DATOS ESTÁNDAR Y PROPÓSITO DE LOS ESTÁNDARES DE TIEMPOS
¿QUÉ SON?
Los datos de tiempo estándar son los tiempos elementales que se obtiene mediante estudios y que se almacenan para usarlos posteriormente. Por ejemplo, un tiempo elemental de una preparación que se repite regularmente no debe volverse a medir para cada operación.
CONCEPTOS GENERALES DE LOS DATOS ESTÁNDAR
El principio de la aplicación de los datos estándar fue establecido hace muchos años por Frederick W. Taylor, quien propuso que cada tiempo elemental que se establecía debía indexarse de manera que pudiera usarse con el fin de establecer tiempos estándar.
En la actualidad, cuando hablamos de datos estándar nos referimos a todos los estándares de elementos tabulados, gráficas, nomo-gramas y tablas que permiten medir una tarea específica sin el empleo de un dispositivo medidor del tiempo, como un cronómetro.
Los datos estándar pueden tener varios niveles de refinamiento:
Movimiento
Elemento
Tarea
Mientras más refinado sea el elemento del dato estándar, más amplio será su rango de uso. Por lo tanto, los datos estándar de movimiento tienen la mayor aplicación, pero toma más tiempo desarrollarlos que cualquier dato estándar de una tarea o un elemento.
Todo trabajo se puede clasificar como indirecto o general, puede considerarse como una combinación de cuatro partes o desviaciones las cuales son:
Trabajo directo
Transporte
Trabajo indirecto
Trabajo innecesario y demoras
Como regla general en la parte indirecta no se pueden evaluar por evidencia en el trabajo terminado o una etapa del mismo. Los elementos de trabajo indirecto se pueden separar en tres divisiones:
Uso y cuidado de herramientas
Aplicación y desecho de materiales
Determinación de planes
Por lo tanto se pueden establecer datos estándares para tareas como:
Colocar una pieza
Embobinar un motor de 1 hp
Pintar una rectificadora
Realizar la limpieza de un departamento
Mover o trasladar una carretilla con piezas forjadas
Los tiempos estándares por cada una de estas operaciones se puede establecer midiendo el tiempo requerido para que el operario realice su trabajo luego se evalúa la actuación en el estudio y se aplica una tolerancia apropiada.
VENTAJAS
Estos no requieren de un cronometro y los datos pueden ser utilizados para estudiar nuevas operaciones y la exactitud se puede asegurar mediante el uso continuo y refinamiento de los datos.
EL CÁLCULO DEL TIEMPO ESTÁNDAR
Es una ayuda para el analista, pues permite conocer cuánto dura una tarea, actividad u operación para con esto tener los datos necesarios y pueda establecer los estándares adecuados para cada una de ellas; además de considerar los factores que influyen y que pueden afectarlas, como la fatiga, las demoras, etc.
Hay tres elementos que ayudan a determinar los tiempos estándar para desarrollar un centro de trabajo más eficiente:
Estimaciones
Registros históricos
Procedimientos de medición de trabajo
ESTUDIO DE TIEMPOS
El estudio de tiempos a menudo se define como un método para determinar un día de trabajo justo.
¿QUÉ ES UN TRABAJO JUSTO?
Día de trabajo justo
Un día de trabajo justo se define como la cantidad de trabajo que puede producir un empleado calificado cuando trabaja a paso normal y usando de manera efectiva su tiempo si el trabajo no está restringido por limitaciones del proceso.
Utilización efectiva
Las actividades que realizan los operarios se deben clasificar y evaluar de acuerdo a la velocidad de trabajo del operario: Rápido, Normal o Lento.
Para evaluar se empleará la escala británica:
Valoración del 0-100%
Rápido: Valoración 100%
Normal: Valoración=100%
Lento: Valoración 100%
LOS TIEMPOS SUPLEMENTARIOS
Ya que se tienen los elementos cronometrados, se añaden los tiempos suplementarios, que conforman la fatiga y el atender necesidades fisiológicas.
Ahora bien, el porcentaje de eficiencia del operario se puede expresar como:
Donde:
E= Porcentaje de eficiencia E=100xHe/Hc
He= Horas estándar trabajadas
Hc= Horas de reloj en el trabajo
Oe= Producción esperada E=100xOc/Oc
Oc= Porducción actual
Ejemplo
Un operador produce 6,700 piezas en un turno de 12 horas, pero esta producción la logra en 13.5 horas. Calcula su eficiencia de acuerdo a su desempeño en el trabajo.
Factores técnicos y humanos
La productividad se conoce por las horas-hombre trabajadas y esta depende de dos factores
Factores Técnicos
Equipos
Herramientas
Materiales
Dinero
Factores Humanos
Desempeño en el trabajo empleado
Tc= Tiempo de ciclo
Tn= Tiempo normal
Ts= Tiempo estándar
TIEMPO DEL CICLO
Que se ha venido utilizando en el diagrama hombre-máquina. Se calcula sumando carga (c), maquinada (M) y descarga (d).
Tc= c+M+c
TIEMPO NORMAL
Que es el tiempo que se emplea una persona para realizar un trabajo a ritmo normal. Se calcula de la siguiente manera
Tiempo normal= media de los tiempos x factor de calificación
Tn= T*Fc
TIEMPO ESTÁNDAR
Que es el tiempo a considerar globalmente la operación. Se utilizan cuatro fórmulas para su cálculo:
Tiempo estándar=Tiempo normal+Tolerancias o suplementos
Ts=Tn+S
Cuando se habla de tolerancias o suplementos, se refiere al tiempo perdido por la persona en el trabajo, por fatiga o necesidades fisiológicas
El balanceo de línea es una de las herramientas más importantes para el control de la producción dado que de una línea de fabricación equilibrada dependen la optimización de ciertas variables que afectan la productividad de un proceso, variables tales como son los WIP, los tiempos de fabricación y las entregas parciales de producción.
Henry Ford popularizo el termino al hacer accesible al famoso automóvil Ford T por la población en general.
LÍNEAS DE PRODUCCIÓN
Línea de fabricación
Construye componentes , tales como llantas para automóvil o partes metálicas para un refrigerador, en una serie de máquinas.
Línea de ensamble
Junta las partes fabricadas en una serie de estaciones de trabajo
LÍNEA DE ENSAMBLE
(Cadena de montaje)
Es la base de la producción de cadena (masa o serie) que consiste en una forma de organización de la producción que delega a cada trabajador una función especifica y especializada.
Método de manufactura por el cual un objeto en producción pasa por diferentes estaciones de trabajo hasta que es completado.
OBJETIVO DEL BALANCEO DE LÍNEAS
Agrupar las actividades secuenciales de trabajo en centros de trabajo, con el fin de lograr el máximo aprovechamiento de la mano de obra y equipo, y de esa forma reducir o eliminar el tiempo ocioso y no tener cuellos de botella.
Una línea de ensamble bien balanceada tiene la ventaja de la gran utilización del personal, y de la instalación y equidad entre las cargas de trabajo de los empleados.
Establecer una línea de producción balanceada requiere de una juiciosa consecución de datos, aplicación teórica, movimiento de recursos e incluso inversiones económicas.
Debido a todo lo anterior, vale la pena considerar una serie de condiciones que limitan el alcance de un balanceo de línea...
CANTIDAD
El volumen o cantidad de la producción debe ser suficiente para cubrir la preparación de una línea. Es decir, que debe considerarse el costo de preparación de la línea y el ahorro que ella tendría aplicado al volumen proyectado de la producción (teniendo en cuenta la duración que tendrá el proceso). Esto depende del ritmo de producción y de la duración que tendrá la tarea.
EQUILIBRIO
Los tiempos necesarios para cada operación en línea deben ser aproximadamente iguales.
CONTINUIDAD
Una vez puesta en marcha debe continuar pues la detención en un punto, corta la alimentación del resto de las operaciones. Deben tomarse medidas de gestión que permitan asegurar un aprovisionamiento continuo de materiales insumos, piezas y subensambles. Así como coordinar la estrategia de mantenimiento que minimice las fallas en los equipos involucrados en el proceso.
Los obstáculos a los que nos enfrentaremos al tratar de balancear una línea de producción serán:
Líneas con diferentes tasas de producción.
Inadecuada distribución de planta.
Variabilidad de los tiempos de operación.
Los casos típicos en el balanceo de las líneas de producción son:
Conocidos los tiempos de las operaciones determinar el número de operadores necesarios para cada operación.
Conocido el tiempo de ciclo, minimizar el número de estaciones de trabajo.
Conocida el número de estaciones de trabajo, asignar elementos de trabajo a las mismas.
La meta del balanceo de líneas es crear un flujo continuo suave sobre la línea de ensamble, con un mínimo de tiempo ocioso en cada estación de trabajo de la persona.
EL BALANCEO DE LÍNEAS SE USA PARA
Determinación del número de operadores necesarios para cada operación.
Minimización del número de estaciones de trabajo.
Asignación de elementos de trabajos a las estaciones de trabajo.
Es necesario conocer tres tipos de información:
El conjunto de tareas a ejecutar y el tiempo que se requiere para cada una.
Las relaciones de precedencia entre las tareas, es decir, la secuencia en la que deben ejecutarse.
La tasa de producción deseada o pronóstico de la demanda de la línea de ensamble.
ELIMINACIÓN DE LOS 7 DESPERDICIOS MÁS COMUNES
MÉTODOS DE RESOLUCIÓN DE BALANCEO DE LÍNEAS
Los métodos exactos
Los métodos heurísticos
PASOS PARA UN BALANCEO DE LÍNEAS DE ENSAMBLE
1.Identificar una lista maestra de tareas u operaciones
2.Calcular el número de operadores
3.Dibujar el diagrama de precedencia
4.Calcular los tiempos de las tareas
5.Calcular el tiempo de ciclo
6.Calcular el número de estaciones de trabajo
7.Asignar tareas
8.Calcular la eficiencia o eficacia del balance
9.Estimar el retraso en el balance
VENTAJAS DEL BALANCEO DE LÍNEAS
1.Mayor productividad
2.Procesos con tiempos mínimos
3.Reducción de costos y estandarización
4.Espacio y tiempos
5.Aumento de productividad y alta participación del personal
6.Administración de la producción
7.Sistema de pago por productividad
DESVENTAJAS DEL BALANCEO DE LÍNEAS
1.Mayor riesgo de re-diseño
2.Mayor inflexibilidad
ESTRATEGIAS AL BALANCEAR UNA LÍNEA DE ENSAMBLE
*Compartir los elementos de trabajo.
Dos operarios o más con algún tipo ocioso en sus ciclo de trabajo pueden compartir el trabajo de otra estación para lograr mayo eficiencia en toda la línea.
*Una segunda posibilidad para mejorar el balanceo de una línea de ensamble es dividir un elemento de trabajo.
*Una secuencia de ensamble distinta puede producir resultados más favorables.
En general, el diseño del producto determina la secuencia de ensamble, sin embargo no deben ignorarse las alternativas.
MÉTODOS PARA LOGRAR EL BALANCE DE OPERACIONES DE ENSAMBLE
1. Dividir las operaciones y proporcionar los elementos.
2. Combinar las operaciones y equilibrar los grupos de trabajo.
3. Hacer que se muevan los operarios.
4. Mejorar las operaciones, eliminando movimientos inútiles.
5. Crear un buffer de productos y operar las maquinas mas lentas en horas extras.
George Kanawaty lo define en introducción al estudio del trabajo (1955) de la siguiente manera:
El muestreo del trabajo (también conocido como muestreo por actividades o control estadístico de actividades) es una técnica para determinar, mediante muestreo estadístico y observaciones aleatorias, el porcentaje de aparición de determinada actividad.
¿Para qué lo hacemos? Lo hacemos para que, por ejemplo cuando queramos determinar el tiempo productivo e inactivo de las máquinas en un centro de trabajo, no tengamos que estar tiempo completo observando el funcionamiento de las maquinas anotando el momento y causa de una interrupción, en cambio podemos realizar N recorridos en la fábrica de manera aleatoria registrando las maquinas que funcionan, las que se detienen y las causas por las que lo hacen.
De esta manera, cuando el tamaño de la muestra es representativo de la población y las observaciones se realizan al azar, podemos considerar bajo cierto nivel de confianza que las observaciones son un reflejo de la situación real en la fábrica.
¿PARA QUE REALIZAR UN MUESTREO DEL TRABAJO?
Lo hacemos para determinar:
Qué tanto se está utilizando el personal o la maquinaria.
Las holguras, entendidas como el tiempo disponible para realizar una actividad sin retrasar la producción.
Los estándares de producción
Vale mencionar que el muestreo de trabajo no solo nos permite determinar los mencionados puntos, sino que presenta una serie de ventajas que se pueden resumir en una sola: Es más económico en costo y tiempo que otros métodos como estudio de tiempos, pues el muestreo de trabajo es mas ágil y logra emplear a menos personal para su ejecución.
COMO REALIZAR UN MUESTREO DEL TRABAJO
Paso 1: Selecciona las actividades o actividad a observar y socializa
Está claro que este es el paso 1. Es importante que los trabajadores involucrados estén enterados de lo que se va a hacer para el buen desarrollo del ejercicio.
Además de socializar, también definimos las actividades que son objeto del estudio. Quizá queremos conocer el porcentaje de tiempo que una máquina está funcionando, detenida o en reparación. Quizá queremos conocer qué porcentaje del tiempo de un vendedor se dedica a vender por teléfono, vender en persona, asistir a reuniones, realizar papeleos y cosas de ocio. Saber esto es necesario para elaborar el formato a diligenciar, pues este dependerá de los objetivos del estudio.
Por último, se debe pensar y decidir sobre las condiciones que se pueden generar durante el muestreo para evitar ambigüedades. Por ejemplo si está haciendo el muestreo de trabajo en un hospital para el área de enfermería y la enfermera conversa con un paciente sobre aspectos no-médicos, ¿cuenta como trabajo o es tiempo no productivo? Si el motor de una carretilla de horquilla está funcionando mientras se carga y descarga, ¿está en marcha o detenida?
Paso 2: Calcula la proporción del tiempo de la actividad o demora (p)
¿Cuántas observaciones son necesarias para nuestro muestreo del trabajo? Para responder esta pregunta antes debemos preguntarnos, ¿qué exactitud requerimos para los resultados a obtener? Recuerda que a mayor cantidad de observaciones, más confianza en el resultado final.
El tamaño de muestra lo calculamos de dos formas, con el método estadístico y el método nomo-gráfico. Yo te hablaré del método estadístico que es el que he usado antes.
El primer valor a definir es p. Para hacerlo, tomamos una pequeña muestra de observaciones en el sitio de trabajo. Es básicamente un estudio de prueba ¿Por qué?
Esto es así porque bajo un nivel de confianza dado -digamos 95%-, se puede esperar que p (el de la pequeña muestra) esté dentro del intervalo de p±2σ aproximadamente un 95% de las veces.
Usualmente esta muestra preliminar puede ser de 100 o 50 observaciones que nos lleven a determinar una estimación del valor del parámetro p, el cual se define como el porcentaje de veces que ocurre la actividad o demora que se mide. Por ejemplo, porcentaje de tiempo que el trabajador está ocupado. Una vez calculado p, ya tenemos q, pues partimos de que la suma de p y q (por ejemplo, la suma del tiempo inactivo y activo) es 1. Por lo tanto, 1-p es igual a q.
Si bien generalmente se hace el estudio de prueba para estimar p y q, también se pueden emplear otros métodos como datos históricos, conocimiento propio del analista o consenso de personas.
Paso 3: Calcular el número de observaciones con la exactitud deseada y el valor de z
Y esto lo logramos aplicando la siguiente formula:
Formula para calcular tamaño de muestra
Paso 4: Cómo determinar la frecuencia de las observaciones
Ya tenemos el número de muestras a tomar. Es importante que las observaciones se hagan de manera equitativa en el tiempo. Si al determinar el número de observaciones obtuvimos 300 que serán hechas en 10 días, se deberían programar 30 observaciones diarias (300/10).
Ahora debemos garantizar que las muestras se tomen al azar, para esto puedes emplear 1) una tabla de números aleatorios, 2) la función aleatorio.entre o 3) un instrumento de notificación aleatoria (como un celular) que envíe un número de avisos diarios al día (según el número de observaciones diarias calculadas) y que cada vez que suene, el analista vaya a tomar los datos. Las 3 formas nos permitirán asignar períodos específicos a las observaciones de cada día.
Con esto listo solo resta, si es que no lo has hecho ya en el paso 1, preparar los formatos o hojas de registro para empezar a registrar las actividades.
Paso 5: Observar y registrar las actividades
Iniciamos el registro de los datos. Como se mencionó en el paso 1, es importante que los trabajadores entiendan qué se hace, por qué se hace y para qué se hace, de lo contrario los datos pueden que no reflejen la realidad de la actividad.
Una opción para evitar esto es utilizar cámara de vídeo y tomar los datos viendo la grabación. De esta forma nos aseguramos de que los trabajadores realizaron su labor en condiciones normales. Por supuesto, antes debemos contar con la autorización expresa del trabajador donde afirme entender los fines y destinos del muestreo de trabajo.
Paso 6: Analizar los resultados
Por último, analizamos los resultados de acuerdo a los objetivos del estudio.
El Hotel Sun desea determinar el tiempo productivo de su personal de botones, para lo cual define que durante 10 días se va a realizar un muestreo de trabajo con el 3% de exactitud y 95% de confianza en los resultados.
Paso 1
Como ingeniero del hotel explicas a los botones la razón por la que se realiza el muestreo y los beneficios que se obtendrán. Los botones aceptan y afirman entender. La dirección define que solo quieren conocer el porcentaje del tiempo que dedica a actividades productivas.
Paso 2
Ahora sí, te vas a trabajo en campo. Haces un estudio a menor escala tomando 56 observaciones durante 2 días: 2 horas del turno de la mañana y 2 horas del turno de la tarde, por lo cual decides hacer 7 observaciones por hora.
Como resultado del estudio a pequeña escala, encuentras que los botones realizan actividades productivas el 60,7% del tiempo (lo dejamos en 60%), que es lo que se quería determinar. Ya tenemos nuestro parámetro p. Nuestro parámetro q (porcentaje de tiempo inactivo) por lo tanto es del 30%.
Paso 3
Te faltan algunas variables para realizar el cálculo. La dirección te ha mencionado que desea una exactitud de ±3%. ¿Qué significa esto?
Teniendo en cuenta nuestro 95% de confianza deseado y la exactitud definida, la proporción verdadera de tiempo productivo estará dentro del intervalo de 57 y 63%, esperando que el tiempo productivo sea de 60%. Esto se explica gráficamente así:
Vamos con z. Recuerda que z es el número de desviaciones normales estándar para el nivel de confianza deseado. Para esto vamos a necesitar una tabla normal.
Dado que en el muestreo de trabajo se suelen usar los mismos valores, z es un dato que no necesita calcularse. Por lo tanto, saber lo que te voy a contar no es necesario para resolver el ejercicio de muestreo de trabajo, pero puede que desees saber de dónde sale z.
¿Como se llega a z?
Valores de z para un muestreo de trabajo pueden ser:
Para un nivel de confianza de 95%, z=1,96.
Para un nivel de confianza de 99%, z=2,58.
Para un nivel de confianza de 99,9%, z=3,3.
También podemos optar por un nivel de confianza con decimales y tener un z entero, así:
Para un nivel de confianza de 68,27%, z=1.
Para un nivel de confianza de 95,45%, z=2.
Para un nivel de confianza de 99,73%, z=3.
Calculas el número de observaciones con los datos:
Ejemplo de cálculo de tamaño de muestra
Serán 1024 observaciones para el estudio. Importante: Debemos monitorear la evolución del parámetro p. Si este cambia según vamos haciendo las observaciones, debemos calcular n nuevamente y aumentar o disminuir el número de observaciones según el resultado.
Por ejemplo, si vemos que tomadas 400 de las 1024 observaciones el parámetro p ha variado de manera sustancial, digamos a 65%, calculamos nuevamente n para ver cuantas observaciones más o menos realizar, que para este ejemplo pasarían a ser 971.
Paso 4
Considerando que el parámetro p se mantenga en 60%, las observaciones se tomarán por 10 días y tenemos 1024 por realizar. Por día tomarás 1024/10=102.4 observaciones. Tomarás 102 observaciones por día y el décimo día tomarás 106.
Para definir las horas de toma de muestra, usamos excel. Lista las 1024 observaciones repartidas en los diez días y con una función como aleatorio define horas aleatorias para cada día.
Hecho esto, diseña la plantilla sobre la cual tomarás los datos. A mi me gusta usar el computador, pero si lo prefieres puedes usar formatos impresos. Un ejemplo de formato para nuestro ejercicio podría ser:
Ejemplo de formato muestreo del trabajo
Paso 5
Observamos y registramos las actividades. Al llevar 300 observaciones, encontramos que p cambia a 65%. Calculamos nuevamente n para saber si aumenta o decrece el número de observaciones:
Cambio de parámetro p en el ejemplo de muestreo del trabajo
¡Al aumentar p, encontramos que el número de observaciones se reduce a 971 y llevamos 300! Restan 671 observaciones por realizar repartidas en los días restantes.
Una vez llevamos 600 observaciones, encontramos que p es igual a 71% y calculamos el tamaño de muestra otra vez. Esta vez nos da n=878.
Repetimos este proceso una vez más antes del último día. Vamos a suponer que ya realizamos todas las observaciones.
Paso 6
Analizamos los resultados. Encontramos que los botones dedican el 69% de su tiempo a actividades productivas. ¿Qué pasa con el 31% restante? La dirección entrega el siguiente dato: Entre el 10 y 13% del tiempo es tiempo personal (descanso, esparcimiento, necesidades personales, etc). Se debe identificar lo que ocurre con el 21 y 18% de tiempo restante.
Los objetivos del estudio pudieron contemplar la caracterización de lo que pasaba con el tiempo inactivo, pero no era el objetivo inicial de la dirección.
