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Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 1 Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 2 Finalidades do Estudo de Tempos o Estabelecer padrões de produção o Fornecer dados para determinação de custos oEstimar o custo de novos produtos o Fornecer dados para balanceamento de linhas de produção Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 3 Métodos de desenvolvimento dos tempos padrões: o Cronometragem o Tempos Sintéticos o Amostragem do trabalho Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 4 Equipamentos para o Estudo de Tempos o Cronômetro de hora centesimal o Filmadora ou máquina fotográfica digital o Folha de observação (apontamentos) o Prancheta para observações PDA Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 5 Etapas a serem seguidas I - Fase de preparação: • Conscientização do grupo: Discutir claramente com os envolvidos o tipo de trabalho a ser executado, buscando a colaboração de todos, • Metodologia: Definir o método de trabalho e planejar os elementos da operação a ser cronometrada, Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 6 Etapas a serem seguidas Fase de preparação - continuação: • Treinamento/análise da atividade: Treinar o operador para que ele possa desenvolver a atividade dentro do ritmo e método esperados. • Fotografar o posto de trabalho e a peça a ser produzida e analisada, Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 7 II- Fase de execução/avaliação de resultados: • Executar uma cronometragem preliminar (em geral 5 observações) para obter os dados necessários à determinação do número necessário de cronometragens (n), • Realizar as n cronometragens definidas e determinar o tempo médio das operações TM, • Avaliar o fator de ritmo do operador (velocidade) e determinar o Tempo Normal – TN, Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 8 Velocidade do Operador A velocidade V (também denominada de RÍTMO) 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 1,00 (ou 100%). Assim, se: V = 100% Velocidade Normal V < 100% Velocidade Acelerada V > 100% Velocidade Lenta Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 9 Fase de execução/avaliação de resultados (continuação): • Determinar as tolerâncias de fadiga e de necessidades pessoais, • Avaliar graficamente a validade dos dados obtidos, • Determinar o Tempo Padrão – TP, objeto do estudo Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 10 Determinação das Tolerâncias Necessidades Pessoais: de 10 a 25 min por turno de 8 horas Alívio da Fadiga: depende basicamente das condições do trabalho, geralmente variando de 10% (trabalho leve e um bom ambiente) a 50% (trabalho pesado em condições inadequadas) da jornada de trabalho. O fator FT (Fator de Tolerância) é geralmente dado por: FT = 1/(1-p) Onde p é a relação entre o total de tempo parado devido às permissões e a jornada de trabalho. Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 11 III - Fase de operacionalização do processo •Divisão da operação em elementos: •Elementos são as partes em que a operação pode ser dividida. •Tem a finalidade de verificar o método de trabalho e deve ser compatível com a obtenção de uma medida precisa. •Tomar o cuidado de não dividir a operação em um número excessivo de elementos. Estudo de Tempos e Métodos • Divisão da operação em elementos: Exemplo: • Um operador pega um blank, posiciona-o dentro da prensa, estampa a peça, retira o retalho e posiciona a peça dentro de uma caixa. É sempre conveniente que os elementos se restrinjam a uma operação elementar. Os elementos dessa operação poderiam ser: 1. Pegar o blank, 2. Colocar o blank na prensa, 3. Acionar a prensa, 4. Retirar o retalho e jogar na caixa de sucata, 5. Retirar a peça, 6. Acondiciona a peça na caixa de transporte. fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 12 Estudo de Tempos e Métodos Determinação do número de cronometragens A determinação do número adequado de cronometragens é feita com base na distribuição normal (Distribuição de Gauss) com o uso do conceito de intervalo de confiança de uma média. A expressão utilizada é dada por: fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 13 Estudo de Tempos e Métodos • n= número de cronometragens • z: Coeficiente da distribuição normal reduzida para uma dada probabilidade, obtido na tabela de distribuição Normal • R: Amplitude da amostra, ou seja, a diferença entre o maior e o menor valor observado, • ER: Erro relativo praticado na análise, variando entre 5% e 10%. É um dado pré determinado, • d2 : Constante estatística tabelada • x : Média dos valores observados na amostra de tempos. fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 14 Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 15 • Exemplo resolvido: Uma operação foi inicialmente cronometrada em 7 vezes, obtendo-se um tempo médio de 1 minuto e 34 segundos e uma amplitude de 20 segundos. Determinar o número de cronometragens para um intervalo de confiança de 95%, com um erro relativo de 5%. Solução: Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 16 Determinação do Tempo Padrão Uma vez obtidas as n cronometragens válidas, deve-se: o Calcular a média da n cronometragens, obtendo-se Tempo Cronometrado (TC) ou Tempo Médio(TM) o Calcular o Tempo Normal (TN): TN = TC x V o Calcular o Tempo Padrão (TP) TP = TN x FT Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 17 O Tempo Médio ou Tempo Cronometrado é determinado a partir do cálculo da média dos tempos observados numa tarefa. Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 18 Estudo de Tempos e Métodos Tempos Acíclicos • São os tempos correspondentes a operações ou elementos que ocorrem a intervalos regulares, dentro de uma operação completa. Tempo padrão com atividade acíclica: • Determinar o tempo médio padrão de cada operação • Somar todos os tempos padrão • Considerar o tempo para as atividades de “ set-up” e finalização – Tempo de “set-up” (ou preparação): Trabalho para se colocar o equipamento em condição de produção de uma nova peça com qualidade em produção normal (incluir o tempo de “ try-out”). – Em geral o “ set-up” ocorre toda vez que é produzido um lote de peças. – A finalização ocorre na conclusão do processo de produçao do lote em questão – Os tempos de “ set-up” e finalização devem ser contabilizados separadamente do tempo de operação sendo objeto de cronometragens distintas. Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 2 Tempo Padrão de Atividades Acíclicas Onde: o TS Tempo Padrão do setup o Q Quantidade de peças para as quais o setup é suficiente o TPi Tempo Padrão da operação i o TF Tempo Padrão das atividades de finalização o L Lote de peças para que ocorra a finalizaçãoTPi TS q TF L Tempo Padrão = + + Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 3 Tempo Padrão para um lote de uma mesma peça Onde: o n número de setup que devem ser feitos o f número de finalizações que devem ser feitas o p quantidade de peças do lote Tempo Padrão para um lote = (n.TS) + p.( TPi) + (f.TF) Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 4 Tempos Predeterminados ou Sintéticos Os tempos sintéticos permitem calcular o tempo padrão para um trabalho ainda não iniciado. Existem dois sistemas principais de tempos sintéticos: o work-factor ou fator de trabalho e sistema methods-time measurement (MTM) ou métodos e medidas de tempo. Unidade de medida TMU 1 TMU = 0,0006 min ou 0,00001 h Estudo de Tempos e Métodos Sistemas para a determinação dos Tempos Padrões • Fator de Trabalho (work-factor )- FT • Método da Medida de Tempo – MMT methods-time measurement) • Ambos sistemas identificam inicialmente todos os micro movimentos envolvidos numa operação executada por um operador. • Para cada micro movimento são associados tempos tabelados em função da distância do objeto ao operador e da dificuldade de manuseio que o objeto apresenta. Estudo de Tempos e Métodos • Esses tempos tabelados foram obtidos através de observações e análises ao longo do tempo. • No caso da determinação do Tempo Padrão de uma operação através de Tempos Sintéticos, divide-se essa operação em micro movimentos, determina-se o tempo associado a cada um deles, soma-se todos os tempos, determinando-se o Tempo Padrão final. • Unidade de medida dos tempos sintéticos para cada micromovimento TMU (Time Measurement Unit) • 1 TMU = 0,0006 min ou 0,00001 h Estudo de Tempos e Métodos O estudo de Tempos Sintéticos apresenta a seguinte seqüência: • Selecionar a operação a ser executada. • Desenvolver um posto de trabalho piloto e treinar o operador. • Filmar a operação, de modo que nenhum micro movimento seja perdido. • Identificar todos os micro movimentos e caracterizá-los de acordo com suas dificuldades. • Medir as distâncias de modo genérico, ou seja, com precisão de centímetros. • Selecionar os tempos das tabelas. • Obter o Tempo Padrão. Estudo de Tempos e Métodos SISTEMA MMT. • O sistema do Método da Medida do Tempo classifica os micro movimentos em 8 categorias diferentes: • 1:Alcançar: Levar a mão até um objeto. Existem 5 classes diferentes de alcançar: A, B, C, D e E. • 2: Movimentar: Mover um objeto. Existem 3 classes diferentes de Movimentar: A, B e C. • 3:Girar: Refere-se ao movimento de Girar a mão. • 4:Pegar um objeto com a mão. • 5:Posicionar um objeto ou montar um objeto. • 6:Soltar um objeto. • 7:Desmontar um objeto. • 8:Tempo dos olhos: É o tempo de duração para que os olhos se voltem para algum objeto. Estudo de Tempos e Métodos 1:Alcançar • É o elemento básico usado quando a finalidade principal é transportar a mão ou os dedos a um determinado objetivo. O tempo de “alcançar” está associado aos fatores relacionados à natureza, destino, Distância percorrida e Tipo de alcance. • Classificação de Alcançar: Existem 5 categorias diferentes de “alcançar”, em função da natureza do objeto a ser atingido pela mão: Estudo de Tempos e Métodos · Alcançar (continuação) • A: quando o objeto está em posição definida, está na outra mão ou está em repouso sob a outra mão. • B: quando o objeto está sob uma localização genérica, sendo que a localização pode variar de ciclo para ciclo. • C: quando o objeto situa-se em um grupo de objetos. • D: para objetos muito pequenos, exigindo precisão à sua coleta. • E: quando o objeto está em localização indefinida, exigindo que o operador movimente seu corpo a fim de preparar-se para um próximo movimento ou tenha que desimpedir o caminho. Estudo de Tempos e Métodos Alcançar (continuação) • A distância percorrida é medida através da trajetória da mão a partir de sua posição inicial até o final do movimento. Neste caso, há três tipos de situações a serem consideradas: • A mão não está em movimento no início e no final do alcançar. Parte do repouso e volta ao repouso. • A mão está em movimento no início ou no final do alcançar. • A mão está em movimento tanto no início quanto no final do alcançar Estudo de Tempos e Métodos Tabela de alcançar Estudo de Tempos e Métodos 2:Movimentar • É o elemento básico usado quando a finalidade predominante é o transporte de um objeto • ao seu destino. Existem 3 classes de Movimentar: • Classe A: Quando o objeto vai de uma mão para a outra ou de encontro a um batente. • Classe B: Quando o objeto vai para uma localização aproximada ou indefinida. • Classe C: Quando o objeto vai para uma localização exata. Estudo de Tempos e Métodos Tabela de movimentar Estudo de Tempos e Métodos 3:Girar É um movimento usado para girar a mão, vazia ou carregada, com um movimento que cause a rotação do pulso e antebraço, tendo como eixo de rotação o próprio antebraço. O tempo de girar depende de duas variáveis: •Grau de Giro. •Fator de Peso Estudo de Tempos e Métodos 4:Pegar É o elemento básico empregado quando a finalidade predominante é assegurar-se do controle eficiente de um ou mais objetos com os dedos ou com a mão. Estudo de Tempos e Métodos 5:Posicionar Para distâncias de movimento em direção a um encaixe, no valor de 25mm ou menos Estudo de Tempos e Métodos 6:Soltar um objeto 7:Desmontar um objeto. Estudo de Tempos e Métodos 8:Tempo dos Olhos • No estudo da movimentação dos olhos são considerados dois tempos: • Tempo de focalização, • Tempo de movimentação dos olhos. • O tempo de focalização é o tempo necessário para os olhos focarem um objeto de modo a distingui-lo através de certas características da área que o circunda. • No caso do tempo de focalização, admite-se um tempo único de 7,3 UMT. • O tempo de movimentação é determinado pela distância (T) entre os pontos através dos quais os olhos se deslocam, e pela distância (D) medida perpendicularmente do olho até a linha de deslocamento. • Admitindo-se sempre 20UMT como o valor máximo possível. Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 20 Tempos Predeterminados ou Sintéticos MICROMOVIMENTOS: o Alcançar o Movimentar o Girar o Agarrar o Posicionar o Soltar o Desmontar o Tempo para os olhos Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 21 Amostragem do Trabalho Consiste em fazer observações intermitentes em um período consideravelmente maior que o utilizado pelo método da cronometragem. oObservações instantâneas oEspaçadas ao acaso Cálculo do tamanho da amostra n = x 2 Z Er 1 - Pi Pi Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 22 Vantagens Desvantagens - Operações cuja medição por cronômetro é cara; - Estudos simultâneos de equipes - Custo do cronometrista é alto - Observações longas diminuem influência de variações ocasio- nais - O operador não se sente obser- vado de perto - Não é bom para operações de ciclo restrito; - Não pode ser detalhada como estudo com cronômetro; - A configuração do trabalho pode mudar no período; - A administraçãonão entende tão bem; - Às vezes se esquece de registrar o método de trabalho. Vantagens e desvantagens da Amostragem em relação aos Tempos Cronometrados Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 23 Processos e Operações Processo é o percurso realizado por um material (ou informação) desde que entra na empresa até que dela sai com um grau determinado de transformação. Quer na empresa manufatureira ou de serviços, um processo é constituído de diferentes operações. Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 24 Melhoria de Processos Industriais A melhoria se compõe de quatro estágios e um preliminar, a saber: -Preliminar uma nova maneira de pensar -Estágio 1 conceitos básicos para a melhoria -Observar as máquinas e tentar descobrir problemas -Reduzir os defeitos a zero -Analisar as operações comuns a produtos diferentes -Procurar os problemas -Estágio 2 como melhorar? (5W1H) -What? -Who? -Where? -When? -Why? -How? Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 25 Melhoria de Processos Industriais Estágio 3 planejamento das melhorias o Envolvimento no problema; o Geração de idéias para a solução • Pode ser eliminado? • Pode ser feito inversamente? • Isso é normal? • No processo, o que é sempre fixo e o que é variável? • É possível aumento e redução nas variáveis do processo? • A escala do projeto modifica as variáveis? • Há backup de dispositivos? • Há operações que podem ser realizadas em paralelo? • Pode-se mudar a seqüência das operações? • Há diferenças ou características comuns a peças e operações? • Há movimentos ou deslocamentos em vazio? Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 26 Melhoria de Processos Industriais Estágio 4 implementação das melhorias o entender o cenário o tomar diferentes ações para que a implantação dê resultado: • Ações de prevenção; • Ações de proteção; • Ações de correção. Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 27 Atividade que Agrega Valor (AV) Define-se como a atividade que o cliente reconhece como válida e está disposto a remunerar a empresa por ela. Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 28 AGREGAR VALOR? AV Lead Time original NAV Companhi a típica AV Lead Time original Pequena melhoria NAV Melhoria tradicional na manufaturat AV NAV Redução enxuta de desperdício Grande Melhoria Enxuto olha primeiro nas NAV Pequena melhoria Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 29 TAKT TIME Exemplo: Tempo disponível (8h/turno)x(3.600s/h)- (30min/turno)x(60s/min) = 27.000 s/turno Demanda: 455 unid/turno TAKT TIME = 59 s/unid. TAKT TIME = Tempo de trabalho disponível por turno Demanda do cliente por turno Estudo de Tempos e Métodos fev-10 Centro Universitário da FEI Notas de aula 30 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 Tempo Gasto por Unidade com 80% de Aprendizagem PR5110 – Exercícios 1.Uma operação é constituída de 2 elementos e foi cronometrada 4 vezes (dados na tabela abaixo) . A empresa concede 25 minutos para fadiga e 30 minutos para necessidades pessoais em um dia de trabalho de 8 horas. Determinar o tempo médio, o tempo normal e o tempo padrão da operação. Calcule quantas peças podem ser produzidas por dia. Resposta: TM=3,07 minutos; TNmédio=3,03 minutos; TP=3,42 minutos; 140 peças completas em 8 horas. Tempos em minutos 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% PR5110 – Exercícios 2. Com os dados da tabela abaixo determine o tempo normal , o tempo padrão e a quantidade de peças que podem ser feitas por dia. Dados: O elemento 1 ocorre uma vez a cada 2 peças e elemento 4 ocorre uma vez a cada oito peças. 20 minutos para fadiga e 20 minutos para necessidades pessoais em 8,5h de jornada de trabalho. Resposta: TN=5,31 minutos; TP=5,79 minutos por peça; 88 peças por dia de trabalho. Tempos em minutos 1 2 3 4 V(%) 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 PR5110 – Exercícios 3. A lanchonete Max Burger fez um estudo de produtividade e anotou os tempos necessários para o preparo de um sanduíche. As tolerâncias são de 15%. Determinar o tempo normal e o tempo padrão . Se a estimativa de demanda máxima é de 50 sanduíches entre 12h e 13h, quantos chapeiros serão necessários?. Exercício 5, página 113 do capítulo 4 livro Administração da Produção – Petrônio e Laugeni. PR5110 – Exercícios 4. Um produto industrial é processado em três operações cuja soma dos tempos padrões é de 3,5 minutos. O tempo padrão de setup é de 5,0 minutos para 1000 peças. As peças produzidas são colocadas em um container com capacidade para 100 peças que, quando cheio, é fechado e colocado ao lado. O tempo necessário para essa atividade é de 1,5 minutos. Calcular o tempo padrão de cada peça. 5. Com os dados do exercício anterior, calcular o tempo padrão para um lote de 1.500 peças. PR5110 – Exercícios 5. 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 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 médio de 1,09 minutos por peça e foi avaliada a velocidade do operador em 105%. Se o fator de tolerâncias é fixado em 1,25 e o tempo cronometrado médio para colocar a caixa com 1.000 peças ao lado da máquina é de 4,8 minutos com velocidade de 100%, calcular o tempo padrão por peça e o tempo padrão padra um lote de 3.000 peças. PROCESSO DECISÓRIO BASEADO EM FLUXO P Q MP2MP1 MP3 $20/u $20/u $20/u A B A BCC D D item comprado $5/u $100/u$90/u 100 u/sem 50 u/sem 15 min/u 5 min/u 10 min/u 5 min/u 15 min/u 10 min/u15 min/u15 min/u Quanto lucro líquido a empresa pode ter por semana? Considere: Previsão perfeita Fornecedores confiáveis Processo confiável MDO bem treinada Zero defeitos Zero set-up 4 tipos de trabalhador 1 trabalhador por tipo 5 dias por semana 8 horas por dia 60 minutos por hora Despesa operacional $6000 PROCESSO DECISÓRIO BASEADO EM FLUXO LL=F-DO P: 100 unidades X ($90 - $45) = $ 4500 Q: 50 unidades X ($100 - $40) = $ 3000 LL = $7500 - $6000 = $1500 Errado, pois a restrição está dentro... Calculando carga pela demanda potencial... Recurso A: (100 u X 15 min) + (50 u X 10 min) = 2000... ok! Recurso B: (100 u X 15 min) + (50 u X 30 min) = 3000... ups! Recurso C e D: 1750 min... ok! logo, não se pode satisfazer o mercado todo! PROCESSO DECISÓRIO BASEADO EM FLUXO Temos que escolher que produto priorizar... Vamos priorizar o mais lucrativo... Quanto a preço de venda, Q ganha ($100 contra $90) Quanto a materiais, Q ganha ($40 contra $45) Quanto a “fluxo”, Q ganha ($60 contra $45) Quanto ao esforço para produzir, Q ganha (50 min contra 60 min) ... Q definitivamente é mais lucrativo! Calculando o lucro líquido: Prioridadepara Q: 50 unidades de Q por semana: usam (50u X 30min) = 1500 min/s de B Sobram 900 min de B: (900min / 15 min/u) = 60 unidades de P Logo, melhor mix é 50 Qs e 60 Ps!! PROCESSO DECISÓRIO BASEADO EM FLUXO Calculando Fluxo por semana Q: 50u X $60 = $3000 P: 60u X $45 = $2700 Fluxo total = $5700 Lucro líquido = Fluxo - Desp oper = $5700 - $6000 = UPS! = - $300 Explorando a restrição...B (não significa só fazê-la trabalhar todo o tempo) O que se quer é fazer a maior quantidade de dinheiro do recurso restritivo! Cada P que se faz, “gera-se” fluxo de $45, mas consome-se 15 minutos de B: logo, obtém-se $3 de fluxo para cada minuto de B. Cada Q que se faz, “gera-se” fluxo de $60, mas consome-se 30 minutos de B: logo, obtém-se $2 de fluxo para cada minuto de B. E agora???? PROCESSO DECISÓRIO BASEADO EM FLUXO Trocando as prioridades Fazendo P o quanto se possa dada a restrição B: 100u de P X $45 = $4500 de fluxo gerado; sobram 900 min; 900/30 Qs 30u de Q X $60 = $1800 de fluxo gerado Fluxo total = $6300 Lucro líquido = $6300 - $6000 = +$300 !! TEORIA DE FILAS Parte_I TEORIA DE FILAS • A. K. Erlang (1905) • É um capítulo da Pesquisa Operacional que tem fornecido subsídios para a tomada de decisões em situações onde as unidades em estudo chegam e tem que esperar antes que sejam atendidas: – Automóveis em uma estrada que chegam ao pedágio – Pacientes que chegam a um pronto socorro... A Grande Contribuição Podemos analisar qualquer sistema produtivo como um “Sistema de Filas”. A Grande Limitação Complexidade Matemática para a formulação e solução de problemas reais • As filas não se formam apenas porque a capacidade de atendimento seja insuficiente, mas também porque a taxa de chegada dos clientes não é constante. Existe variabilidade tanto no intervalo entre as chegadas de clientes como no tempo de atendimento dos clientes. • A fonte dos clientes que demandam algum tipo de serviço pode ser finita ou infinita; neste último caso, a probabilidade de uma chegada não é afetada de forma significativa pelo tamanho da fila já existente. • O número de clientes que chegam em um dado intervalo de tempo pode ter um comportamento determinístico (o número de clientes que chegam um dado intervalo de tempo é sempre o mesmo) ou probabilístico. • É habitual que tanto a taxa de chegada de clientes a um posto de trabalho como a taxa de atendimento obedeçam à distribuição de Poisson; conseqüentemente, o tempo decorrido entre dois atendimentos consecutivas, obedecem à distribuição exponencial. • Nas atividades de serviço, é habitual usar a regra FIFO (First In, First Out) – primeiro a entrar, primeiro a sair como disciplina do serviço. • Filas de Canal Único, Atendimento único são aquelas nas quais existe um só posto de atendimento, responsável pelo atendimento integral do cliente. • Tal como a taxa de chegada de clientes, também a taxa de atendimento pode se revelar um comportamento determinístico (o número de clientes atendidos em um dado intervalo de tempo é constante) ou probabilístico. • Características operacionais de uma fila são números ou indicadores de desempenho calculados para um dado modelo de fila adotado. TEORIA DE FILAS • FILA – Linha de espera de unidades que demandam serviços em uma estação de serviços • PROCESSO DE CHEGADA – Geralmente são aleatórias • Representamos por variáveis aleatórias • São especificados por: fonte de chegada, tipo de chegada e período entre chegadas TEORIA DE FILAS • MECANISMO DE SERVIÇO – Numero de estações de serviço – Número de unidades sendo atendidas simultaneamente – Duração do serviço • DISCIPLINA DE FILA – Descrição dos Fatores Ligados às regras de conduta. TIPOS DE FILAS Fila Única com Único Canal de Atendimento Atendente ou Canal de Serviço 1 3 n Cliente Fila de Espera 2 Fila Única com Múltiplos Canais de Atendimento Atendentes ou Canais de Serviço 1 3 4 Cliente Fila de Espera 2 5 6 n Múltiplas Filas com Múltiplos Canais de Atendimento Atendentes ou Canais de Serviço 1 3 4 Cliente Filas de Espera 2 5 6 n 10 11 8 7 9 Conceitos Matemáticos • Chegada – Regular – Aleatória • Atendimento – Regular – Aleatório • O ritmo de chegada e atendimento aleatórios seguem leis de probabilidades (distribuições) Parâmetros de Decisão Comprimento Médio da Fila Comprimento Máximo da Fila Número Médio de Clientes no Sistema Tempo Médio na Fila Tempo Médio no Sistema Probabilidade que existam “n” Clientes no Sistema em um dado Instante Taxa de Utilização dos Canais de Atendimento Parâmetros de Decisão A escolha correta do Parâmetro de Decisão é a chave do sucesso para uma tomada de decisão eficaz: Exemplos: Chegada em um restaurante sábado à noite Contratação da confecção do terno do meu casamento Escolha da cabina do pedágio Dimensionamento do Estacionamento de Entrada de um Fast food 2 3 4 5 6 7 8 9 servidores servidores servidores entrada FILAS MÚLTIPLAS FILA ÚNICA SENHAS NUMERADAS Filas: configurações Teoria das filas Teoria de filas Teoria de filas Teoria de filas Teoria de filas Parte_II Modelo Servidor único Modelo Servidor múltiplo Fonte infinita Fonte finita Teoria de filas • Modelo de servidor único • O modelo mais simples de fila de espera envolve um servidor único e uma fila única de clientes. • Suposições: • A população de clientes é infinita e paciente. • Os clientes chegam de acordo com uma distribuição de Poisson, com uma média de taxa de chegada de . • A distribuição do atendimento é exponencial, com uma média de taxa de atendimento de µ. • A média de taxa de atendimento ultrapassa a média da taxa de chegada. • Os clientes são atendidos de acordo com o princípio de primeiro a chegar, primeiro a ser atendido. • O comprimento da fila de espera é indefinido. Teoria de filas modelo servidor único - Equações Teoria de filas modelo servidor múltiplo Premissas do modelo: • Fila única • “s” servidores disponíveis e idênticos • O sistema de serviço tem apenas uma fase. • A distribuição de atendimento para cada um é exponencial. • A média do tempo de atendimento é 1/µ. • A taxa de atendimento (sµ) excede a taxa de chegada (). Teoria de filas modelo servidor múltiplo - equações Teoria de filas modelo servidor múltiplo - equações Teoria de filas Modelo de fonte finita • No modelo da fonte finita, as suposições do modelo de servidor único são alteradas de modo que a população de clientes seja finita, havendo apenas N clientes potenciais. • Se N for maior que 30 clientes, então o modelo de servidor único com uma população de clientes infinita é adequado. Teoria de filas Modelo de fonte finita - equações 1 PR5110/NP6110 - TEORIA DE FILAS – Exercícios com respostas 1.Os clientes chegam a uma loja de conveniência de um posto de gasolina a uma taxa de 40 clientes/hora, segundo uma distribuição de Poisson. O único caixa da loja pode atendê-los a uma taxa de µ = 60 clientes/hora, segundo uma distribuição exponencial. Pede- se a) A taxa de ocupação do funcionário; 66,67% b) O comprimento médio da fila; 1,33 clientes c) O número médio de clientesno sistema; 2 clientes d) O tempo médio despendido esperando na fila; 2 min e) O tempo médio no sistema. 3 min 2.Existe apenas uma máquina copiadora na secretaria da UECE. Os alunos chegam a uma taxa de λ = 40 alunos/hora, segundo uma distribuição de Poisson. Uma cópia leva um tempo médio de 40 segundos, ou µ = 90 alunos/hora, segundo uma distribuição exponencial. Pede- se: a) A taxa de ocupação da máquina; 44,44% b) O comprimento médio da fila; 0,3555 alunos c) O número médio de alunos no sistema; 0,8 alunos d) O tempo médio despendido esperando na fila; 32 s e) O tempo médio no sistema. 72 s 3.Devido a um recente aumento de negócios, o secretário de uma firma de advocacia agora precisa digitar com um editor de textos uma média de 20 cartas por dia, segundo uma distribuição de Poisson. Ele leva aproximadamente 20 minutos para digitar cada carta, segundo uma distribuição exponencial. Supondo que o secretário trabalha 8 horas por dia, pede-se: a) A taxa de utilização do secretário; 83,33% b) O tempo médio de espera para que o secretário digite uma carta;0,3333 h c) O número médio de cartas no sistema;5 cartas d) O número médio de cartas esperando digitação;4,17 cartas e) A probabilidade de que o secretário tenha mais de 5 cartas para digitar. 33,49% 4.Numa clínica veterinária, vacina-se um cão a cada 3 minutos. Os cães chegam a uma taxa de 1 cão a cada 6 minutos, de acordo com uma distribuição de Poisson. Pede-se: a) A taxa de utilização da clínica; 50% b) A taxa de ociosidade da clínica;50% c) O tempo médio de espera para um cão ser vacinado; 3 min d) O número médio de cães na clínica; 1 cão e) O número médio de cães esperando para serem vacinados;0,5 cão f) A probabilidade de que a clínica possua mais de 3 cães para vacinar. 6,25% 5.Uma empresa de elevadores mantém uma equipe de atendimento para consertar elevadores defeituosos que ocorrem uma média de λ = 3 elevadores por dia. A equipe pode atender a uma média de µ = 8 máquinas por dia. Pede-se: a) A taxa de utilização da equipe; 37,50% b) O tempo médio de espera de um elevador defeituoso;1 dia c) O número de elevadores aguardando reparo num dado momento qualquer; 0,225 elevadores d) Qual a probabilidade de mais de 1 elevador esteja esperando por reparo; 14,06% 2 e) Qual a probabilidade de mais de 3 elevadores estejam esperando por reparo; 1,98% 6. Num complexo de 4 salas de cinemas, cada uma das salas com um filme diferente e com horários de início dos filmes alternados para evitar tumulto, existe apenas uma bilheteria capaz de atender 280 clientes por hora. Clientes chegam a uma taxa de 210 clientes por hora. Para determinar a eficiência da atual operação de venda de ingressos, deseja-se examinar algumas características de operação da fila: a) O número médio de espectadores esperando na fila para comprar um ingresso; 2,25 clientes b) A taxa de ocupação da bilheteria;75% c) O tempo médio de fila de um espectador;38,57 s d) Qual a probabilidade de mais de 15 pessoas estejam esperando na fila;1% 7.A estação de colheita no centro-oeste é curta, e os fazendeiros entregam suas cargas de caminhão fechado de soja a um gigantesco silo de armazenagem central em um período de tempo de 2 semanas. Por causa disso, os caminhões, carregados com soja que esperam para descarregar e retornar ao campo tem de estacionar a uma quadra do silo de armazenagem. O silo central pertence à cooperativa e é do interesse de todos os fazendeiros tornarem o processo o mais eficiente possível. O custo da deterioração dos grãos provocada pelos atrasos na descarga e o custo do aluguel dos caminhões e do tempo ocioso dos motoristas são preocupações significativas para os membros da cooperativa. Embora os fazendeiros tenham dificuldade em quantificar o prejuízo em grãos, é fácil estabelecer o custo da espera e da descarga para caminhões e motoristas a R$18,00 a hora. Durante a temporada de 2 semanas, o silo de armazenagem permanece aberto e funciona 16 horas por dia, 7 dias por semana, podendo descarregar 35 caminhões por hora. Os caminhões carregados chegam durante todo o dia a uma taxa de 30 caminhões por hora. Para ajudar a cooperativa a tratar o problema de perda de tempo enquanto os caminhões esperam na fila ou descarregam no silo, encontre: a) O número médio de caminhões no sistema; 6 b) O tempo médio por caminhão no sistema;12 min c) A taxa de utilização da área do silo;85,71% d) A probabilidade de mais de 3 caminhões estejam esperando na fia;53,97% e) O custo diário total de os fazendeiros terem seus caminhões presos por causa do processo de descarga; 30 x 16 x 0,2 x 18 R$ 1.728,00 f) A cooperativa só utiliza intensamente o silo durante 2 semanas por ano. Os fazendeiros estimam que o aumento do silo reduziria os custos de descarga em 50% no ano seguinte. Custaria R$9.000,00 para fazer isso fora da temporada da colheita. Valeria a pena a despesa de aumentar a área de armazenagem? 1728 x 14 = R$ 24.192,00 SIM 8. Uma loja mantém um bem-sucedido callcenter no qual um funcionário recebe os pedidos por telefone. Se o funcionário estiver ocupado em uma linha, as demais chamadas são transferidas para um atendimento automático que solicita o cliente a esperar. Assim que o funcionário se desocupa, a chamada que estiver esperando há mais tempo é transferida e atendida em primeiro lugar. As chamadas chegam a uma taxa de 12 por hora. O funcionário pode atender a um pedido a cada 4 minutos. O funcionário recebe R$ 5,00 por hora. A perda de boa vontade e de vendas devido à espera do cliente por atendimento é de R$ 25,00 por hora. Pede-se: 3 a) Qual é o tempo médio que os clientes de catálogo devem esperar para que suas chamadas sejam transferidas para o funcionário? 16 min b) Qual é o número médio de chamadas aguardando a anotação de um pedido? 3,2 c) A loja está cogitando a contratação de um segundo funcionário para atender chamadas. A loja pagaria a esse funcionário os mesmos R$ 5,00 por hora. Ela deve fazer essa contratação? 0,2666 x 25 Sim 9. A gerente de uma loja de conveniência está interessada em oferecer um bom atendimento aos idosos que compram em sua loja. A loja possui um caixa exclusivo para idosos. Em média 30 idosos por hora chegam ao caixa, de acordo com uma distribuição de Poisson, e são atendidos a uma taxa média de 3,5 clientes por hora com tempos de serviço exponenciais. Com base nestas informações determine: a) A pobabilidade de zero clientes no sistema – 0,1429 (14,29%) b) A utilização média do funcionário do caixa. – 0,8571 (85,71% c) O número médio de clientes no sistema – 6 clientes d) O número médio de clientes na fila. – 5,1429 e) O tempo médio gasto no sistema. – 0,2h f) O tempo médio de espera na fila. – 0,1714h g) Que taxa de serviço seria necessária para que os clientes gastem em média apenas 8 minutos no sistema. – µ=37,52 clientes por hora h) Para essa taxa de atendimento qual é a probabilidade de haver mais de quatro clientes no sistema?. – P(4)=0,328 (32,8%) i) Qual é a taxa de atendimento necessária para que se tenha apenas uma chance de dez por cento de haver mais de quatro clientes no sistema?. – µ=47, 62 clientes por hora 10.Uma transportadora está preocupada com a quantidade de tempo que os caminhões permanecem ociosos esperando para serem descarregados.O terminal opera com quatro zonas de descarga. Cada zona requer uma equipe de dois funcionáriose cada equipe custa $30 por hora. O custo estimado de um caminhão ocioso é de $50 por hora. Os caminhões chegam a uma taxa média de tres por hora , de acordo com uma distribuição de Poisson. Emmédia uma equipe pode descarregar um veículo de carga por hora , com tempos de serviço exponenciais. Qual é o custo total a cada hora de operação do sistema?. - $346,50 11. A clínica odontológica “Tiradentes” atende às necessidades do público de acordo com o princípio primeiro a chegar, primeiro a ser atendido. A clinica tem três cadeiras odontológicas, cada uma utilizada por um dentista. Os pacientes chegam a taxa de cinco por hora, de acordo com uma distribuição de Poisson, e não se recusam a entrar na fila de espera nem desistem de esperar. O tempo médio requerido para um exame odontológico é de 30 minutos de acordo com uma distribuição exponencial. Pede-se: a) Qual é a probabilidade de que não haja nenhum paciente na clínica?. - 4,494% b) Qual é a probabilidade de que seis ou mais pacientes estejam na clinica?. 40,64% c) Qual é o número médio de pacientes esperando? - 3.5109 d) Qual é o tempo médio total que um paciente passa na clínica?. - 1.2022h 12. A sala de cinema Mega Multiplex possui três balconistas atendendo clientes com desconto especial, tendo por referência o princípio de primeiro a chegar , primeiro a ser atendido. O tempo de atendimento por cliente está exponencialmente distribuído com uma média de dois clientes por minuto. Os clientes com desconto especial esperam em fila única em um saguão grande, e as chegadas seguem uma distribuição de Poisson com uma média de 81clientes por 4 hora. Os trailers são exibidos dez minutos antes do começo de cada sessão. Se o tempo médio na área de descontos especiais ultrapassa dez minutos, os clientes ficam insatisfeitos. a) Qual é a utilização média dos balconistas para descontos especiais? – 0,9 b) Qual é o tempo médio gasto na área de descontos especiais?. 7,45 minutos. 13. Uma determinada empresa instalou um banco de dez robôs há cerca de três anos. Os robos aumentaram muito a produtividade do trabalho da empresa, mas, recentemente, a atenção foi localizada na manutenção. A empresa não faz nenhuma manutenção preventiva nos robôs por causa da variabiliadade na distribuição das avarias. Cada máquina tem uma distribuição exponencial de avarias (ou entre chegadas) com um tempo médio de 200 horas entre falhas. Cada hora-máquina perdida com tempo de reparo custa $30, o que significa que a empresa tem de reagir rapidamente as falhas na máquina. A empresa emprega uma pessoa na manutenção, que precisa de dez horas em média para consertar um robô. OS tempos de manutenção reais estão exponencialmente distribuídos. A taxa salarial é de $10 por hora para a pessoa de manutenção, que pode ser colocada para trabalhar de modo produtivo em outro lugar, quando não está consertando robôs. Determine o custo diário do trabalho e do tempo de reparo dos robôs considerando uma jornada de trabalho diária de 8h. - $219,36. 14. A Mina de Carvão Separação presta serviços a seis trens com tempos entre chegadas distribuídos exponencialmenteà média de 30 horas. O tempo requerido para encher um trem com carvão varia de acordo com o número de vagões, com demoras relacionadas ao clima e possíveis avarias no equipamento. O tempo para encher um trem pode ser aproximado por uma distribuição exponencial com uma média de 6 horas e 40 minutos. A estrada de ferro exige que a mina de carvão pague grandes encargos de sobre estadia no caso de um trem passar mais de 24 horas na mina. Qual é o tempo médio que um trem passará na mina?. - 0,72 dia. 15. A faculdade de negócios e administração pública da Universidade de Benton tem uma copiadora em cada andar para o uso da faculdade. O uso intenso das cinco copiadoras causa falhas frequentes. OS registros de manutenção mostram que uma máquina falha a cada 2,5 dias. A faculdade tem um contrato de manutenção com o revendedor autorizado dads copiadoras. Uma vez que as máquinas falham tão frequentemente o revendedor designou uma pessoa para consertá-las na faculdade. Essa pessoa pode consertar uma média de 2,5 máquinas por dia. Usando o modelo de fonte finita responda: a)Qual é a média de utilização da pessoa da manutenção?. – 0,6226 b) Em média quantas copiadoras estão sendo consertadas ou esperando para ser consertadas?. - 1.109 c) Qual é o tempo médio gasto por uma copiadora no sistema de conserto (esperando e sendo reparada)?. - 0.712 dias vcs/acg/nov._12
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