Comprendere i Fondamenti del Tempo e del Movimento Studio in Ingegneria Industriale

L'obiettivo primario è quello di individuare il modo più efficiente per svolgere un compito, minimizzando la fatica e massimizzando l'output, che si radica nei principi della gestione scientifica pionieristica di Frederick Winslow Taylor e poi affinata da Frank e Lillian Gilbreth, che ha introdotto lo studio del movimento come disciplina a suo diritto.

Contesto storico

Le radici del tempo e dello studio del movimento risalgono alla fine del XIX e all’inizio del XX secolo. Gli studi di tempo di Frederick Taylor a Midvale Steel e Bethlehem Steel si concentrarono sulla misurazione “un lavoro di una giornata equa” e sulla creazione di sistemi di pagamento a tasso ridotto. Il suo lavoro ha sottolineato l’uso di fermatori e di osservazione precisa per fissare gli standard di produzione.

La combinazione dello studio del tempo di Taylor e dello studio di movimento di Gilbreth divenne nota come “studio del tempo e del movimento” ed è stata ampiamente adottata nella produzione durante i primi anni del XX secolo.

Componenti chiave di studio del tempo e del movimento

Uno studio approfondito sul tempo e sul movimento coinvolge diversi componenti integrati, ognuno contribuendo ad una comprensione olistica dei processi di lavoro.

Misurazione del tempo

La misurazione del tempo è il processo di registrazione della durata necessaria per eseguire ogni elemento di un compito. Tradizionalmente, questo è stato fatto con un cronometro (tempo continuo o snapback). I metodi moderni includono la raccolta di dati elettronici, l'analisi video e i sistemi di tempo predeterminato (PTS) come i metodi-tempo di misurazione (MTM) e l'organizzazione modulare di Predetermined Time Standards (MODAPTS).

Analisi del movimento

L’analisi del movimento si concentra sui movimenti umani coinvolti in un compito. Il sistema dei Gilbreths deirbligs – come ricerca, selezione, presa, trasporto, presa, rilascio e ispeziona – fornisce un vocabolario per descrivere i movimenti.

Valutazione del metodo di lavoro

Gli ingegneri valutano la sequenza delle operazioni, gli strumenti e le attrezzature utilizzate, il layout del luogo di lavoro e le condizioni ambientali. L'obiettivo è quello di identificare i rifiuti nelle sue varie forme: movimento, attesa, trasporto, overprocessing e rilavoro. Tecniche come diagrammi di flusso, diagrammi di processo di funzionamento e grafici multi-attività sono comunemente utilizzati per documentare e valutare i metodi. Il risultato è una linea di base contro cui si possono misurare i miglioramenti.

Attuazione dei miglioramenti

La componente finale è l'attuazione di modifiche derivate dai risultati dello studio, che possono comportare la ridisegnazione di postazioni di lavoro, la modifica del posizionamento degli strumenti, l'introduzione di giga o di apparecchi, la revisione delle procedure o la riqualifica dei lavoratori.

Metodologie: Studio Tempo vs Studio Moto

Mentre spesso si utilizza insieme, lo studio del tempo e lo studio del movimento possono essere eseguiti separatamente a seconda degli obiettivi. Lo studio del tempo è principalmente quantitativo - produce dati su durate e tassi di uscita. Lo studio del movimento è qualitativo - si concentra sull'efficienza dei movimenti e sulla riduzione della fatica. Entrambe le metodologie si basano su un'attenta osservazione e registrazione sistematica.

Tecniche di studio del tempo

• Timolazione continua:[ Il cronometro scorre continuamente, e l'ingegnere registra il tempo cumulativo alla fine di ogni elemento. Questo metodo è semplice ma può introdurre l'errore umano nella lettura di tempi di divisione.
• Timolazione del serpente:[ Il cronometro viene resettato alla fine di ogni elemento, fornendo tempi di elemento diretti.
• Sistemi di tempo predeterminato (PTS): Invece di misura diretta, vengono utilizzati tempi standard per i movimenti fondamentali. MTM, ad esempio, assegna i valori di tempo per raggiungere, afferrare, spostare e posizionare i movimenti, permettendo agli ingegneri di costruire tempi di lavoro da un database.
• Video-Based Time Study:[] Le operazioni di registrazione sul video consentono agli ingegneri di rivedere e di analizzare gli elementi temporali offline, migliorare la precisione e consentire l'analisi dettagliata del movimento contemporaneamente.

Tecniche di studio del movimento

• L'analisi dei terruli:[] Identificare e etichettare ogni movimento in termini di 18 therbligs. I terbligs non necessari (ad esempio, "ricerca" a causa di un layout povero) sono mirati all'eliminazione.
• Diagrammi bassi e diagrammi di stringa:[ Mapping lavoratori o movimento materiale su un piano di piano per identificare le distanze di viaggio e backtracking.
• Tavole Simo (Tavole Simultanee di Movimento): Carte che registrano i movimenti di entrambe le mani simultaneamente, rivelando tempo di inattività o carichi di lavoro sbilanciati tra gli arti.
• Elenchi di controllo ergonomici:[] Valutare la postura, la forza, la ripetizione e raggiungere per ridurre la ceppo muscolo-schelerico.

Applicazioni in settori diversi

Gli studi sul tempo e sul movimento non sono limitati alla produzione, i loro principi si applicano ovunque si compia il lavoro umano.

Produzione

In fabbriche, studi di tempo e di movimento vengono utilizzati per impostare i tassi di produzione standard, linee di montaggio, carichi di lavoro di bilanciamento e ridurre il tempo di ciclo. Ad esempio, un impianto di assemblaggio automobilistico potrebbe utilizzare lo studio di movimento per riorganizzare il posizionamento degli utensili e ridurre il tempo di camminata dell'operatore, migliorando direttamente il throughput.

Assistenza sanitaria

Uno studio potrebbe analizzare il tempo in cui gli infermieri spendono per la documentazione contro la cura del paziente, portando ad una migliore assegnazione del compito o all'introduzione di strumenti digitali. L'analisi del movimento delle procedure chirurgiche può ridurre i movimenti inutili, accorciare i tempi di funzionamento e migliorare i risultati. L'approccio è utilizzato anche nei dipartimenti di emergenza per ridurre i tempi di attesa e migliorare il flusso del paziente.

Logistica e Warehousing

I centri di distribuzione si affidano a studi di tempo e di movimento per progettare percorsi di prelievo efficienti, determinare altezze ottimali dei contenitori e fissare standard di performance per i raccoglitori di ordini.Analizzando distanze di portata e percorsi di viaggio, gli ingegneri possono ridurre il tempo di raccolta del 10-30%, abbassando direttamente i costi del lavoro.

Servizi e ambienti di ufficio

Mentre è meno comune nelle impostazioni, i principi di tempo e di movimento dei colletti bianchi possono essere adattati alle operazioni di servizio, ad esempio, un call center potrebbe analizzare il tempo di gestione medio e il movimento di commutazione tra le applicazioni software. In un ufficio, lo studio delle procedure di archiviazione e di immissione dei dati può portare a miglioramenti ergonomici e tempi di elaborazione ridotti.

Vantaggi di condurre studi di tempo e di movimento

Le organizzazioni che investono in studi di tempo e di movimento realizzano tipicamente significativi benefici operativi e umani-centrici.

• Efficienza e uscita potenziati:[] Eliminando i movimenti sprecati e i carichi di lavoro bilancianti, lo stesso input dei rendimenti di lavoro aumenta l'output.
• Migliore utilizzo delle risorse:[] Gli studi rivelano attrezzature usate o sovrastaffio, consentendo la ricollocazione delle risorse, riducendo i costi di capitale e migliorando il ritorno sugli investimenti.
• Ridotto Fatigue e Strain per i lavoratori:[ I miglioramenti ergonomici dell'analisi del movimento riducono lo stress fisico, portando a meno lesioni e ad un maggiore morale. I lavoratori sono meno propensi a sperimentare lesioni ripetitive di sforzo quando i movimenti non necessari vengono rimossi.
• Aumentata sicurezza sul posto di lavoro:[] Identificare posizioni scomode e movimenti ad alto rischio consente agli ingegneri di ridisegnare elementi di lavoro per prevenire incidenti.
• Procedure di lavoro standardizzate:[ I metodi coerenti garantiscono la qualità e facilitano la formazione. I nuovi dipendenti possono imparare rapidamente le migliori pratiche standardizzate, riducendo la curva di apprendimento.
• Decisione Data-Driven che fa:[ I dati di studio del tempo forniscono prove oggettive per piani di pagamento, livelli di personale e cambiamenti di processo, riducendo l'affidamento su intuizione o sugettura.

Limitazioni e Critica

Nonostante la loro efficacia, gli studi di tempo e di movimento hanno limitazioni e hanno affrontato critiche nei decenni.

• Resistenza al lavoro:[[]] Gli studi possono essere percepiti come sorveglianza o come strumento per accelerare il lavoro senza una corrispondente compensazione.
• Varibilità nelle prestazioni umane:[ Le prestazioni umane variano a causa di fatica, abilità e motivazione.
• Focus su Compiti ripetitivi:[] L'approccio è più efficace per i compiti a breve ciclo, ripetitivi. Il lavoro complesso o cognitivo con alta variabilità è difficile da tempo e analizzare con metodi tradizionali.
• Potential for Dehumanization:[ I critici sostengono che il trattamento dei lavoratori come componenti simili a macchine può demoralizzare la forza lavoro. L'enfasi dovrebbe essere sul miglioramento della vita lavorativa, non solo l'estrazione di più produzione.
• Implementazione Sfide:[] I miglioramenti individuati in uno studio possono richiedere un investimento significativo di capitale o un cambiamento organizzativo che non è sempre fattibile.

Per affrontare queste limitazioni, la pratica moderna comporta l'ergonomia partecipativa, la comunicazione trasparente e l'uso di tempo e di studio di movimento come parte di programmi di miglioramento continuo più ampio, piuttosto che come meccanismo di controllo standalone.

Strumenti e tecnologie moderne

La tecnologia ha trasformato come vengono condotti gli studi di tempo e di movimento, i tradizionali fermagli e i clipboard hanno dato modo a strumenti avanzati che migliorano l'accuratezza, riducono l'errore umano e consentono l'analisi in tempo reale.

Software di analisi video

La registrazione video digitale combinata con software di analisi (ad esempio, Noldus Observer, Ulead, moduli di analisi del movimento) consente agli ingegneri di catturare i movimenti frame-by-frame. Questi programmi possono monitorare automaticamente irblig, calcolare i tempi del ciclo e generare statistiche, facilitando anche simulazioni "what-if" permettendo all'utente di riordinare i movimenti o cambiare le distanze.

Sistemi di tempo prestabiliti (PTS)

I moderni database PTS come MTM-1, MTM-2 e MODAPTS sono ampiamente utilizzati in tutte le industrie, che forniscono tempi standard per i movimenti di base (ad esempio, raggiungere le legnths, i tipi di presa) derivati da una vasta ricerca.

Sensori indossabili e IoT

I dispositivi indossabili come abiti per la movimentazione, orologi intelligenti e accelerometers possono raccogliere dati cinematici dettagliati durante il lavoro. Combinati con l'apprendimento automatico, questi sensori possono identificare automaticamente i movimenti sprechi o i rischi ergonomici. Le postazioni di lavoro abilitate a IoT possono registrare tempi di ciclo e deviazioni di bandiera in tempo reale, consentendo un monitoraggio continuo senza la presenza di un analista.

Gemelli digitali e simulazione

Gli ingegneri possono costruire modelli digitali di workstation e simulazioni di esecuzione utilizzando software come FlexSim o AnyLogic. Questi strumenti consentono la sperimentazione virtuale con metodi, layout e programmi diversi.

Queste tecnologie stanno rendendo lo studio del tempo e del movimento più accessibile, scalabile e integrato con altri flussi di dati come sistemi di produzione e gestione della qualità.

Condurre uno studio pratico di tempo e movimento: una linea passo-passo

Per i professionisti che si preparano a condurre uno studio, i seguenti passi forniscono un approccio strutturato:

1. Definire l'obiettivo:[] Dichiara chiaramente ciò che vuoi raggiungere: ridurre il tempo di ciclo, bilanciare una linea, migliorare la sicurezza o fissare gli standard.
2. Seleziona il task e l'operatore:[] Scegli un'attività ripetitiva e ben definita. Seleziona gli operatori che sono esperti e disposti a partecipare.
3. Documenta il metodo attuale:[] Utilizzare diagrammi di flusso, diagrammi di processo e video per catturare la procedura esistente.
4. Dividere il compito in elementi distinti e misurabili (ad esempio, “raggiungere per parte”, “grasp part”, “move part to fixture”). Gli elementi dovrebbero avere punti di inizio e di fine chiari e dovrebbero essere abbastanza brevi al tempo individualmente (tipicamente 2-10 secondi).
5. Measure and Record Times:[] Usare le attrezzature di temporizzazione appropriate (stopwatch o video). Registra almeno 10-20 cicli per ottenere una media affidabile.
6. Analizzare i modelli di movimento:[] Utilizzando l'analisi dirblig o le liste di controllo ergonomiche, identificare i movimenti inefficienti.
7. Calcolate Standard Time:[] Normalizzare i tempi osservati applicando il rating delle prestazioni.
8. Sviluppi raccomandazioni:[] Proporre modifiche al metodo, al layout, agli strumenti o alla sequenza.
9. Implementa e segui:] Lavora con gli operatori e i supervisori per completare le modifiche.