Aula 06 - Administração da Produção

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Aula 06
Estudo de Tempos e Métodos de Trabalho
Balanceamento de linha
Mesmo levando em consideração a monotonia da rotina de um trabalho simples e altamente
repetitivo, o maior beneficio de uma linha de produção está, justamente, na divisão do trabalho
em tarefas elementares e tempos de aprendizado insignificantes. Uma linha de produção varia
em extensão dependendo da quantidade de operações. Geralmente, o comprimento da linha e
a quantidade de postos de trabalho são expressivos. Linhas de produção que variam de 20 a
200 funcionários são comuns na indústria. A seqüência da realização das tarefas em uma linha
de produção é definida pelo produto a ser fabricado.
O balanceamento da linha de produção consiste na atribuição de tarefas às estações de
trabalho, de forma que todas as estações demandem aproximadamente o mesmo tempo para
a execução da tarefa. Isto minimiza o tempo ocioso da mão-de-obra e de equipamentos.
Fluxo de operações em uma linha de produção.
Conforme se pode observar na figura acima, o tempo de execução de cada tarefa destinada a
cada um dos operadores em seus centros de trabalho deverá ser o mesmo, ou o mais próximo
possível, para que não haja atraso nas demais atividades. As linhas com bom nível de
balanceamento apresentam um fluxo suave e contínuo de trabalho, porque todos os
operadores trabalham no mesmo ritmo, obtendo-se o maior grau de aproveitamento possível
da mão-de-obra e dos equipamentos. A maior dificuldade em balancear uma linha de produção
está na formação de tarefas, ou conjunto de tarefas, que tenham o mesmo tempo de duração.
Muitas vezes algumas tarefas longas não podem ser divididas e algumas tarefas curtas não
podem ser agrupadas.
Quando uma tarefa tem seu tempo de execução significativamente maior ou menor que o
tempo médio de execução das demais tarefas da linha de montagem, a linha fica
desbalanceada. Neste caso poderá ocorrer uma das seguintes situações:
- O operador mais carregado de trabalho tenta compensar. Quando existir uma ou mais tarefas
com maior tempo de montagem, os operadores designados para estas tarefas, não raro, vão
tentar compensar a desvantagem, trabalhando em ritmo acelerado. Isto pode gerar problemas
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de fadiga e doenças do trabalho. É comum encontrar este problema em linhas de produção
mais artesanais.
- Muitas vezes se alocam os operadores mais ágeis e velozes para os postos de trabalho mais
difíceis. Este procedimento pode trazer conseqüências futuras ao gestor da produção pelos
problemas de saúde já citados, quando um funcionário trabalha muito tempo em ritmo
acelerado.
- A soma do tempo ocioso dos demais operadores com tarefa de menor duração será alta,
elevando os custos por falta de aproveitamento da mão-de-obra.
- A velocidade da linha de produção será a velocidade da operação mais lenta, com maior
tempo de duração. Em outras palavras, a linha de produção estará subordinada à operação
gargalo.
Indicadores de linha de produção
Tempo de ciclo: é o tempo que uma linha de produção demora a montar uma peça. Ou seja, é
o tempo máximo permitido para cada estação de trabalho antes que a tarefa seja passada para
a estação seguinte. O tempo de ciclo mínimo será igual ao tempo de ciclo necessário para a
execução da tarefa individual mais demorada e o tempo de ciclo máximo será a soma dos
tempos de todas as tarefas. Isto vai depender da forma de montagem e do balanceamento da
linha de produção. Por exemplo, considerando-se a seguinte linha de produção:
A tarefa mais longa tem duração de 50 segundos, isto significa que o máximo de peças que
esta linha poderá produzir será uma peça a cada 50 segundos. Neste caso, haverá uma
estação de trabalho exclusiva para produzir a terceira operação.
O tempo máximo de duração para a montagem do produto será a soma de todas as tarefas
individuais, ou seja: 10 + 22 + 50 + 30 + 15 = 127 segundos ou 2,12 minutos. Este seria o caso
em que existisse apenas uma estação de trabalho encarregada de realizar, sequencialmente,
todas as cinco tarefas.
Neste exemplo é possível montar uma linha de produção composta de três estações de
trabalho, da seguinte forma:
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Neste caso, o tempo de ciclo é de 50 segundos.
Capacidade de produção: é obtida em função do tempo de ciclo e da capacidade disponível
da empresa. Em outras palavras, é o tempo de trabalho dividido pelo tempo necessário para
produzir uma peça na linha de produção.
Supondo que, no exemplo de linha de produção com três estações de trabalho, a empresa
trabalhe oito horas por dia, ou seja, 480 minutos, então a capacidade de produção será:
Nível de produção desejado: se a demanda for superior a 576 peças por dia, será necessário
reconfigurar a linha de produção, aumentando o numero de estações de trabalho. Para isso,
deve-se calcular qual o tempo de ciclo necessário para atender à demanda.
Supondo que exista uma demanda de 900 pecas por dia, neste exemplo, o tempo de ciclo será
calculado como:
Número de estações de trabalho: o número necessário de estações para atender a demanda
pode ser calculado usando-se a fórmula:
No exemplo, tem-se que o numero de estações de trabalho necessárias para atender a
demanda de 900 peças por dia será:
Este é um número mínimo teórico que, na verdade, serve apenas para indicar que, com menos
de quatro estações de trabalho não será possível atender a demanda de 900 pecas por dia. A
quantidade real de postos de trabalho vai depender da configuração da linha de montagem e
das possibilidades de balanceamento. No caso do exemplo da linha de produção apresentado
anteriormente, este numero teórico não poderia ser obtido, se considerarmos as cinco
operações como sendo operações elementares e, portanto, indivisíveis, uma vez que isso não
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permitiria estabelecer o balanceamento teórico perfeito (sem ociosidade em nenhuma estação
de trabalho).
Grau de utilização: por melhor balanceada que a linha possa estar, sempre haverão estações
de trabalho com atividades que demandam menor tempo de produção, que acarretará na
diminuição do ritmo do operador. Em todo caso, trata-se de tempo ocioso, que pode e deve ser
medido e controlado. O percentual de tempo ocioso na linha de produção é dado pela soma
dos tempos ociosos de todas as estações que tiverem carga de trabalho inferior à maior carga
destinada a uma estação, dividida pelo tempo total de trabalho sobre o produto, que é dado
pelo numero de estações de trabalho multiplicado pelo tempo de ciclo, ou seja:
O exemplo utilizado tem 23 segundos de ociosidade, que ocorrem nas estações de trabalho
números 1 e 3. o tempo de ciclo corresponde a 50 segundos e são três estações de trabalho.
Assim sendo, o índice de ociosidade seria de:
Grau de utilização: o grau de utilização representa o quanto da mão-de-obra e dos
equipamentos disponíveis na linha de produção estão sendo utilizados. É o complemento do
índice de ociosidade para atingir 100%.
Para o exemplo anterior, tem-se um grau de utilização de:
Lotes mínimos de produção (Lote Econômico)
Vamos supor que uma determinada empresa da área metalúrgica estampe quatro tipos de
peças diferentes (peças A, B, C e D) em uma única prensa hidráulica. Suponha que a demanda
do cliente seja de 1.000 peças de cada tipo por mês. A produção destas 1.000 peças demanda
cinco dias de produção e a empresa trabalhe 20 dias por mês (5 dias por semana). Bem, a
empresa pode produzir um único lote de mil peças “A” na primeira semana, seguido de um
único lote de mil peças “B” na segunda semana, seguido de mil peças “C” na terceira semana e,
finalmente, um único lote de mil peças “D” na quarta e última semana. Desta forma serão feitos
apenas quatro setups (se cada setup demorar meia hora, serão consumidas duas horas de
setup).
Bem, o problema é que pode precisar das peças “D” na primeira semana do mês, ou, ainda,
precisar dos quatro tipos de peças todos os dias. Desta forma, a empresa vai precisar reduzir o
lote de fabricação de mil peças para um lote menor (cinco lotes de 200 peças cada, por
exemplo). Porém, serão feitos mais setups, que vãoconsumir mais tempo.
O número de ciclos representa a quantidade de vezes que uma “rodada” de peças é feita no
período (mensal neste caso). Por exemplo, se forem produzidos lotes de 200 peças cada,
teremos cinco ciclos, ou seja, cinco “rodadas” de fabricação: 200 peças “A”, seguidas de 200
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peças “B”, seguidas de 200 peças “C”, seguidas de 200 peças “D”. Tudo isso cinco vezes no
mês.
Cálculo do lote mínimo de fabricação
Os lotes mínimos de fabricação são calculados por meio da fórmula abaixo:
Sendo:
Onde:
LMi = Lote mínimo de fabricação do produto i
Di = Demanda do produto i no período
Nº de ciclos = Quantidade de “rodadas” completas de fabricação
Exemplo: A Injebrás é uma empresa produtora de peças plásticas injetadas. Uma
programação de produção deve ser feita para quatro peças plásticas que são produzidas em
uma única máquina injetora. A empresa pretende fazer seu plano de produção em função de
sua capacidade, para um mês de 24 dias úteis. Se a empresa trabalha em turno de 8 horas por
dia e considera um fator de tolerância de tempo de espera com perda de 3%, calcular o lote
mínimo de fabricação de cada uma das peças. As demandas por peça para o período são:
Peça Demanda mensal Tempo-Padrãopor peça Tempo de setup
A 4.000 0,56 min 30 min
B 6.000 0,38 min 35 min
C 5.000 0,60 min 20 min
D 4.500 0,58 min 45 min
Resolução:
Capacidade disponível = 24 x 8 x 0,97= 186,24 horas no mês
Carga= (4.000 x 0,56) + (6.000 x 0,38) + (5.000 x 0,60) + (4.500 x 0,58) = 168,83 horas no mês
Tempo para realização de setups = 186,24 – 168,83 = 17,41 horas livres não utilizadas pela
produção que podem – e devem – ser utilizadas para setups.
Nº de ciclos =
= = 498 peças
= = 744 peças
6
= = 620 peças
= = 558 peças
Isso significa que a Injebrás pode dividir a demanda mensal de cada peça e, ao invés de
produzir todas as 4.000 peças “A”, por exemplo, de uma única vez, a empresa fará 8 lotes de
498 peças “A” em cada lote.
Redução do lote mínimo por meio da redução do tempo de setup
Quanto menor for o tempo necessário para a realização de cada setup individual, mais ciclos
poderão ser feitos, o que significa a diminuição do lote mínimo de fabricação.
Supondo que, no exemplo acima, um trabalho de melhoria tenha sido realizado para diminuir o
tempo gasto nas operações de setup, com os novos tempos de setup para as peças A, B, C e
D reduzidos para 15, 18, 10 e 25 minutos respectivamente, qual o impacto sobre o lote mínimo
de produção de cada peça?
O tempo total de setups passa a ser de 68 minutos, ou 1,133 horas. Assim, o numero de ciclos
de setup possível sobe para:
Nº de ciclos =
E os lotes mínimos de fabricação ficam:
= = 260 peças
= = 390 peças
= = 325 peças
= = 292 peças