A expressão Balanceamento de Linhas em uma indústria, significa balancear, isto é, nivelar com relação a tempos, uma linha de produção ou montagem, dando a mesma carga de trabalho, às pessoas ou máquinas em um fluxo de fabricação.
O balanceamento anula os "gargalos" de produção, proporcionando o máximo de Produtividade e Eficiência, eliminando as "esperas" em mantendo o ritmo de trabalho conjunto.
Tem como base para cálculos:
- O Roteiro de Fabricação ou Montagem de peça ou do produto;
- Os Tempos Padrões das Operações;
- O Programa de Produção/dia;
- O Tempo de Trabalho/dia.
De posse desses dados, um balanceamento objetiva:
- Melhoria de produtividade e eficiência;
- Aumento de produção com a mesma ou menor quantidade de pessoas;
- Melhoria de lay-out;
- Aproveitamento máximo da mão de obra (operador);
- Aproveitamento máximo da máquina;
- Manter um ritmo cadenciado de trabalho;
- Facilitar a supervisão;
- Possibilitar um controle de produção do trabalho;
- Possibilitar a produção de altas séries de fabricação de maneira ordenada, a baixo custo.
2. Balanceamento de Uma Linha de Produção
Irei mostrar passo a passo, como se analisa e se executa um balanceamento de uma linha de produção.
Tomarei como exemplo o processo de usinagem de uma peça qualquer.
Lay-out da linha de produção.
Onde:
1. Torno - Tornear Ø10mm, furar Ø03mm;
2. Furadeira - Furar Ø05mm;
3. Fresadora - Fresar rebaixo de 15X3mm;
4. Bancada - Tirar rebarbas da fresa;
5. Rosqueadeira - Roscar Ø05mm;
6. Fresadora - Abrir canal de 5X5mm;
7. Bancada - Tirar rebarbas do canal;
8. Retifica - Retificar o Ø10mm.
3. As Operações
Cada operação é uma fase distinta do processo de produção, caracterizada por um trabalho definido no ciclo de fabricação, sendo executada com o auxilio de uma máquina ou manualmente, composta de vários movimentos manuais e de máquina, modificando a forma da peça.
A rotina de trabalho é confeccionada para o detalhamento das operações, tem como base o projeto da peça, este é o determinante em cada fase do processo.
A numeração de cada operação na Rotina de Trabalho é feita por dezena, possibilitando o acréscimo de outras operações, se necessário, sem afetar a numeração das existentes, o que causaria transtornos a todos os setores envolvidos.
4. Os Tempos Padrões (TP)
Para cada operação constante na Rotina de Trabalho é calculado um Tempo Padrão (TP) que determina a quantidade de peças que devem ser produzidas. O Tempo Padrão é a ferramenta básica do estudo de um balanceamento de linha. Sem ele, não existe a possibilidade de uma organização da linha de produção.
Tempo Padrão é o tempo necessário para executar uma operação de acordo com um método estabelecido, em condições determinadas, por um operador apto e treinado, possuindo habilidade média, trabalhando com um esforço médio, durante todas as horas de serviço.
5. Tempo Total de Fabricação
A soma de todos os tempos padrões de todas as operações executadas na fabricação de determinada peça, nos fornece o tempo total de fabricação da peça. No caso analisado temos o Tempo Total de Fabricação de 9,4 minuto/peça
6. O Plano de Produção
Baseado na quantidade de vendas dos produtos, é determinado um plano de produção diário, para atender a demanda.
Pode haver variações no plano de produção, dependendo da diminuição ou aumento das vendas. Normalmente trabalha-se com um programa mensal, que dividido pelo número de dias trabalhados no mês, resulta em um plano/dia de produção.
No nosso exemplo, especificamos que o plano de produção por mês seja de 7.500 peças, com o trabalho de 25 dias úteis, significando que nosso plano de produção diário é de 300 peças.
Portanto, o nosso plano de produção/dia será de 300 peças. O plano de produção é outro dado imprescindível no estudo do balanceamento de linhas.
7. O Tempo de Trabalho da Linha
Consideremos como tempo de trabalho normal de uma linha de produção, o tempo básico de trabalho de uma pessoa, qual seja , 8 horas por dia, equivalente a 480 minutos/dia.
Portanto, teremos 480 minutos de trabalho diário da linha, para os nossos cálculos.
8. O Balanceamento
O objetivo do balanceamento é determinar uma carga de mão de obra, a carga das máquinas, facilitar o controle da produção, possibilitar o cálculo da produtividade e eficiência, distribuir o pessoal de forma racional, ritmando e cadenciando a produção e consequentemente reduzindo custos e aumentado a produção.
9. Sequencia de Cálculos
Já temos todos os dados em mãos para os cálculos necessários, foram determinados a rotina de trabalho e os tempos padrões.
9.1- Determinação da Carga de Mão de Obra (Número de Pessoas Necessárias).
Número de Pessoas = Plano de Produção/dia x Tempo Total de Fabricação/pç
Tempo de Trabalho/pessoa/dia
Número de Pessoas = 300 peças/dia x 9,40 minutos/pç = 2.820 min/dia = 5,9
480 min/dia/pessoa 480 min/dia/pessoa
Número de Pessoas = 6
Sabemos então que esta linha deverá trabalhar com 6 pessoas, para a produção de 300 peças/dia.
9.2- Determinação do Tempo Padrão Balanceado (TPB)
TPB = Tempo Total de Fabricação/pç = 9,4 min/pç
Número de Pessoas 6 pessoas
TPB = 1,57 min/pessoa
Portanto o nosso TPB (Tempo Padrão Balanceado), para análise da linha em estudo é de 1,57 min/pessoa.
O TPB define um Posto de Trabalho, então, cada Posto de Trabalho terá o tempo de processo de 1,57 minutos.
10. Os Postos de Trabalho
Um posto de trabalho foi definido, para este exemplo com 1,57 minutos, portanto será desenvolvido em cada posto dessa linha, trabalhos com tempo iguais ou próximos de 1,57 minutos.
O balanceamento é feito seguindo os seguintes critérios:
- Quando o TP da operação for igual ou próximo ao TPB, significa que aquela operação, já é um posto de trabalho.
- Quando o TP da operação for menor que o TPB, existe a necessidade de acoplar-se outras máquinas ou trabalhos ou processos, para que o tempo do posto fique próximo do TPB possibilitando o balanceamento da linha.
- Quando o TP da operação for maior que o TPB, é necessário completar o trabalho com horas extras ou incluir outro turno de trabalho, possibilitando cumprir o Programa de Produção.
11. Realizando o Balanceamento da Linha
Analisemos cada posto de nossa linha em estudo:
Posto 1: A primeira operação da rotina de trabalho é realizada em um tempo de 1,60 min. O TPB é de 1,57 min., portanto podemos considerar a primeira operação como 1º posto de trabalho da linha. A pequena diferença de tempo acima do TPB não afetará o balanceamento da linha.
Posto 2: Foi acoplada a operação de número 20 com a operação de número 50 da rotina de trabalho, deixando este posto com o tempo total de 1,55 min., bem próximo do TPB de 1,57 min.. Verificamos também que não há inconveniente em mudarmos a sequência das operações.
Posto 3: A soma dos tempos das operações 30 e 40 perfaz um total de 1,55 min., portanto bem próximo do TPB de 1,57 min., definindo o 3º posto de trabalho.
Posto 4: Da mesma forma a soma dos tempos das operações 60 e 70, perfaz um total de 1,50 min., próximo do TPB de 1,57 min, podendo ser considerado o 4º posto de trabalho.
Posto 5: O tempo da operação 80 é de 3,20 min., significando quase o dobro do TPB de 1,57 min., esta operação não pode ser realizada por duas pessoas, tendo em vista que temos apenas 1 máquina (retifica). Por tanto a necessidade de 2 retificas para cumprir o programa de produção ou 2 turnos de 8 horas cada. A retífica define o 5º posto de trabalho, com um retífica trabalhando em 2 turnos.
Observações:
1. Par possibilitar o balanceamento, foi modificada a sequencia do ciclo de produção, passando-se a execução da operação 50, a ser feita logo após a operação 20, sem afetar a fabricação da peça, conforme projeto.
2. A operação 80 com quase o dobro do tempo do TPB, determina que o trabalho deva ser realizado em 2 turnos, se possuirmos apenas 1 retifica, para cumprimento do programa de produção especificado.
11. A Produtividade e Eficiência da Linha
Produtividade: É a relação entre o que se produz (tempo) e o que deveria ser produzido (tempo). Desconta-se o tempo inativo do total que deveria ser produzido.
Eficiência: É o mesmo, porém não se desconta o tempo inativo do total.
Observações:
1. No cálculo da produtividade, transformamos as peças produzidas em tempo produzido, multiplicando a quantidade de peças (300 peças) pelo tempo total de fabricação de
uma peça (9,40 minutos).
2. O tempo que deveria ser produzido, será sempre o tempo de trabalho da linha, no caso, 480 minutos, multiplicado pela quantidade total de pessoas, no caso 6 pessoas.
Posto 2: Foi acoplada a operação de número 20 com a operação de número 50 da rotina de trabalho, deixando este posto com o tempo total de 1,55 min., bem próximo do TPB de 1,57 min.. Verificamos também que não há inconveniente em mudarmos a sequência das operações.
Posto 3: A soma dos tempos das operações 30 e 40 perfaz um total de 1,55 min., portanto bem próximo do TPB de 1,57 min., definindo o 3º posto de trabalho.
Posto 4: Da mesma forma a soma dos tempos das operações 60 e 70, perfaz um total de 1,50 min., próximo do TPB de 1,57 min, podendo ser considerado o 4º posto de trabalho.
Posto 5: O tempo da operação 80 é de 3,20 min., significando quase o dobro do TPB de 1,57 min., esta operação não pode ser realizada por duas pessoas, tendo em vista que temos apenas 1 máquina (retifica). Por tanto a necessidade de 2 retificas para cumprir o programa de produção ou 2 turnos de 8 horas cada. A retífica define o 5º posto de trabalho, com um retífica trabalhando em 2 turnos.
Observações:
1. Par possibilitar o balanceamento, foi modificada a sequencia do ciclo de produção, passando-se a execução da operação 50, a ser feita logo após a operação 20, sem afetar a fabricação da peça, conforme projeto.
2. A operação 80 com quase o dobro do tempo do TPB, determina que o trabalho deva ser realizado em 2 turnos, se possuirmos apenas 1 retifica, para cumprimento do programa de produção especificado.
11. A Produtividade e Eficiência da Linha
Produtividade: É a relação entre o que se produz (tempo) e o que deveria ser produzido (tempo). Desconta-se o tempo inativo do total que deveria ser produzido.
Eficiência: É o mesmo, porém não se desconta o tempo inativo do total.
Observações:
1. No cálculo da produtividade, transformamos as peças produzidas em tempo produzido, multiplicando a quantidade de peças (300 peças) pelo tempo total de fabricação de
uma peça (9,40 minutos).
2. O tempo que deveria ser produzido, será sempre o tempo de trabalho da linha, no caso, 480 minutos, multiplicado pela quantidade total de pessoas, no caso 6 pessoas.
Calculemos agora a produtividade da linha balanceada, trabalhando com 6 pessoas e produzindo 300 peças/dia.
Produtividade = O que se produz (tempo) = %
Deveria ser produzido (tempo) - Inatividade (tempo)
Produtividade = 300 peças X 9,40 min/pç = %
6 pessoas X 480 min/pessoa - 0
Produtividade = 2.820 min = 98%
2.880 min
Produtividade = O que se produz (tempo) = %
Deveria ser produzido (tempo) - Inatividade (tempo)
Produtividade = 300 peças X 9,40 min/pç = %
6 pessoas X 480 min/pessoa - 0
Produtividade = 2.820 min = 98%
2.880 min
Portanto a produtividade da linha é de 98%, sendo a eficiência igual a produtividade, pois não existiu tempo inativo.
