e medida do trabalho. São Paulo: Edgard

Blücher. 1999.

GILBRETH, F. W. & GILBRETH L. M. Applied Motion Study. New York: Sturgis and Walton. p. 27, 29.

1917.

RIGGS, James L. Production Systems: planning, analysis, and control. 4a ed. New York: John Wiley. P. 19, 21. 1987.

SHINGO, Shingeo. O Sistema Toyota de Produção – Do ponto de vista da engenharia de produção. 2a ed. Porto Alegre: Bookman. 1996.

SLACK, Nigel & CHAMBERS, Stuart & JOHNSTON, Robert. Administração da Produção. 2a ed. São Paulo: Atlas. 2002.

TURNER, Wayne C. & MIZE, Joe H. & CASE, Kenneth E. & NAZEMETZ John W. Introduction to