UNIVERSIDADE PAULISTA Curso de Administração
Gestão de Operações Produtivas
(Módulo 2)
Prof. Marcio Cardoso Machado
http://marciocmachado.com.br
SUMÁRIO
1 Natureza do planejamento em operações ... 3
2 Estudos de Tempos e Métodos ... 4
2.1 Tempos cronometrados ... 4
2.2 Finalidade do estudo de tempos ... 4
2.3 Metodologia e equipamentos para estudo de tempos ... 4
2.4 Etapas para determinação do tempo padrão de uma operação ... 5
2.4.1 Divisão da operação em elementos... 5
2.4.2 Determinação do número de ciclos a serem cronometrados ... 6
2.4.3 Tabelas de coeficientes ... 7
2.4.4 Avaliação da velocidade do operador ... 9
2.4.5 Determinação das tolerâncias ... 9
2.4.6 Determinação do tempo padrão ... 10
3 Tempo padrão com atividades acíclicas ... 15
3.1 Tempo padrão para um lote de uma mesma peça ... 16
4 Amostragem do trabalho ... 20
4.1 Conceito ... 20
4.2 Metodologia da amostragem do trabalho ... 21
4.3 Níveis de confiança e limites de precisão ... 21
4.4 Vantagens e desvantagens (em relação aos tempos cronometrados) .... 24
5 Curvas de Aprendizagem ... 27
5.1 Expressão matemática da Curva ... 28
5.2 Usos da Curva de Aprendizagem ... 30
5.3 O uso de tabelas ... 30
1 NATUREZA DO PLANEJAMENTO EM OPERAÇÕES
Segundo Slack (2009), o planejamento ocupa-se de gerenciar as atividades da operação produtiva de modo a satisfazer continuamente a demanda dos consumidores. Qualquer atividade de produção, de um bem ou serviço, requer um plano que demandará controle. Como já estudamos no Módulo 1 de Gestão de Operações IV, o planejamento da capacidade produtiva deve satisfazer à demanda futura, no que se refere a quantidade produzida, porém questões como Planejamento da Demanda e Planejamento agregado darão mais robustez ao Planejamento da Capacidade. Antes porém de tratarmos do Planejamento da Demanda e Planejamento agregado torna-se importante discutir questões básicas tais como:
Estudos de Tempos e Métodos das Operações o Tempo Cronometrado
o Tempo Normal o Tempo Padrão
o Tempo com atividades acíclicas Amostragem do Trabalho,
o Metodologia
o Vantagens e desvantagens Curvas de Aprendizagem
o Expressão matemática da curva o Usos da curva
2 ESTUDOS DE TEMPOS E MÉTODOS
2.1 Tempos cronometrados
A cronometragem, cujo objetivo é medir a eficiência individual, é um dos métodos mais empregados na indústria para medir o trabalho.
2.2 Finalidade do estudo de tempos
As medidas de tempos padrões de produção são dados importantes para: A empresa elaborar o seu planejamento, utilizando com eficácia os recursos disponíveis e, também, para avaliar o desempenho de produção em relação ao padrão existente;
Fornecer os dados para a determinação dos custos padrões, para levantamento de custos de fabricação, determinação de orçamento e estimativa de custo de um produto novo;
Fornecer dados para o estudo de balaceamento de estruturas de produção, comparar roteiros de fabricação e analisar o planejamento de capacidade.
2.3 Metodologia e equipamentos para estudo de tempos
Existem muitos equipamentos e métodos que podem auxiliar na observação e análise dos tempos. Como exemplo, temos:
Cronômetro de hora centesimal é o cronômetro mais utilizado – uma volta no ponteiro maior corresponde a 1/100 de hora, ou 36 segundos.
Filmadora é um equipamento auxiliar que apresenta a vantagem de registrar fielmente todos os diversos movimentos executados pelo operador, auxiliando o analista do trabalho a verificar se o método do trabalho foi adotado e auxilia na verificação da velocidade com que a operação foi realizada.
Folha de observações - para que os tempos e demais informações relativas à operação cronometrada possam ser adequadamente registrados.
Prancheta para observações – é necessário para que se apóie nela a folha de observações e o cronômetro.
2.4 Etapas para determinação do tempo padrão de uma
operação
Um estudo de tempo não pode ser iniciado sem que algumas etapas sejam cumpridas. As etapas descritas a seguir não são mandatórias, mas representam um bom começo para um estudo de tempo consistente.
Discutir com todos os envolvidos o tipo de trabalho que será executado, procurando obter a colaboração dos encarregados e dos operadores do setor;
Treinar o operador que irá executar a operação, conforme o estabelecido;
Elaborar um desenho esquemático da peça e do local do trabalho para auxílio e registro;
Determinar o número necessário de cronometragens ou ciclos; Determinar o tempo médio (TM), após as cronometragens;
Avaliar o fator de ritmo ou velocidade da operação, o tempo normal (TN), tolerâncias para fadiga e para necessidades pessoais;
Determinar o tempo padrão (TP) da operação.
2.4.1 Divisão da operação em elementos
Os elementos de uma operação são as partes em que uma operação pode ser dividida. A finalidade dessa divisão é facilitar a verificação do método de trabalho. Exemplo: Você está sentado no sofá da sala ouvindo música e toca a campainha da porta. A porta situa-se a 10 metros de onde você está sentado. Você deve levantar-se do sofá, andar até onde está a chave da porta (5 metros), pegar a chave, colocá-la na porta e abri-la. Em que elementos essa atividade poderia ser
Elemento 1 – levantar do sofá e pegar a chave
Elemento 2 – andar até a porta , colocar a chave e abrir a porta.
2.4.2 Determinação do número de ciclos a serem cronometrados
Na prática, para determinar o tempo padrão de uma peça ou de uma operação, devem ser realizadas entre 10 e 20 cronometragens.
Para determinar o número de cronometragens ou ciclos n a serem cronometrados podemos utilizar a seguinte fórmula:
Fórmula: 2 2 x d Er R z n Sendo:
n = número de ciclos a serem cronometrados
z = coeficiente da distribuição normal padrão para uma probabilidade determinada
R = amplitude da amostra (diferença entre a amostra maior e menor) Er = Erro relativo
d2 = coeficiente em função do número de cronometragens realizadas preliminarmente
x = média da amostra
Para a utilização da fórmula, 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. Na prática, costuma-se utilizar probabilidade entre 90% e 95%, e erro relativo variando entre 5% e 10%.
obtendo-Determinar o número de cronometragens para uma confiança de 95% e um erro relativo máximo de 5%. 9,5 94 704 , 2 05 , 0 20 96 , 1 2 2 n
Ou seja, devem ser realizadas 10 cronometragens.
Obs: O valor de z = 1,96 foi retirado da tabela de coeficientes para uma probabilidade de 95%.
2.4.3 Tabelas de coeficientes
Como não pretendemos trabalhar com graus de confiança muito altos (acima de 95%) nem com graus de confiança abaixo de 90% usaremos uma tabela que resume os principais graus de confiança exigidos em um estudo de tempo (obtidos diretamente da tabela de distribuição normal).
Distribuição normal
Probabilidade (%) 90 91 92 93 94 95
Z 1,65 1,70 1,75 1,81 1,88 1,96
Vimos também que a fórmula utilizada para determinação do número de cronometragens utiliza um coeficiente chamado d2. Este coeficiente está associado ao número preliminar de cronometragens realizada. Suponhamos que em um determinado estudo de tempos foram realizadas 7 cronometragens iniciais, devemos portanto utilizar um d2 de 2,704 obtido a partir da tabela.
Coeficiente para calcular o número de cronometragens
n 2 3 4 5 6 7 8 9 10
d2 1,128 1,693 2,059 2,326 2,534 2,704 2,847 2,970 3,078
Exercício 2.1: Para estabelecer o tempo padrão de uma operação, foi realizada uma cronometragem preliminar com oito tomadas de tempo de uma
operação. O tempo padrão deve ter 90% de probabilidade e apresentar erro relativo de 10%. Calcular o número de cronometragens.
Dados em minutos:
Cronometragem Tempo (min)
1 1,5 2 1,4 3 1,7 4 1,8 5 1,8 6 1,7 7 1,9 8 1,8
Exercício 2.2: Em um estudo de tempos cronometrados, foi realizada uma cronometragem preliminar com 4 tomadas de tempo, obtendo-se os resultados em minutos:
3,0 3,3 2,7 3,0
A empresa deseja que o tempo padrão tenha 90% de probabilidade de estar correto e uma variação máxima de 6% sobre o tempo determinado. Quantas cronometragens devem ser realizadas?
2.4.4 Avaliação da velocidade do operador
A velocidade “V” do operador é determinada subjetivamente por parte do cronometrista, que a referencia à assim denominada velocidade normal de operação, à qual é atribuído um valor 100 (ou 100%). Para evitar erros, é prática habitual o treinamento e o retreinamento sistemático e contínuo da equipe de cronometristas, utilizando-se operações padronizadas ou operações realizadas dentro da empresa e para as quais se tenha convencionado o tempo que representa a velocidade normal 100.
2.4.5 Determinação das tolerâncias
Não é possível esperar que uma pessoa trabalhe sem interrupções o dia inteiro. Assim, devem ser previstas interrupções no trabalho para que sejam atendidas as denominadas necessidades pessoais e para proporcionar um descanso, aliviando os efeitos da fadiga no trabalho.
Tolerância para atendimento às necessidades pessoais – considera-se suficiente um tempo entre 10 min e 25 min (5% aproximadamente) por dia de trabalho de 8 horas.
Tolerância para alívio da fadiga. Ambiente de trabalho com excesso de ruído, mais de 80 dB, iluminação insuficiente, menos que 200 lux, condições de conforto térmico inadequadas, temperatura ambiente fora da faixa de 20 a 24 centígrado e umidade relativa abaixo de 40% ou acima de 60%, entre outros geram fadiga. As tolerâncias concedidas para a fadiga têm um valor entre 10% (trabalho leve em um bom ambiente) e 50% do tempo (trabalho pesado em condições inadequadas).
Geralmente, adota-se uma tolerância variando entre 15% e 20% do tempo (fator de tolerância entre 1,15 e 1,20) para trabalhos normais realizados em um ambiente normal, para as empresas industriais. Trabalhos em escritórios o fator de tolerância situa-se em torno de 1,05.
As tolerâncias podem também ser calculadas em função dos tempos de permissão que a empresa se dispõe a conceder. Neste caso, determina-se a porcentagem de tempo “p” concedida em relação ao tempo de trabalho diário e calcula-se o fator de tolerância como sendo:
) (t p t FT
Exemplo: Calcule o Fator de Tolerância considerando 8 horas de trabalho e 80 minutos de paradas para lanches e atrasos previstos
20 , 1 ) 80 480 ( 480 FT
2.4.6 Determinação do tempo padrão
Uma vez obtidas as n cronometragens válidas, deve-se:
Calcular a média das n cronometragens, obtendo-se o tempo cronometrado (TC) ou tempo médio (TM)
Calcular o tempo normal (TN): TN = TC x V Calcular o tempo padrão (TP): TP = TN x FT
Exemplo: Uma operação de furar uma chapa foi cronometrada 10 vezes, obtendo-se o tempo médio por ciclo de 4,5 segundos. O cronometrista avaliou a velocidade média do operador em 95% e foi atribuído ao trabalho um fator de tolerância total (pessoais e para fadiga) de 18%. Calcular o tempo padrão da operação.
Solução:
TC = tempo cronometrado = 4,5s
TN = tempo normal = TM x V = 4,5 x 0,95 = 4,28s
Exercício 2.3: Um estudo de tempo de uma operação de preparação de uma máquina acusou um tempo médio de 27,50 minutos. A velocidade do operador avaliada pelo cronometrista foi de 103% e a empresa concede 30 minutos pra lanches e 25 minutos para atrasos inevitáveis em um dia de 8 horas de trabalho. Determine o tempo normal e o tempo padrão da operação.
Exercício 2.4: Uma operação foi cronometrada 5 vezes, obtendo-se os tempos em segundos: 20,7s – 21,0s – 22,9s – 23,4s – 20,8s. O cronometrista avaliou a velocidade da operação (valor válido para as cinco cronometragens) em 95%. A empresa considera que a operação cronometrada é uma operação que não exige um esforço especial e fixa um fator de tolerâncias de 15% sobre o tempo normal. Determinar o tempo médio – TM, o tempo normal – TN e o tempo padrão TP.
Exercício 2.5: A lanchonete fez um estudo de produtividade e anotou os tempos necessários para o preparo de um sanduíche. As tolerâncias são de 15% (FT=1,15). Determinar o tempo normal – TN e o tempo padrão – TP. Se a estimativa de demanda máxima é de 50 sanduíches entre 12 e 13 horas, quantos “chapeiros” serão necessários?
Cronometragens (minutos)
Elementos 1 2 3 V (%)
1.colocar hambúrguer na chapa 0,40 0,42 0,38 90
2.cozinhar um lado 0,75 0,82 0,85 110
3.virar e cozinhar outro lado 0,70 0,80 0,75 110
4.montar o sanduíche 0,35 0,38 0,36 95
Neste exercício, como a velocidade é dada para cada elemento, não deve ser calculada a velocidade média, pois isto resultaria em um erro de conceito. Deve-se determinar o tempo normal por elemento e somar esses tempo normais.
Elementos Tempo Médio
(min) V (%) TN
1.colocar hambúrguer na chapa 0,40 90 0,36
2.cozinhar um lado 0,81 110 0,89
3.virar e cozinhar outro lado 0,75 110 0,83
4.montar o sanduíche 0,36 95 0,34
Tempo Normal – TN 2,42 Tempo Padrão – TP = 2,42 x 1,15 = 2,78 minutos
Um chapeiro consegue preparar em 1 hora: 60 min : 2,78 = 21,58 sanduíches.
São necessários para atender à demanda de 50 sanduíches: 50 : 21,58 = 2,32 chapeiros, ou 3 pessoas.
Exercício 2.6: Um fabricante de produtos de toucador coloca em uma caixa: um sabonete, uma água de colônia e um desodorante. Após ter colocado os produtos na caixa, ela é fechada e colocada ao lado da mesa de embalagens, recomeçando o trabalho com uma nova caixa. A cada 6 caixas, elas são colocadas em uma caixa de papelão para expedição. Se a empresa concede, em um dia de 8 horas, um total de permissões de 50 minutos, calcular o tempo normal e o tempo padrão da operação, e determinar quantas caixas de papelão completas um operador pode produzir por dia.
Operação de embalagem Tempos em minutos
Elementos 1 2 3 4 5 6 V(%)
1.Pegar a caixa vazia 0,10 0,11 0,12 0,10 0,09 0,12 95 2.Colocar o sabonete 0,14 0,15 0,15 0,16 0,13 0,15 100 3.Colocar a água de colônia 0,16 0,18 0,20 0,19 0,20 0,20 90 4.Colocar o desodorante 0,13 0,12 0,14 0,14 0,12 0,13 110 5.Fechar a caixa e colocar ao lado 0,20 0,22 0,24 0,25 0,23 0,25 105 6.Colocar as 6 caixas na caixa de
papelão 1,05 95
Elementos Tempo Médio (min) V (%) TN 1.Pegar a caixa vazia
2.Colocar o sabonete 3.Colocar a água de colônia 4.Colocar o desodorante
5.Fechar a caixa e colocar ao lado Tempo (elementos 1 a 5)
6.Colocar as 6 caixas na caixa de papelão
Exercício 2.7: Uma operação é constituída de 2 elementos e foi cronometrada 4 vezes. A empresa concede 25 minutos de fadiga e 30 minutos para necessidades pessoais em um dia de trabalho de 8 horas. Determinar o tempo médio (TM), o tempo normal (TN) e o tempo padrão (TP). Quantas peças podem ser produzidas por dia? Cronometragens (minutos) Elementos 1 2 3 4 Elemento 1 1,03 1,04 1,02 1,02 Elemento 2 2,07 2,02 2,04 2,03 Total 3,10 3,06 3,06 3,05 Velocidade 105% 100% 95% 95% Solução:
a) Deve-se calcular o tempo normal para cada cronometragem.
b) Em seguida calcular o tempo normal médio (o tempo normal da operação). c) Calcular o coeficiente de tolerância (FT).
d) Calcular o tempo padrão (TP).
3 TEMPO PADRÃO COM ATIVIDADES ACÍCLICAS
A fabricação de uma peça geralmente depende de execução de uma seqüência de operações. Nesse caso, o procedimento a ser seguido é:
Determinar o tempo para cada operação em que a peça é processada; Somar todos os tempos padrões.
Deve-se ainda verificar a ocorrência de atividades de setup e de finalização. Entende-se por setup, ou preparação, o trabalho feito para se colocar o equipamento em condição de produzir uma nova peça com qualidade em produção normal.
O tempo de setup é o tempo gasto na nova preparação do equipamento até o instante em que a produção é liberada. Inclui-se nesse tempo o que se costuma chamar de try-out, que é a produção das primeiras peças para verificar se o equipamento pode ser liberado para a produção normal.
O setup costuma ser visto como uma atividade acíclica dentro do processo de produção, porque ocorre cada vez que é produzido um lote de peças e não somente uma peça;
O cálculo do Tempo Padrão do produto =
l TF TPi q TS ) ( ) ( Sendo:
TS = tempo padrão de setup (preparação)
q = quantidade de peças para as quais o setup é suficiente TPi = tempo padrão da operação i
TF = tempo padrão das atividades de finalização L = lote de peça para que ocorra a finalização
Os tempos de setup ou de finalização de uma operação devem ser separados do tempo de operação propriamente dito e devem ser objeto de cronometragens distintas.
Exemplo: Um produto industrial é processado em três operações cuja soma dos tempos padrão é de 3,50min. O tempo padrão do setup é de 5,0 min para 1.000 peças. As peças produzidas são colocadas em um contêiner com capacidade para 100 peças que, quando cheio, é fechado e colocado ao lado. O tempo necessário para essa atividade é de 1,50min. Calcular o tempo padrão para cada peça.
Solução: Tempo padrão = (5,0/1.000) + 3,5 + (1,50/100) = 3,520min
3.1 Tempo padrão para um lote de uma mesma peça
No caso, deve-se verificar o número de vezes que deve ser feito o setup e o número de finalizações que são feitas para o lote de peças. O tempo padrão é:
Tempo padrão para um lote = (n x TS) + p x (∑ TPi) + (f x TF) Sendo:
n = número de setups que devem ser feitos TS = tempo padrão de setup
P = quantidade de peças do lote TPi = tempo padrão da operação i
f = número de finalizações que devem ser feitas TF = tempo padrão das atividades de finalização
Solução:
São necessários 2 setups e 15 finalizações, resultando: Tempo padrão para o lote de 1.500 peças =
= (2 x 5,0) + 1.500 x 3,50 + (15 x 1,50) = 5.282,50min
Apesar de a metodologia apresentada ser a maneira correta de calcular o tempo padrão de um lote, muitas empresas rateiam o tempo de setup, dividindo-o pela quantidade de peças para o qual o tempo de setup é válido.
Tempo padrão por peça (do exercício anterior) = 3,520min/peça Tempo para o lote de 1.500 peças = 1.500 x 3,520 = 5.280 min.
Como pode ser verificado, a diferença entre os valores obtidos pelas duas metodologias é pequena.
Exercício com elementos acíclicos
Exercício 3.1: Com os dados abaixo, determine: a) O tempo normal
b) O tempo padrão e a quantidade de peças que podem ser feitas por dia.
Elementos 1 2 Tempos em minutos 3 4 VELOCIDADE Elemento 1 4,03 - 4,02 - 110% Elemento 2 1,07 1,02 1,04 1,03 105% Elemento 3 1,72 1,80 1,75 1,76 100%
Elemento 4 2,07 - - - 95%
Obs: o Elemento 1 ocorre 1 vez a cada duas peças e o Elemento 4 ocorre 1 vez a cada oito peças. 20 minutos para fadiga e 20 minutos para necessidade pessoais em 8,5 horas.
Solução: A operação é constituída por quatro elementos, sendo que o elemento 1, que ocorre uma vez a cada duas peças, e o elemento 4, que ocorre uma vez a cada oito peças, são elementos acíclicos. Além disso, o cronometrista avaliou a velocidade para cada um dos elementos, o que impossibilita calcular-se o tempo médio da operação. Deve-se calcular o tempo normal por elemento e somar os tempos normais dos quatro elementos, obtendo-se o tempo normal da operação, continuando com a metodologia de cálculo para a determinação do tempo padrão.
TN 1 = TN 2 = TN 3 = TN 4 = TN da operação = FT = TP da operação =
Exercício 3.2: 10. Uma operação é realizada em uma máquina que apresenta um tempo padrão de setup, que inclui a troca do ferramental de 15 minutos e que deve ser refeito (trocar a ferramenta) a cada 5.000 peças fabricadas. O operador da máquina, a cada 1.000 peças, coloca as peças em uma caixa ao lado da máquina. As caixas vazias são colocadas ao lado da máquina por ajudantes de produção que também retiram as caixas cheias. A operação tem um tempo cronometrado (tempo médio) de 1,09 minuto por peça e foi avaliada a velocidade V do operador em 105%. Se o fator de tolerâncias é fixado em 1,25 e o tempo cronometrado (tempo médio) para colocar a caixa com as 1.000 peças ao lado da máquina é de 4,8 minutos com velocidade V de 100%. Calcular: a) o tempo padrão por peça; b) o tempo padrão por caixa e c) o tempo padrão para um lote de 3.000 peças.
Solução
a) Tempo padrão por peça: TN = TP = b) Tempo padrão por caixa: TN = TP =
c) Tempo padrão para o lote de 3.000 peças: Para a fabricação do lote de 3.000 peças, é necessário 1 tempo de setup e 3 atividades de "colocar a caixa com 1.000 peças ao lado da máquina".
Tempo padrão para 3.000 peças:
Tempo padrão para colocar as 3 caixas de lado: Tempo padrão de setup:
4 AMOSTRAGEM DO TRABALHO
4.1 Conceito
A amostragem do trabalho consiste em fazer observações intermitentes sem um período consideravelmente maior do que em geral utilizado no estudo de tempo por cronometragem, e envolve uma estimativa da proporção despendido em um dado tipo de atividade, em um certo período, por meio de observações instantâneas, intermitentes e espaçadas ao acaso. O método tem as seguintes aplicações:
Estimativa de tempo de espera inevitável, como base para o estabelecimento de tolerância de espera;
Estimativa da utilização de máquinas em fábricas, equipamentos de transporte;
Estimativa de tempos gastos em várias atividades, como as exercidas por supervisores, engenheiro, pessoal de manutenção, inspetores, enfermeiras, professores, pessoal de escritório etc;
Exemplo: Um estudo mostra que 20% de uma semana de trabalho foi gasta em esperas evitáveis. Se, em cada observação feita, o ritmo do operador também foi avaliado e a média foi 110%, e se o operador produziu 1.000 peças em 40 horas, qual será seu tempo padrão para a confecção destas peças?
Tempo padrão = unidadex h unidade
unid x hx / 035 , 0 10 , 1 / 032 , 0 000 . 1 10 , 1 80 , 0 40
O método pode ainda ser usado para estudar: Fluxo de material,
Problemas de interferência; Diagnóstico de operações.
4.2 Metodologia da amostragem do trabalho
Para estimar o tempo que um grupo de trabalhadores gasta no trabalho e fora dele, fazemos um grande número de observações ao acaso, nas quais determinamos simplesmente se o trabalhador está trabalhando ou não, e marcamos os resultados.
Marcação Total %
Trabalhando ////...///..../// 96 88,9
Ocioso ////...////.// 12 11,1
Total 108 100,0
As porcentagens de marcas registradas nas classificações “trabalhando” ou “ocioso” são estimativas das porcentagens reais do tempo em que o operador está em atividade ou não. Este é o fundamento da amostragem do trabalho: o número de observações é proporcional ao tempo gasto no trabalho ou fora dele. Este valor seria uma estimativa da taxa de ocupação do operário ou da máquina, conforme o resultado.
A precisão da estimativa depende do número de observações e pode-se estabelecer, de antemão, limites de precisão e níveis de confiança.
Um uso comum é a determinação da porcentagem de tempo que os trabalhadores realmente gastam para atender as necessidades pessoais e atrasos que fazem parte das tarefas. A informação resultante poderá ser utilizada como base das margens percentuais que entra no tempo padrão.
4.3 Níveis de confiança e limites de precisão
Da mesma maneira que nos tempos cronometrados, pode-se determinar o tamanho da amostra a partir do intervalo de confiança da média da distribuição binomial. Na prática, o tamanho da amostra deve estar ao redor de 100 observações.
n = Pi Pi x Er Z 2 1 Sendo:
n = número de observações necessárias P = probabilidade (nível de confiança)
Z = coeficiente tirado da tabela de probabilidades para distribuições normais; Er = Intervalo de variação de Pi (precisão ou erro relativo)
Pi = estimativa da porcentagem da atividade i
Exemplo: Considerando probabilidade = 90%, o valor de Z será = 1,65. Se desejarmos avaliar se uma porcentagem de 85% do tempo trabalhado é verdadeira e se desejarmos um erro relativo máximo de 10% daquele valor (10% de 85%), o número de observações n será:
n = 48 85 , 0 85 , 0 1 1 , 0 65 , 1 2 x
Se desejássemos trabalhar com o erro absoluto E, a expressão seria:
n = Pi Pi x Er Z 2 1
No exemplo: E = 10% de 85% = 8,5%, e o resultado seria o mesmo. Ou seja, para conseguir o tempo trabalhado dentro do estabelecimento faríamos 48
Exemplo: Seja um departamento de usinagem com 10 pessoas. Os atrasos são do tipo esperar ferramentas, materiais e instruções, aprovação do inspetor, mudanças de tarefas ou dificuldades com as máquinas.
Projeto de estudo
a) Estimar os valores preliminares para as três categorias – trabalho, atraso e tempo pessoa – usando conhecimentos, estudos e avaliações dos mestres e operadores obtidos do passado ou de um estudo preliminar.
Trabalho ... 85% Atraso ... 10% Tempo pessoal ... 5%
b) Estabelecer os limites de precisão das estimativas a serem obtidas: Variação % de 1% com confiança de 95%;
c) Estimar o número de observações.
d) Programar o número total de leituras sobre o período de estudo desejado.
e) Planejar os aspectos físicos do estudo: Folha de observações
Determinação do caminho a ser percorrido, ponto de observação; Tomar dados de acordo com o planejamento;
Verificar a precisão do resultado e a consistência dos dados;
Se conhecemos:
b) o ritmo de trabalho médio durante as observações.
Número totaldepeçasproduzidas
decimais em médio ritmo decimais em trabalho do % minutos em estudo do total T TN
Daí tiramos o tempo padrão: TP = TN x FT (como já foi visto em tempos cronometrados)
4.4 Vantagens e desvantagens (em relação aos tempos
cronometrados)
Vantagens Desvantagens
Operações cuja medição para cronômetro é cara;
Estudos simultâneos de equipes; Custo do cronometrista é alto Observações longas diminuem influência de variações ocasionais; O operador não se sente
observado de perto.
Não é bom para operações repetitivas de ciclo restrito; Não pode ser tão detalhada como estudo com cronômetro; A configuração do trabalho pode mudar no período;
A administração não entende tão bem.
Às vezes se esquece de registrar o método de trabalho.
Exemplo: Uma pizzaria entrega pizza na casa de seus clientes durante 6 dias por semana e deseja determinar qual o percentual do tempo total que é gasto pelos entregadores. A pizzaria emprega 3 entregadores e foi realizada uma amostragem com 100 observações durante um mês, que resultou em um total de 135 entregadores presentes. Determinar o número correto de observações que devem ser feitas para que o resultado tenha 95% de confiança e erro relativo de 5%.
Se nunca houvesse entrega de pizzas, os entregadores sempre estariam presentes na pizzaria e, em 100 observações, o resultado seria 300 (teoricamente). Tomando por base esse número, temos uma porcentagem aproximada de entrega de (300 – 135)/300 = 55%
Para verificar esse valor vamos calcular o número de observações necessárias.
Usamos a expressão de n, que tem o erro relativo
n = 55 , 0 55 , 0 1 05 , 0 96 , 1 2 x n = 1.257,26 ou 1.258 observações.
Em virtude de tratar-se de um grande número de observações, pode-se diminuir a probabilidade, passando para 90% e Z = 1,65, e também aumentar o erro relativo para 10%. Teremos:
n = 55 , 0 55 , 0 1 10 , 0 65 , 1 2 x n = 222,75 ou 223 observações
Considerando que a pizzaria trabalha 6 dias por semana, sendo 4 semanas por mês, caso a amostragem fosse feita em 1 mês, deveriam ser realizadas 9,2, ou 10 observações por dia.
Exercício 4.1: Em um escritório, verificou-se que as atividades desenvolvidas pelos funcionários poderiam ser classificadas de acordo com uma lista de eventos.
Para verificar a porcentagem de tempo gasta em cada um deles foi realizada uma amostragem preliminar, cujos resultados são:
Eventos Amostragem preliminar (%)
1. Ao telefone 2. Escrevendo 3. Lendo
4. Outros (inclusive ausente)
50 25 15 10
Determinar o número de observações que seriam necessárias para nos assegurarmos com relação à porcentagem real de cada um dos elementos se desejamos uma certeza de 95% e em erro relativo de 10%.
5 CURVAS DE APRENDIZAGEM
Quando realizamos algum tipo de atividade, produtiva ou não, percebemos facilmente que à medida que repetimos esta atividade a realizamos em tempo menor. Isso se deve ao fato de que com essas repetições nos aperfeiçoamos e “aprendemos” cada vez um pouco mais.
Outra constatação é a de que aprendemos mais se a atividade for longa e complexa. Quando realizamos atividades muito simples o aprendizado é muito pequeno.
Quando falamos de capacidade produtiva, no início do curso, verificamos que a capacidade de produção está diretamente relacionada com o tempo que se leva para executar cada atividade, se, a curva de aprendizagem nos mostra que podemos reduzir o tempo de produção à medida que repetimos as atividades isto significa que quanto mais repetimos mais produtivos nos tornamos.
Essas características foram identificadas já em 1920, nos EUA, com a montagem de aeronaves. O número de horas necessário para montagem do segundo avião era cerca de 80% do tempo da primeira unidade, e para montar o quarto avião gastava-se 80% do tempo da segunda aeronave, já para o sexto gastava-se 80% do tempo do terceiro, e assim por diante. Matematicamente podemos dizer que quando a unidade produzida passava de x para 2x, o tempo necessário para produzir a unidade 2x era 80% do tempo gasto com a unidade x. Neste caso da montagem de aeronaves, podemos dizer que as tarefas executadas estavam sendo “aprendidas” sob uma curva de aprendizagem de 80%. A figura 5.1 representa o aspecto de uma curva de aprendizagem. No eixo das abscissas marca-se o número de unidaes produzidas ou o número de repetições, já nas ordenadas estão representados os tempos gastos por unidade (ou repetição) até a nézima unidade, como uma porcentagem do tempo gasto para a primeira unidade.
Figura 5.1 – Curva de aprendizagem
5.1 Expressão matemática da Curva
A equação que define a curva de aprendizagem é: b
n
a
y
Onde:
y
= tempo para fazer a nézima unidade (ou repetição)a
= tempo para fazer a primeira unidade (ou execução)b
= Constante =2 ln
ln p
(para uma curva de aprendizagem de 100 p)
n
= nézima unidade (ou repetição)Obs:
ln
representa o logaritmo neperiano, ou seja, o logaritmo na base 2,718...). Número de Unidades T e m p o p o r U n id a d eDesta forma, para uma curva de aprendizagem de 80%, o valor de
p
é 0,8 e ob
será:322
,
0
693
,
0
)
223
,
0
(
2
ln
8
,
0
ln
b
Para uma curva de aprendizagem de 90%:
152
,
0
693
,
0
)
105
,
0
(
2
ln
9
,
0
ln
b
Exemplo:Uma atividade leva 40 horas para ser completada da primeira vez. Assumindo que a aprendizagem ocorre de acordo com uma curva de 80%, determine:
a) o tempo para fazer a 2ª, 4ª e a 8ª unidade; b) o tempo para fazer a 3ª, 6ª e a 12ª unidade; Solução:
a) No caso da 2ª, 4ª e a 8ª unidades, basta multiplicar o tempo da primeira unidade por 0,8, o da segunda por 0,8, e assim sucessivamente:
2ª unidade ________ 40 .(0,8) = 32 horas 4ª unidade ________ 32 .(0,8) = 25,6 horas 8ª unidade ________ 25,6 .(0,8) = 20,48 horas
b) O tempo para fazer a 3ª unidade pode ser obtido a partir da fórmula.
08
,
28
)
3
(
40
0,322 3
bn
a
y
6ª unidade ________ 28,08.(0,8) = 22,46 horas 12ª unidade ________ 22,46.(0,8) = 17,97 horas5.2 Usos da Curva de Aprendizagem
Alguns dos principais usos da curva de aprendizagem são os seguintes. a) No planejamento da necessidade de mão-de-obra;
Conhecendo-se a demanda para uma dada operação e a curva de aprendizagem aplicável, é possível determinar a quantidade de mão-de-obra para atender esta demanda.
b) No planejamento de custos;
Sabemos que quanto menos tempo levamos para executar uma operação ou conjunto de operações, menor será quantidade de mão-de-obra, energia, ou até mesmo material necessários para a produção. Conseqüentemente, na medida em que sabemos a curva de aprendizagem para a produção de um determinado produto podemos também determinar qual será o custo incorrido nas unidades futuras.
c) Em negociações.
Esta aplicação é quase um caso especial do planejamento de custos. A curva de aprendizagem pode fazer parte dos contratos sob encomenda para a fabricação de produtos complexos tais como: aviões, grandes equipamentos, máquinas especiais, etc. Como o custo da mão-de-obra cai à medida que aumenta o tamanho do pedido, uma vez fixado o número de unidades e o custo de se fazer a primeira unidade, pode-se calcular o custo associado a todas as unidades. Esta previsão de custos pode também oferecer um diferencial competitivo durante as negociações.
5.3 O uso de tabelas
Os valores de n-b podem ser tabelados para diferentes curvas e valores de n, facilitando assim os cálculos. Para se saber o tempo gasto na nézima operação, dada a curva que se aplica, toma-se o valor de n-b na tabela correspondente e multiplica-se pelo valor do tempo da primeira unidade.
A tabela 5.1 fornece também um coeficiente na coluna “total” pelo qual deve-se multiplicar o tempo da primeira unidade para deve-se saber o tempo acumulado até a unidade n.
Tabela 5.1: Coeficientes da curva de aprendizagem
Número da 80% 85% 90%
unidade (n) n-b Total n-b Total n-b Total 1 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 2 0,800 1,800 0,850 1,850 0,900 1,900 3 0,702 2,502 0,773 2,623 0,846 2,746 4 0,640 3,142 0,723 3,345 0,810 3,556 5 0,596 3,738 0,686 4,031 0,783 4,339 6 0,562 4,299 0,657 4,688 0,762 5,101 7 0,534 4,834 0,634 5,322 0,744 5,845 8 0,512 5,346 0,614 5,936 0,729 6,574 9 0,493 5,839 0,597 6,533 0,716 7,290 10 0,477 6,315 0,583 7,116 0,705 7,994 11 0,462 6,777 0,570 7,686 0,695 8,689 12 0,449 7,227 0,558 8,244 0,685 9,374 13 0,438 7,665 0,548 8,792 0,677 10,052 14 0,428 8,092 0,539 9,331 0,670 10,721 15 0,418 8,511 0,530 9,861 0,663 11,384 16 0,410 8,920 0,522 10,383 0,656 12,040 17 0,402 9,322 0,515 10,898 0,650 12,690 18 0,394 9,716 0,508 11,405 0,644 13,334 19 0,388 10,104 0,501 11,907 0,639 13,974 20 0,381 10,485 0,495 12,402 0,634 14,608 21 0,375 10,860 0,490 12,892 0,630 15,237 22 0,370 11,230 0,484 13,376 0,625 15,862 23 0,364 11,594 0,479 13,856 0,621 16,483 24 0,359 11,954 0,475 14,331 0,617 17,100 25 0,355 12,309 0,470 14,801 0,613 17,713 26 0,350 12,659 0,466 15,267 0,609 18,323 27 0,346 13,005 0,462 15,728 0,606 18,929 28 0,342 13,347 0,458 16,186 0,603 19,531 29 0,338 13,685 0,454 16,640 0,599 20,131 30 0,335 14,020 0,450 17,091 0,596 20,727 31 0,331 14,351 0,447 17,538 0,593 21,320 32 0,328 14,679 0,444 17,981 0,590 21,911 33 0,324 15,003 0,441 18,422 0,588 22,498 34 0,321 15,324 0,437 18,859 0,585 23,084 35 0,318 15,643 0,434 19,294 0,583 23,666 36 0,315 15,958 0,432 19,725 0,580 24,246 37 0,313 16,271 0,429 20,154 0,578 24,824 38 0,310 16,581 0,426 20,580 0,575 25,399 39 0,307 16,888 0,424 21,004 0,573 25,972 40 0,305 17,193 0,421 21,425 0,571 26,543
Exemplo:
A montagem e a regulagem de um deteminado equipamento complexo requerem, para a primeira unidade um total de 80 horas. Assumindo uma curva de aprendizagem de 80% e utilizando a tabela 5.1 determinar:
a) o tempo para se fazer a 10ª unidade;
b) o tempo total para se fazer as 10 primeiras unidades;
c) o tempo médio por unidade para as dez primeiras unidades. Solução:
a) da tabela 5.1, para n = 10 e curva de 80 %: n-b = 0,477. Logo, o tempo para a 10ª unidade será:
80.(0,477)=38,16 horas.
b) Novamente da tabela 5.1 temos que o coeficiente para as 10 primeira é 6,315; logo, o tempo total será:
80.(6,315)=505,2 horas.
c) O tempo médio por unidade será simplesmente o quociente do tempo total pelas 10 unidades:
Tempo médio = 505,2/10 = 50,52 horas.
Observação: Podemos verificar que em uma negociação é possível calcular custo do produto em função do tempo médio de produção que, neste caso, é de 50,52 horas. Se por acaso não utilizássemos o tempo médio, mas sim o tempo gasto com a primeira unidade (80 horas) o nosso custo seria, certamente, muito maior; e poderíamos ter como conseqüência um preço de venda também maior que, por exemplo, nossos concorrentes.
Exercícios de curva de aprendizagem.
Exercício 5.1: Na montagem de um novo produto, assumiu-se uma curva de aprendizagem de 85%. A unidade inicial necessitou 30 horas para a montagem. Determinar o tempo necessário:
a) para completar a 10ª unidade.
b) Para completar as 20 primeiras unidades. c) Para completar as unidades 15 a 20.
Exercício 5.2: para se terminar a curva de aprendizagem mais adequada a uma operação, foram tomados os tempos a seguir para as 4 primeiras uniades:
Unidade Tempo(horas)
1 40
2 31
3 28
4 25,2
a) Determine qual a curva de aprendizagem mais adequada para os valores acima.
Exercício 5.3: Uma companhia aérea operando na linha São Paulo - Rio vai iniciar um programa de reforma das 25 aeronaves que fazem a linha. Em trabalhos desse tipo, a companhia acha razoável adotar uma curva de aprendizagem de 80%, estimando 600 horas o tempo necessário para a reforma da primeira aeronave. Determinar o tempo de reforma:
a) da 8ª aeronave.
b) das primeiras 8 aeronaves. c) De todas as 25 aeronaves.
Exercício 5.4: deseja-se determinar uma curva de aprendizagem adequada a montagem de certo equipamento. Para tanto, são tomados os tempos de conclusão das oito primeiras unidades.
Unidade Tempo(horas) 1 23,4 2 20,8 3 19,6 4 18,9 5 18,3 6 17,6 7 17,4 8 16,6
BIBLIOGRAFIA:
1 – MARTINS, P. G. LAUGENI, F. P. Administração da Produção. 2.ed. São Paulo: Saraiva, 2005.
2 – MOREIRA, Daniel. Administração da produção e operações. 2ed. São Paulo: Cengage Learning, 2008.
3 – SLACK, Nigel, et. al. Administração da produção. São Paulo: Atlas, 2009.
4 – MACHADO, Marcio C. Gestão do Processo de Desenvolvimento de Produtos: uma abordagem baseada na criação de valor. São Paulo: Atlas, 2008.
