Estudo de tempos e métodos na montagem de painéis elétricos

Prévia do material em texto

Estudo de tempos e métodos na montagem de painéis elétricos
Carlos Eduardo Piussi Bitencourt (UFRGS)
carlos@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. A idéia 
principal deste estudo é obter um diagnóstico preciso do processo em questão, bem como 
encontrar oportunidades para melhoria do processo. Para obter o diagnóstico e identificar 
as melhorias pretendidas, um procedimento em cinco etapas é apresentado. Esse 
procedimento é ilustrado nesse artigo através de um estudo de caso. 
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: Selecionar o trabalho a ser estudado (i); Registrar todos os fatos 
relevantes do método presente (ii); Examinar estes fatos criticamente na seqüência (iii); 
Desenvolver o método mais prático (iv); Implantar o novo método (v); e Manter o método 
pela checagem periódica dele em uso (vi) (SLACK, 2002). Com o passar dos anos estas duas 
disciplinas 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 método 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 
gama de abrangência em diversos tipos de processos são justificadas pelo grande uso de 
técnicas de estudo de tempos e 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 tendo como base estes preceitos, ele conta com 5 etapas:
Etapa 1: Identificação de todas as tarefas que compõe o processo e, subdivisão das 
tarefas em 6 tipos de atividades (GILBRETHS, 1917). A subdivisão é:
• Operação, a qual tem caráter de trabalho que agrega valor ao produto (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 estabelecido (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 trabalho foram estes, conforme Figura 1:
 Figura 1 – Símbolos das subdivisões por Gilbreths
Etapa 2: Agrupamento de atividades correlatas em subgrupos.
Etapa 3: Uso de técnicas estatísticas para o 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. As médias e desvios padrões 
obtidos são pertencentes às tarefas identificadas como inclusas no processo. Com posse das 
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 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.
Etapa 4: Uso de técnicas estatísticas para o diagnóstico da variabilidade entre 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 dos limites superiores, ambas a partir de um 
intervalo de confiança de 95%.
Etapa 5: Agrupamento de todos os dados coletados e implementação de melhorias no 
processo.
Neste artigo, apresenta-se a aplicação da metodologia descrita em um estudo de caso. Esta 
metodologia é baseada no trabalho dos autores citados anteriormente. O processo em questão 
é o processo de montagens de painéis elétricos. O projeto foi desenvolvido pela EPR 
Consultoria – Empresa Júnior da Engenharia de Produção da Universidade Federal do Rio 
Grande do Sul na empresa Muri Linhas de Montagem. 
 2. ESTUDO DE CASO
O caso a ser descrito trata-se do estudo da montagem de painéis elétricos. O projeto foi 
realizado entre os meses de maio e setembro de 2003 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 estudo e diagnóstico, através da análise das 
operações, do processo de montagem dos painéis elétricos, visando sua melhor compreensão. 
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 apresentada à empresa contratada
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 uma linha de montagem, 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 planta.
Entendendo-se a grande importância do processo de montagem de painéis elétricos, a Muri 
Linhas de Montagemdecidiu 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 
empresa presume uma possível alta variabilidade 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 feita na Etapa 1 da 
metodologia. 
De posse dessa listagem, foram feitas cronometragens dos tempos de cada sub-item. 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 extraídas as médias aritméticas bem com os desvios padrões de cada uma das tarefas 
inclusas no processo. De posse desses, foram calculados os limites máximos 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):
LinSiiX =××+ )96,1( (1) 
onde “ iX ” representa a média dos tempos coletados na tarefa i, “ Si ” o desvio padrão dos 
tempos coletados na tarefa i, “ n ” o número de vezes que essa tarefa é realizada na montagem 
de um painel e “ Li ” o limite superior de tempo para execução da tarefa em questão para um 
intervalo de confiança de 95%. A constante 1,96 representa o valor de Z0,025 retirado da Tabela 
Z.
Por saber a representatividade no processo de um dos doze subgrupos diagnosticados como 
correlatos (Etapa 2 da metodologia), 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 10% do tempo 
envolvido no processo se perca com folgas, que são dadas aos funcionários mediante 
necessidades deles. 
De posse de todos os tempos de limites superiores calculados em cada tarefa montou-se a 
Tabela 1. Os tempos apresentados estão em segundos.
 
O
pe
ra
çã
o
M
ov
im
en
ta
çã
o
Tr
an
sp
or
te
In
sp
eç
ão
 E
sp
er
a
A
rm
az
en
am
en
to
Tempo por tipo de operação (tempo médio) 50346 35258 0 14736 641 0
Total tempo médio 100981
Tempo por tipo de operação (limite máximo) 74240 54207 0 23118 923 0
Total limite máximo 152488
Tabela 1 – Somatório dos tempos médios e limites máximos
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:
 Operação Movim. Transp. Inspeção Espera 
 Armazen
. 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, estes os 
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. No gráfico 1 
logo abaixo pode ser mais bem visualizado o resultado obtido.
43% 31%
13%2%1% 10%
Operação
Movimentação
Inspeção
Folga
Teste
Espera
 Gráfico 1 – Percentual por subdivisão
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 a medida em 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 
uma das 4 subdivisões de tarefas que pertencem ao processo, a fim de visualizar a 
variabilidade . Para os cálculos foram usadas as Equações (2.1) e (2.2):
ij
ijXLij
ijX µ95%
)88,0/))(((
=
−−Λ ∑∑∑
∑ (2.1);
ij
ijXLij
Lij
λ95%
)88,0/))(((
=
−−Μ ∑∑∑
∑ (2.2);
onde “∑ ijX ” 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 “ ijµ95% ” 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 “ ijλ95% ” 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 dividimos o ∑ ijX pelo ∑ Λ subtraído da diferença entre ∑ Lij e ∑ ijX , a 
qual nos fornece o desvio padrão na subdivisão i em questão, obtemos 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 ijλ95% é análoga a esta 
demonstrada do ijµ95% .
Os resultados obtidos podem ser mais bem visualizados no Gráfico 2:
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%
Gráfico 2 – Variação por subdivisão
3. CONCLUSÃO
Neste artigo apresenta-se a aplicação de uma metodologia sustentada por técnicas estatísticas, 
bem como estudo de tempos e métodos. Esta metodologia foi desenvolvida com o intuito de 
aprimorar as atividades realizadas na montagemde 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 o Gráfico 2.
REFERÊNCIAS
1. BARNES, Ralph M. (1999). Estudo de movimentos e de tempos: projeto e medida do 
trabalho. São Paulo: Edgard Blücher.
2. GILBRETH, F. W. & GILBRETH L. M. (1917). Applied Motion Study. New York: 
Sturgis and Walton.
3. RIGGS, James L. (1987). Production Systems: planning, analysis, and control. 4a ed. New 
York: John Wiley
4. SHINGO, Shingeo (1996). O Sistema Toyota de Produção – Do ponto de vista da 
engenharia de produção. 2a ed. Porto Alegre: Bookman.
5. SLACK, Nigel & CHAMBERS, Stuart & JOHNSTON, Robert (2002). Administração da 
Produção. 2a ed. São Paulo: Atlas.
6. TURNER, Wayne C. & MIZE, Joe H. & CASE, Kenneth E. & NAZEMETZ John W. 
(1993). Introduction to Industrial and Systems Engineering. 3a ed. Englewood Cliffs, N.J.: 
Prentice Hall.
 
	1. Introdução