Comprendre les fondements de l'étude du temps et de la mobilité en génie industriel

Les études de temps et de mouvement sont depuis longtemps une pierre angulaire de l'ingénierie industrielle, fournissant une méthodologie systématique pour analyser les processus de travail, améliorer la productivité et réduire les déchets.En ventilant les tâches en éléments constitutifs et en mesurant le temps requis, les ingénieurs peuvent identifier les inefficacités, normaliser les procédures et concevoir des environnements de travail qui maximisent la performance humaine.

Qu'est-ce qu'une étude sur le temps et la motion?

Une étude du temps et du mouvement est une technique d'observation structurée utilisée pour examiner les méthodes et la durée des tâches. Elle combine deux analyses complémentaires: , qui mesure le temps nécessaire pour compléter chaque élément de tâche, et , qui examine les mouvements physiques en cause pour éliminer les efforts inutiles. Ensemble, ils fournissent une base fondée sur les données pour améliorer l'efficacité, établir des normes de rendement et concevoir des lieux de travail ergonomiques.

Le but principal est de déterminer la façon la plus efficace d'accomplir une tâche tout en minimisant la fatigue et en maximisant la production.Cette approche est ancrée dans les principes de gestion scientifique que Frederick Winslow Taylor a mis en avant et que Frank et Lillian Gilbreth ont ensuite affinés, qui ont introduit l'étude des mouvements comme discipline à part entière.

Contexte historique

Les racines de l'étude du temps et du mouvement remontent à la fin du XIXe siècle et au début du XXe siècle. Frederick Taylor étudie le temps à Midvale Steel et Bethléem Steel se concentre sur la mesure du travail de -un jour équitable et l'établissement de systèmes de rémunération à la pièce. Son travail met l'accent sur l'utilisation de chronomètres et d'observations précises pour établir des normes de production.

La combinaison de l'étude du temps Taylor et Gilbreth , l'étude du mouvement Gilbreth, est devenue connue sous le nom de l'étude du temps et du mouvement , et a été largement adoptée dans la fabrication au début du 20ème siècle.

Composantes clés de l'étude du temps et du mouvement

Une étude approfondie du temps et des mouvements comprend plusieurs composantes intégrées, chacune contribuant à une compréhension holistique des processus de travail.

Mesure du temps

La mesure du temps est le processus d'enregistrement de la durée nécessaire pour exécuter chaque élément d'une tâche. Traditionnellement, elle a été effectuée avec un chronomètre (temporaire continu ou chronomètre de rappel).Les méthodes modernes comprennent la collecte de données électroniques, l'analyse vidéo et les systèmes de temps prédéterminés (SPT) tels que la méthode-mesure du temps (MTM) et l'arrangement modulaire des normes de temps prédéterminées (MODAPTS).

Analyse des mouvements

L'analyse des mouvements se concentre sur les mouvements humains impliqués dans une tâche. Le système Gilbreths (par exemple, recherche, sélection, saisie, transport, maintien, libération et inspection) fournit un vocabulaire pour décrire les mouvements. En analysant les séquences des mouvements des liga, les ingénieurs peuvent identifier les mouvements inutiles (p. ex., marche excessive, flexion ou atteindre) et redessiner les workflows pour minimiser les efforts.

Évaluation de la méthode de travail

Cette composante comprend un examen critique des procédures de travail actuelles.Les ingénieurs évaluent la séquence des opérations, les outils et l'équipement utilisés, la disposition du lieu de travail et les conditions environnementales. L'objectif est d'identifier les déchets sous ses diverses formes : la mobilité, l'attente, le transport, le surtraitement et le retravail.

Mise en œuvre des améliorations

La dernière composante est la mise en oeuvre des changements découlant des résultats de l'étude, qui peuvent comprendre la refonte des postes de travail, la modification du placement des outils, l'introduction de gabarits ou d'installation, la révision des procédures ou le recyclage des travailleurs.

Méthodologies : étude temporelle vs étude de mouvement

Bien que souvent utilisées ensemble, l'étude du temps et l'étude du mouvement peuvent être effectuées séparément selon les objectifs. L'étude du temps est principalement quantitative – elle produit des données sur les durées et les taux de sortie. L'étude du mouvement est qualitative – elle se concentre sur l'efficacité des mouvements et la réduction de la fatigue.

Techniques d'étude du temps

  • Temps continu: Le chronomètre fonctionne en continu, et l'ingénieur enregistre le temps cumulatif à la fin de chaque élément. Cette méthode est simple mais peut introduire l'erreur humaine dans la lecture des temps fractionnés.
  • Snapback Timing:[ Le chronomètre est réinitialisé à la fin de chaque élément, ce qui donne des temps d'élément direct. Cela nécessite plus de compétences mais réduit les erreurs de calcul.
  • Systèmes de temps prédéterminés (PTS):[ Au lieu de mesurer directement, on utilise des temps standard pour les mouvements fondamentaux. MTM, par exemple, attribue des valeurs de temps pour atteindre, saisir, déplacer et positionner des mouvements, permettant aux ingénieurs de construire des temps de travail à partir d'une base de données.
  • Étude du temps sur vidéo:[ L'enregistrement des opérations vidéo permet aux ingénieurs de passer en revue et de passer en mode hors ligne les éléments de temps, améliorant ainsi la précision et permettant simultanément une analyse détaillée des mouvements.

Techniques d'étude des mouvements

  • Analyse des ligatures:[ Identifier et marquer chaque mouvement en fonction des 18 ligides. Les ligides inutiles (par exemple, -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  • Diagrammes de descente et diagrammes de chaîne : Cartographie des mouvements des travailleurs ou des matériaux sur un plan de plancher pour identifier les distances de déplacement et les rétrotrajets.
  • Simo Charts (Simultaneous Motion Charts): Graphiques qui enregistrent les mouvements des deux mains simultanément, révélant le temps de repos ou les charges de travail déséquilibrées entre les membres.
  • Listes de contrôle ergonomiques : Évaluer la posture, la force, la répétition et la portée pour réduire la souche musculo-squelettique.

Applications dans les industries

Les études sur le temps et le mouvement ne se limitent pas à la fabrication, mais s'appliquent à tous les secteurs où l'on effectue des travaux humains.

Industrie manufacturière

Dans les usines, les études de temps et de mouvement sont utilisées pour fixer les taux de production standard, concevoir des lignes de montage, équilibrer les charges de travail et réduire le temps de cycle. Par exemple, une usine de montage automobile pourrait utiliser l'étude de mouvement pour réarranger le placement des outils et réduire le temps de marche de l'opérateur, en améliorant directement le débit.

Santé

Dans les hôpitaux et les cliniques, les études de temps et de mouvement aident à optimiser les flux de travail cliniques. Une étude peut analyser le temps que les infirmières consacrent à la documentation par rapport aux soins aux patients, ce qui permet de mieux répartir les tâches ou d'introduire des outils numériques.

Logistique et entreposage

Les centres de distribution s'appuient sur des études de temps et de mouvement pour concevoir des itinéraires de cueillette efficaces, déterminer des hauteurs optimales de bacs et fixer des normes de performance pour les récupérateurs de commandes. En analysant les distances d'accès et les parcours de voyage, les ingénieurs peuvent réduire le temps de cueillette de 10 à 30 %, réduisant directement les coûts de main-d'oeuvre.

Environnements de service et de bureau

Bien que moins courants dans les réglages de cols blancs, les principes de temps et de mouvement peuvent être adaptés pour les opérations de service. Par exemple, un centre d'appels peut analyser le temps moyen de traitement et le mouvement de commutation entre les applications logicielles. Dans un bureau, l'étude des procédures de classement et d'entrée des données peut conduire à des améliorations ergonomiques et à une réduction du temps de traitement.

Avantages de la conduite d'études sur le temps et le mouvement

Les organisations qui investissent dans les études sur le temps et le mouvement réalisent généralement des avantages opérationnels et human-centraux importants.

  • Efficacité et production accrues:[ En éliminant les mouvements gaspillés et en équilibrant les charges de travail, la même entrée de travail produit une production plus élevée.
  • Mieux utiliser les ressources:[ Des études révèlent un manque d'équipement ou de personnel, ce qui permet de réaffecter les ressources, ce qui réduit les coûts d'immobilisation et améliore le rendement des investissements.
  • Fatigue réduite et souche pour les travailleurs:[ Les améliorations ergonomiques de l'analyse des mouvements diminuent le stress physique, entraînant moins de blessures et un moral plus élevé. Les travailleurs sont moins susceptibles de subir des lésions de contrainte répétitives lorsque des mouvements inutiles sont enlevés.
  • La sécurité accrue en milieu de travail:[ L'identification de postures et de mouvements à risque élevé permet aux ingénieurs de remanier les éléments de travail pour prévenir les accidents.
  • Procédures de travail normalisées:[ Des méthodes cohérentes assurent la qualité et facilitent la formation.Les nouveaux employés peuvent apprendre rapidement les pratiques exemplaires normalisées, réduisant ainsi la courbe d'apprentissage.
  • Prise de décision axée sur les données :[ Les données issues des études temporelles fournissent des preuves objectives des régimes de rémunération, des niveaux de dotation et des changements de processus, réduisant ainsi la dépendance à l'égard de l'intuition ou du travail de conjecture.

Limitations et critiques

Malgré leur efficacité, les études de temps et de mouvement ont des limites et ont fait l'objet de critiques au cours des décennies.

  • Résistance des travailleurs :[ Les études peuvent être perçues comme une surveillance ou comme un outil pour accélérer le travail sans rémunération correspondante.
  • Variabilité de la performance humaine :[ La performance humaine varie en raison de la fatigue, de la compétence et de la motivation.
  • Focus sur les tâches répétitives: L'approche est la plus efficace pour les tâches répétitives à court cycle. Le travail complexe ou cognitif avec une grande variabilité est difficile à chronométrer et à analyser avec les méthodes traditionnelles.
  • Potentiel pour la déshumanisation:[ Les critiques soutiennent que traiter les travailleurs comme des composants de type machine peut démoraliser la main-d'oeuvre. L'accent devrait être mis sur l'amélioration de la vie professionnelle, et non pas simplement extraire plus de production.
  • Défis de mise en oeuvre :[ Les améliorations identifiées dans une étude peuvent nécessiter des investissements importants ou des changements organisationnels qui ne sont pas toujours réalisables.

Pour remédier à ces limites, la pratique moderne implique une ergonomie participative, une communication transparente et l'utilisation du temps et de l'étude des mouvements dans le cadre de programmes d'amélioration continue plus vastes plutôt que comme mécanisme de contrôle autonome.

Outils et technologies modernes

La technologie a transformé la façon dont les études du temps et du mouvement sont menées. Les chronomètres traditionnels et les presse-papiers ont cédé la place à des outils avancés qui améliorent la précision, réduisent les erreurs humaines et permettent une analyse en temps réel.

Logiciel d'analyse vidéo

L'enregistrement vidéo numérique combiné à un logiciel d'analyse (p. ex., Noldus Observer, Ulead, modules d'analyse de mouvement) permet aux ingénieurs de capturer les mouvements frame-by-frame. Ces programmes peuvent automatiquement suivre les ligatures, calculer les temps de cycle et générer des statistiques.

Systèmes temporels prédéterminés (SPT)

Les bases de données modernes comme MTM-1, MTM-2 et MODAPTS sont largement utilisées dans toutes les industries. Elles fournissent des temps standard pour les mouvements de base (p. ex., atteindre les legnthes, saisir les types) dérivés de recherches approfondies.

Capteurs et IdO portables

Les appareils portables tels que les combinaisons de capture de mouvement, les montres intelligentes et les accéléromètres peuvent collecter des données cinématiques détaillées pendant le travail. Combinés à l'apprentissage automatique, ces capteurs permettent d'identifier automatiquement les mouvements inutiles ou les risques ergonomiques.

Jumelles numériques et simulation

Les ingénieurs peuvent construire des modèles numériques de postes de travail et exécuter des simulations en utilisant des logiciels comme FlexSim ou AnyLogic. Ces outils permettent une expérimentation virtuelle avec différentes méthodes, mises en page et calendriers.

Ces technologies rendent l'étude du temps et du mouvement plus accessible, évolutive et intégrée à d'autres flux de données, comme les systèmes de production et la gestion de la qualité.

Réalisation d'une étude pratique sur le temps et les mouvements : un aperçu étape par étape

Pour les praticiens qui se préparent à mener une étude, les étapes suivantes offrent une approche structurée :

  1. Définir l'objectif :[ Préciser clairement ce que vous voulez réaliser – réduire le temps du cycle, équilibrer une ligne, améliorer la sécurité ou établir des normes.
  2. Sélectionner la tâche et l'opérateur:[ Choisissez une tâche répétitive et bien définie. Sélectionnez les opérateurs qui sont expérimentés et prêts à participer. Obtenir un consentement éclairé et expliquer le but.
  3. Documenter la méthode actuelle :[ Utilisez des diagrammes de flux, des diagrammes de processus et des vidéos pour saisir la procédure existante.
  4. Réduire la tâche en éléments:[ Diviser la tâche en éléments distincts et mesurables (p. ex., -Attraction pour partie, -Part , -Move part to fixture -)). Les éléments doivent avoir des points de départ et de fin clairs et être assez courts pour être utilisés individuellement (généralement 2 à 10 secondes).
  5. Mesure et temps d'enregistrement: Utilisez un équipement de chronométrage approprié (stopwatch ou vidéo).Enregistrez au moins 10 à 20 cycles pour obtenir une moyenne fiable.
  6. Analyze Motion Patterns: À l'aide d'analyses de l'ergonome ou de listes de contrôle ergonomiques, identifiez les mouvements inefficaces.
  7. Calculer l'heure normale :[ Normaliser les temps observés en appliquant une cote de rendement. Ajouter des indemnités pour le temps personnel, la fatigue et les retards pour arriver à l'heure normale pour la tâche.
  8. Élaborer des recommandations :[ Proposer des changements à la méthode, à la disposition, aux outils ou à la séquence. Évaluer l'impact attendu sur le temps de cycle, la qualité et l'ergonomie.
  9. Mise en oeuvre et suivi:[ Travailler avec les exploitants et les superviseurs pour mettre en oeuvre les changements.

Conclusion

L'étude du temps et du mouvement demeure une discipline indispensable au sein du génie industriel, offrant un cadre éprouvé pour comprendre et améliorer le travail. Ses fondamentaux, l'observation scientifique, la mesure méthodique et la conception centrée sur l'homme, sont aussi pertinents aujourd'hui qu'il y a un siècle. En combinant la rigueur de la mesure du temps avec l'analyse perspicace du mouvement, les organisations peuvent obtenir une productivité plus élevée, des coûts réduits et des lieux de travail plus sûrs et plus satisfaisants.

Pour plus de détails, consultez les ressources de American Society of Mechanical Engineers (ASME)[ sur les normes de travail, de Lean Enterprise Institute[ sur la réduction des déchets et de revues universitaires comme International Journal of Industrial Ergonomics. Des guides pratiques sur les systèmes temporels prédéterminés sont disponibles auprès de MTM Association.