Lo studio del tempo è la colonna portante quantitativa dell'ingegneria industriale, fornendo i dati empirici necessari per progettare stazioni di lavoro efficienti, sicure e produttive. Senza una misurazione precisa del tempo, l'ottimizzazione delle workstation si dedica a un'ipotesi, portando a un movimento sprecato, all'affaticamento dell'operatore e al throughput subottimo.

L'evoluzione della misura di lavoro

La pratica formale dello studio del tempo risale ai primi del XX secolo, pionieristica di Frederick Winslow Taylor. Il suo lavoro a Midvale Steel ha posto le basi per quello che ha chiamato "gestione scientifica", sottolineando la necessità di sostituire i metodi di regolazione del thumb con dati precisi ed empirici. Taylor ha usato fermamenti per rompere i lavori in compiti discreti, stabilendo i primi tempi standard per il lavoro industriale.

Poco dopo, Frank e Lillian Gilbreth ampliarono il campo introducendo lo studio del movimento. Mentre Taylor si concentrava sul tempo preso, i Gilbreth analizzarono i movimenti stessi, identificando 17 movimenti della mano di base, o irblig, come ricerca, presa e trasporto. L'unione dello studio del tempo (quando l'analisi accade) e lo studio del movimento (come il lavoro viene eseguito) formarono la roccia del moderno ingegneria industriale: [LT:

La comprensione di questa storia è importante perché inquadra lo studio del tempo non come strumento di sorveglianza punitiva, ma come metodo sistematico per scoprire le migliori pratiche. L'obiettivo rimane coerente: ridurre le attività non-valore-aggiunte e stabilire un metodo ripetibile e standard per qualsiasi dato compito, fornendo così una base stabile per la progettazione delle workstation.

Metodologie core in studio del tempo

La scelta della giusta metodologia è il primo passo critico nella raccolta di dati utili. Diversi ambienti di produzione richiedono diversi approcci per catturare con precisione i contenuti di lavoro.

Studio diretto del tempo (cronometro)

Questo è il metodo più tradizionale, che coinvolge un analista addestrato osservando un lavoratore e registrando il tempo necessario per ogni elemento di un compito utilizzando un cronometro o un dispositivo di tempo elettronico. Il vantaggio principale dello studio del tempo diretto è la sua flessibilità; può essere applicato ad una vasta gamma di compiti non ripetitivi o personalizzati. Tuttavia, è soggetto a osservazioni di valutazione dell'osservatore e l'effetto Hawthorne, dove i lavoratori possono alterare il loro comportamento sotto osservazione.

Sampling di lavoro

Invece di tempizzare ogni elemento in modo continuo, il campionamento del lavoro comporta l'assunzione di istantanee istantanee di un lavoratore o di un processo in un periodo statisticamente significativo. Questo metodo è eccellente per determinare la percentuale di tempo trascorso su varie attività, come il lavoro a valore aggiunto, il trasporto, o il tempo di inattività.

Sistemi di tempo di movimento prestabiliti (PMTS)

Sistemi come Metodi-Time Measurement (MTM) e Maynard Operation Sequence Technique (MOST) sono costruiti su database di valori prestabiliti per i movimenti umani di base. Un analista utilizza un modello di sequenza definito per descrivere il lavoro, e il software o la tabella fornisce il tempo standard. Il vantaggio fondamentale di PMTS è che elimina la necessità di valutazione delle prestazioni e di fermo, come i tempi sono impostati dal sistema.

Guida passo per passo per condurre uno studio di tempo per il design

Per fornire dati attivi per la progettazione di workstation, uno studio di tempo deve essere condotto con una disciplina rigorosa. I seguenti passaggi forniscono un quadro strutturato per la raccolta e l'analisi dei dati di tempo.

1. Definire il compito e selezionare l'operatore

Il primo passo è quello di definire chiaramente la portata del compito in studio. Dove inizia e termina l'attività? Si devono impostare dei confini specifici, come "dal momento in cui l'operatore prende la parte al momento in cui la parte viene collocata nel contenitore finito". Quando si seleziona un operatore, scegliere un individuo esperto che segue l'attuale metodo standard. Un operatore competente fornisce una base più affidabile di un novizio.

2. Rompere il compito in elementi

Dividere il compito in piccoli elementi distinti che sono facili da misurare e valutare. Un buon guasto elementare permette all'analista di identificare aree specifiche di rifiuti. Gli elementi devono essere il più breve possibile, pur essendo misurabili (tipicamente 2 a 30 secondi). Le categorie comuni includono parti di scorrimento], parte di posizionamento

3. Determinare il numero di cicli da osservare

Il rigore statistico è essenziale per uno standard affidabile. Il numero di cicli richiesti dipende dalla variabilità del lavoro e dal livello di accuratezza desiderato.

Se n] è la dimensione del campione, z] è la deviazione standard per il livello di fiducia desiderato (tipicamente 1,96 per la fiducia 95%), ] ]] è la deviazione standard del campione preliminare, e [FLT 5%]e deviazione statistica[F7]

4. Condurre le osservazioni e la valutazione delle prestazioni

Durante l'osservazione, l'analista tenta ogni elemento utilizzando un metodo di temporizzazione continuo o snapback. Allo stesso modo, l'analista deve assegnare un [] valutazione delle prestazioni[[]]] all'operatore. Il rating normalizza il tempo osservato ad un ritmo "normale" di ritmo, solitamente definito come uno standard al 100%.

5. Calcolo del tempo standard con le autorizzazioni

Il tempo osservato grezzo, moltiplicato per il rating di prestazione, dà il tempo normale [[]. Tuttavia, nessun operatore può lavorare al 100% per un turno completo senza interruzioni. Pertanto, le indennità per il tempo personale, la fatica e i ritardi non desiderabili (indennità PFD) devono essere aggiunte al momento normale per arrivare al standard] tempo[F.

Le percentuali di indennità variano per settore e le esigenze fisiche del lavoro. Un'attività di assemblaggio leggero potrebbe avere un 15% di indennità, mentre un'operazione di fonderia pesante potrebbe richiedere il 25% o più.

Tradurre i dati del tempo in progettazione workstation

I dati standard del tempo sono preziosi solo come le decisioni di progettazione che informa. La transizione dalla raccolta dei dati all'implementazione è dove studio del tempo dimostra davvero il suo valore per la progettazione delle workstation.

Applicare i principi di economia di movimento

I dati relativi allo studio del tempo rivelano immediatamente se un operatore sta sprecando tempo su movimenti non-valore aggiunto. Questi risultati dovrebbero essere tradotti direttamente in cambiamenti di progettazione utilizzando i principi dell'economia di movimento. Ad esempio, se i dati del tempo mostrano un'alta frequenza di ricerca] o seletto i punti di lavoro eccessivi, il disegno di workstation deve essere migliorato garantendo tutti i punti di trasferimento

Integrazione della valutazione del rischio ergonomico

Uno studio temporale e l'ergonomia sono strettamente intrecciati. Un compito che richiede 5 secondi supplementari può sembrare minore, ma quando eseguito 800 volte per turno, rappresenta un rischio di affaticamento e lesioni. I tempi standard devono tenere conto del carico fisico cumulativo. Collegando i dati di studio del tempo con strumenti di valutazione ergonomici come il Rapid Upper Limb Assessment (RULA) o il NIOSH Lifting Equation, gli ingegneri possono quantificare il rischio.

Ottimizzazione del layout e del flusso di lavoro

I timbri del tempo forniscono i dati necessari per costruire uno schema di spaghetti che mostra il flusso fisico dell'operatore e dei materiali. I dati del tempo di sovrapposizione su una mappa di layout, i colli di bottiglia diventano immediatamente visibili. Ad esempio, se una parte significativa del tempo di ciclo viene speso in attesa di una macchina, il design della workstation dovrebbe essere rivalutato per consentire la tendenza multi-macchina durante quel tempo di macchina.

Il ruolo della tecnologia negli studi moderni del tempo

La tecnologia ha trasformato come vengono condotti gli studi di tempo, rendendo la raccolta dei dati più veloce, più accurata e meno invadente.

Studio di tempo basato sul video

La registrazione del processo di lavoro con una telecamera ad alta definizione consente all'analista di rivedere ripetutamente l'attività. Il primo vantaggio è l'accuratezza; l'analista può misurare gli elementi ad una frazione di secondo utilizzando la riproduzione frame-by-frame. Il secondo vantaggio è che elimina la pressione del rating in tempo reale. L'analista può condurre lo studio completamente offline, riducendo l'effetto Hawthorne. Infine, le prove video forniscono un potente strumento visivo per comunicare la necessità di modifiche alla gestione delle workstation e alla gestione delle modifiche.

Software e analisi dei dati

Software dedicato allo studio del tempo, come le applicazioni che si trovano nei sistemi di esecuzione avanzata di produzione, automatizza il calcolo delle deviazioni standard, delle dimensioni dei campioni e delle indennità. Questi strumenti possono costruire un database storico di tempi standard per elementi comuni, riducendo drasticamente lo sforzo necessario per gli studi futuri.

Sensori indossabili e IoT

L'avanguardia della misurazione del lavoro comporta la tecnologia dei sensori indossabili. Gli acclerometro e i giroscopi indossati dagli operatori possono rilevare automaticamente i modelli di movimento e i dati di tempo di registro senza alcun uso manuale del cronometro.

Integrazione di Time Study con Lean e Six Sigma

Lo studio del tempo non è un'attività isolata; è una funzione fondamentale nelle strategie di eccellenza operativa più ampie. L'American Society for Quality (ASQ) riconosce lo studio del tempo come strumento primario nella fase di misurazione del DMAIC (Define, Misura, Analizza, Migliora, Controllo) framework.

I grafici standardizzati, una base di base di Lean, si affidano direttamente ai dati standard del tempo. Questi grafici documentano la sequenza delle operazioni, il tempo standard per ogni fase e l'inventario di lavoro richiesto. Senza dati di studio precisi del tempo, il lavoro standardizzato è semplicemente un ideale teorico.

Pitfalls comune e come evitare di loro

Anche con le migliori intenzioni, gli studi di tempo spesso non riescono a fornire dati di progettazione affidabili a causa di errori di esecuzione comuni.

  • Pitfall 1: Inadeguato formato campione. Il ripiegamento su troppe poche osservazioni porta ad un tempo standard con alta variabilità.
    ]Soluzione: Usa sempre una formula statistica per calcolare la dimensione del campione richiesta e raccogliere dati su più giorni e spostamenti per catturare la variazione normale.
  • Pitfall 2: Ignorando la curva di apprendimento. Condurre uno studio su un operatore appena addestrato cederà tempi artificialmente elevati.
    ]Soluzione: Selezionare operatori ben addestrati e esperti per lo studio primario. Se il compito è nuovo, eseguire uno studio pilota e utilizzare curva di apprendimento.
  • Pitfall 3: Scarsa comunicazione.] Trattare lo studio del tempo come attività segreta crea sfiducia e mina l'accuratezza. [
    []Soluzione: Spiegare lo scopo dello studio agli operatori e ai supervisori in anticipo.
  • Pitfall 4: Inaccurate Allowances. Utilizzando una percentuale di indennità generica che non riflette le esigenze fisiche del lavoro.
    ]]Soluzione: Condurre un'analisi della fatica o utilizzare linee guida stabilite per le indennità PFD specifiche alla classe di lavoro.
  • Pitfall 5: Confondere attività con produttività.[[FLT: 1:3] Il fatto che un lavoratore è occupato non significa che siano produttivi.
    Soluzione:] Distinguere tra il tempo a valore aggiunto e il tempo non a valore aggiunto.

Implicazioni strategiche e ritorno sugli investimenti (ROI)

Investendo in rigorosi studi di tempo produce un ritorno diretto e quantificabile. Con l'elaborazione di tempi standard precisi, un'azienda ottiene la capacità di citare in modo affidabile ordini, capacità di piano e produzione di pianificazione. Un design ottimizzato workstation, direttamente informato dai dati del tempo, riduce i tempi di ciclo del 15-30% in molti casi, liberando la capacità senza richiedere ulteriori investimenti di capitale in attrezzature o lavoro.

Inoltre, una stazione di lavoro ben progettata riduce la fatica e la lesione dell'operatore, portando a ridurre i costi di compensazione dei lavoratori e a ridurre il fatturato. Il costo di una singola lesione ergonomica può essere di decine di migliaia di dollari. L'investimento in uno studio di tempo per ridisegnare la stazione di lavoro è una frazione di tale costo.

Conclusioni

Lo studio del tempo rimane la base più affidabile per l'ottimizzazione del design delle workstation. Trasforma le osservazioni soggettive in dati oggettivi e quantificabili. Comprendendo la storia della misurazione del lavoro, applicando metodologie appropriate, aderendo al rigore statistico, integrando principi ergonomici e magre, gli ingegneri possono progettare workstation che massimizzano la produttività, minimizzando lo stress fisico sui lavoratori. L'evoluzione dettagliata della tecnologia, dagli stopwatches all'analisi video e ai sensori IoT, ha solo aumentato l'accuratezza fondamentale.