Engenharia de métodos e produtividade

CARDOSO

Nesta obra, o leitor encontrará um guia completo sobre engenharia de métodos e produtividade, explorando desde os fundamentos do estudo de movimentos e tempos até práticas avançadas de balanceamento de linhas, mapeamento do fluxo de valor, indicadores de desempenho e gestão estratégica da melhoria contínua. Escrito em linguagem clara e apoiado em exemplos práticos, o livro aproxima teoria e prática para oferecer soluções aplicáveis no chão de fábrica e em ambientes de gestão. Seja você um estudante que inicia sua trajetória na Engenharia de Produção, seja um supervisor, coordenador ou gestor que busca aperfeiçoar processos e liderar equipes com eficiência, esta leitura proporcionará ferramentas sólidas para transformar desafios do dia a dia em resultados consistentes e sustentáveis.

ENGENHARIA DE MÉTODOS E PRODUTIVIDADE

Em um mundo cada vez mais competitivo, a eficiência produtiva se tornou essencial para a sobrevivência das organizações. Esta obra apresenta, de forma clara e aplicada, os fundamentos da engenharia de métodos e produtividade, abordando desde o estudo de movimentos e tempos até ferramentas de gestão como PDCA, MASP, mapeamento do fluxo de valor e indicadores de desempenho. Com exemplos práticos e foco na melhoria contínua, o livro é indispensável para estudantes, profissionais e gestores que desejam transformar processos em resultados sustentáveis.

A produtividade é o elo que conecta conhecimento técnico, eficiência operacional e competitividade empresarial.

WAGNER CARDOSO

WAGNER CARDOSO

ENGENHARIA DE MÉTODOS E PRODUTIVIDADE A teoria na prática

Engenheiro de Produção, com Mestrado e Doutorado em Engenharia de Produção. É Gestor de cursos de graduação, Coordenador do Núcleo de Práticas de Engenharia, Tecnologia da Informação e Arquitetura (NUPEIA), Professor de Engenharia de Produção, Administração, Gestão da Qualidade e Logística presencial e EAD. Até junho/2025 atingiu a marca de 170 TCC’s orientados ou avaliados em bancas, 32 turmas formadas, 37 homenagens como patrono, paraninfo e/ou nome de turma. Tem experiência como Supervisor Industrial, Gerente Industrial e Gerente de Operações, além de atuar desde 2006 como Consultor e Assessor Industrial objetivando a redução de custos, o aumento da produtividade e a implantação de Planejamento e Controle de Produção (PCP). É autor de 9 livros.

2ª edição revista e ampliada

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Wagner Cardoso

ENGENHARIA DE MÉTODOS E PRODUTIVIDADE A teoria na prática

2ª Edição

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Engenharia de métodos e produtividade: a teoria na prática © 2026 Wagner Cardoso Editora Edgard Blücher Ltda.

1ª edição, 2018 (Itacaiúnas) Publisher Edgard Blücher Editor Eduardo Blücher Coordenação editorial Rafael Fulanetti Coordenação de produção Ana Cristina Garcia Produção editorial Juliana Midori Horie, Luana Negraes Diagramação Guilherme Salvador Revisão de texto MPMB Capa Juliana Midori Horie Imagem da capa iStockphoto

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Heytor Diniz Teixeira, CRB-8/10570

Rua Pedroso Alvarenga, 1245, 4o andar 04531-934 – São Paulo – SP – Brasil Tel.: 55 11 3078-5366 contato@blucher.com.br www.blucher.com.br

Segundo o Novo Acordo Ortográfico, conforme 6. ed. do Vocabulário Ortográfico da Língua Portuguesa, Academia Brasileira de Letras, julho de 2021.

É proibida a reprodução total ou parcial por quaisquer meios sem autorização escrita da editora.

Cardoso, Wagner Engenharia de métodos e produtividade : a teoria na prática / Wagner Cardoso. – 2. ed. – São Paulo : Blucher, 2026.

112 p.

Bibliografia ISBN 978-85-212-3095-3 (Impresso) ISBN 978-85-212-3093-9 (Eletrônico – Epub) ISBN 978-85-212-3094-6 (Eletrônico – PDF) 1. Engenharia e planejamento da produção. 2. Administração e controle da produção. 3. Engenharia de produção. 4. Engenharia de operações. 5. Engenharia de métodos. 6. Gestão da produtividade. 7. Competitividade empresarial. 8. Análise de processos. I. Título.

CDU 658.5

Índice para catálogo sistemático: Todos os direitos reservados pela Editora Edgard 1. Engenharia e planejamento da produção CDU 658.5 Blücher Ltda.

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CONTEÚDO

1. ESTUDO DE MOVIMENTOS.............................................................. 13 1.1

Definição do estudo de movimentos e de tempos................................... 13

1.2

Histórico do estudo de movimentos e de tempos................................... 13

1.3

Processo geral de solução de problemas................................................. 14

1.4

PDCA......................................................................................................... 15

1.5

Método de Análise e Solução de Problemas (MASP)............................... 16

1.6

Projetos de métodos de trabalho – Conceito geral.................................. 19

1.7

Projeto de métodos de trabalho – Desenvolvimento do método melhorado................................................................................................ 20

1.8

Análise do processo produtivo................................................................. 21 1.8.1 Gráfico do fluxo do processo........................................................ 21 1.8.2 Gráficos de atividade.................................................................... 23 1.8.3 Gráficos homem-máquina............................................................ 24

1.9

Análise de operações............................................................................... 26

1.10 Princípios da economia dos movimentos................................................. 28 1.10.1 Princípios de economia de movimentos relacionados ao uso do corpo humano............................................................................ 28

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Engenharia de métodos e produtividade

1.10.2 Princípios de economia dos movimentos relacionados à disposição do local de trabalho.................................................. 29 1.10.3 Princípios de economia dos movimentos relacionados aos projetos das ferramentas e do equipamento............................. 29 1.11 Estudo de movimentos, mecanização e automação................................ 30 1.12 Padronização – Registro do método padronizado.................................... 30 1.13 Relação entre estudo de movimentos e de tempos e incentivos salariais..................................................................................................... 30

2. ESTUDO DE TEMPOS........................................................................ 33 2.1

Estudo de tempos – Definição.................................................................. 33

2.2

Estudo de tempos – Finalidades e aplicações.......................................... 33

2.3

Estudo de tempos – Passos para execução.............................................. 34

2.4

Estudo de tempos – Número de ciclos a ser cronometrado.................... 35

2.5

Estudo de tempos – Avaliação do ritmo................................................... 36

2.6

Estudo de tempos – Determinação das tolerâncias e do tempo-padrão...... 36 2.6.1 Determinação das tolerâncias...................................................... 36 2.6.2 Determinação do tempo-padrão.................................................. 38

3. AMOSTRAGEM DO TRABALHO........................................................ 41 3.1

Metodologia............................................................................................. 42

3.2

Exemplo.................................................................................................... 42

3.3

Cálculo do tempo-padrão (TP) por amostragem de trabalho.................. 43

3.4

Exercícios de aplicação............................................................................. 44

4. MAPEAMENTO DO FLUXO DE VALOR.............................................. 47 4.1

Introdução................................................................................................ 47

4.2

Manufatura enxuta e seus níveis.............................................................. 47 4.2.1 Manufatura enxuta como filosofia de produção.......................... 47 4.2.2 Manufatura enxuta como técnica para gestão da produção........ 48 4.2.3 Manufatura enxuta como método de planejamento e controle....

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Conteúdo

4.3

Mapeamento do fluxo de valor................................................................ 51 4.3.1 Iniciando o mapeamento do fluxo de valor.................................. 51 4.3.2 O mapa do estado atual................................................................ 53 4.3.3 Características de um fluxo de valor enxuto................................. 53 4.3.4 O mapa do estado futuro.............................................................. 55 4.3.5 Alcançando o estado futuro.......................................................... 56 4.3.6 Exemplo de mapeamento do fluxo de valor do estado atual e do estado futuro........................................................................... 56 4.3.7 Lista de ícones para construção do MFV....................................... 58

5. ESTUDO DE CAPACIDADE PRODUTIVA............................................ 59 6. BALANCEAMENTO DE LINHA........................................................... 61 6.1

Diagrama de precedência......................................................................... 62

6.2

Balanceamento de linha de produção e de montagem........................... 63 6.2.1 Finalidades.................................................................................... 63 6.2.2 Bases para cálculos....................................................................... 63 6.2.3 Linha de produção........................................................................ 64 6.2.4 Linha de montagem...................................................................... 66

6.3

Teoria das Restrições (Theory of Constraints – TOC)................................ 67 6.3.1 Introdução.................................................................................... 67 6.3.2 TOC – Princípios básicos............................................................... 69

6.4

Exercícios de aplicação – Balanceamento de linha.................................. 74

7. PRODUTIVIDADE E COMPETITIVIDADE........................................... 81 7.1

Introdução................................................................................................ 81

7.2

Gestão da produtividade e os sistemas de gestão................................... 82

7.3

Estratégias, ferramentas e técnicas para aumentar a produtividade....... 84 7.3.1 A participação dos operadores..................................................... 84 7.3.2 Engenharia e Análise do Valor...................................................... 87

7.4

Relação entre produtividade e competitividade...................................... 95

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Engenharia de métodos e produtividade

8. INDICADORES DE DESEMPENHO (KEY PERFORMANCE INDICATOR – KPI)............................................................................. 97 8.1

Introdução................................................................................................ 97

8.2

Definição.................................................................................................. 97

8.3

Mudanças na elaboração de KPI.............................................................. 98

8.4

Sistemas tradicionais de medição de desempenho................................. 100 8.4.1 Foco excessivo na eficiência.......................................................... 100 8.4.2 Visão pulverizada.......................................................................... 100 8.4.3 Desconexo com os objetivos estratégicos..................................... 101 8.4.4 Ênfase nos resultados................................................................... 101 8.4.5 Foco na mensuração do resultado financeiro............................... 101 8.4.6 Ênfase nos resultados de curto prazo – Imediatismo................... 101 8.4.7 Dificuldade em gerar informações em tempo hábil para tomada de decisões................................................................................... 102 8.4.8 Nível alto de reunião das informações......................................... 102 8.4.9 Alocação de custos indiretos........................................................ 102

8.5

Os novos sistemas de medição de desempenho...................................... 102 8.5.1 Balanced Scorecard (BSC)............................................................. 103

8.6

Aspectos relevantes dos novos sistemas de medição de desempenho...... 105 8.6.1 Necessidade de dinamismo.......................................................... 105 8.6.2 A importância da acuracidade da informação.............................. 106 8.6.3 A dimensão humana e organizacional.......................................... 106 8.6.4 Medições de novas dimensões competitivas................................ 106 8.6.5 Criação de uma visão integrada da empresa................................ 107

8.7

Considerações finais................................................................................. 108

REFERÊNCIAS........................................................................................ 109

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CAPÍTULO 1 ESTUDO DE MOVIMENTOS

1.1 DEFINIÇÃO DO ESTUDO DE MOVIMENTOS E DE TEMPOS O estudo de movimentos e de tempos é o estudo sistemático dos sistemas de trabalho com os seguintes objetivos: 1. desenvolver o sistema e o método preferido, usualmente aquele de menor custo, pois o que se pretende é projetar um sistema, uma sequência de operações e procedimentos que mais se aproximem da solução ideal; 2. padronizar esse sistema e método, fornecendo uma descrição detalhada da operação e das especificações para execução da tarefa; 3. determinar o tempo gasto por uma pessoa qualificada e devidamente treinada, trabalhando num ritmo normal, para executar uma tarefa ou operação específica, ou seja, determinar o tempo-padrão, que será utilizado no Planejamento e Controle da Produção (PCP) e nos custos (no seu levantamento); 4. orientar o treinamento do trabalhador no método preferido.

Engenharia de Métodos é um dos termos utilizados em substituição a estudo de movimentos e de tempos.

1.2 HISTÓRICO DO ESTUDO DE MOVIMENTOS E DE TEMPOS A história do estudo de tempos remete a 1881, na usina da Midvale Steel Company, onde Frederick Taylor introduziu esse novo conceito. Taylor observou e concluiu que a operação fabril deixava muito a desejar e que a empresa e os trabalhadores deveriam ter os mesmos interesses, sem atritos. Segundo Taylor (apud Barnes, 2004, p. 8), “o maior

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CAPÍTULO 2 ESTUDO DE TEMPOS

2.1 ESTUDO DE TEMPOS – DEFINIÇÃO O estudo de tempos é usado na determinação do tempo necessário para uma pessoa qualificada e bem treinada, trabalhando em ritmo normal, executar uma tarefa especificada. Como resultado, tem-se o tempo-padrão.

2.2 ESTUDO DE TEMPOS – FINALIDADES E APLICAÇÕES 1. Estabelecer programações e planejar o trabalho.

2. Determinar os custos-padrão e como auxílio ao preparo de orçamentos.

3. Estimar o custo de um produto antes do início da fabricação.

4. Determinar a eficiência de máquinas, o número de máquinas que uma pessoa pode operar, o número de homens necessários ao funcionamento de um grupo, e como auxílio ao balanceamento de linhas de montagem e de trabalho controlado por transportadores.

5. Determinar tempos-padrão a serem usados como base para o pagamento de incentivo à mão de obra direta.

6. Determinar tempos-padrão a serem usados como base para o pagamento da mão de obra indireta, tais como os prestadores de serviços terceirizados e outros.

7. Determinar tempos-padrão a serem usados como base do controle de custo da mão de obra.

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CAPÍTULO 3 AMOSTRAGEM DO TRABALHO

A amostragem do trabalho tem três usos principais: 1. Determinação da RELAÇÃO DE ATIVIDADE: medir atividade e não atividade de homens e máquinas, por exemplo; determinar a porcentagem de tempo em um dia que o homem trabalha e, consequentemente, a porcentagem que ele não trabalha.

2. AMOSTRAGEM DA EXECUÇÃO: para medir o tempo de trabalho e o tempo de descanso de uma pessoa que executa uma tarefa manual e para estabelecer um índice ou um nível de desempenho para a mesma pessoa durante o seu tempo de trabalho.

3. A MEDIÇÃO DO TRABALHO: isto é, determinar o tempo-padrão para operações, principalmente operações demoradas, não repetitivas ou que utilizem diversos operadores, por exemplo, a montagem de colheitadeiras.

Em sua forma mais simples, a amostragem do trabalho consiste em se fazer observações em intervalos ocasionais de tempo, sobre o desempenho de um ou mais operadores ou máquinas e registrar quando eles estão inativos ou trabalhando.

Amostragem do trabalho (Work Sampling) Amostra

Universo –δ

µ

+δ

Figura 3.1 – Amostragem do trabalho.

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CAPÍTULO 4 MAPEAMENTO DO FLUXO DE VALOR

4.1 INTRODUÇÃO Remontando a evolução histórica dos sistemas produtivos, é possível ver um claro avanço no campo gerencial deles, haja vista que tudo começou de modo organizado com a administração científica de Taylor. Ele trouxe à luz das empresas a cientificidade contrapondo-se ao empirismo da época, organizou os métodos de trabalho, implantou controles e deu à força de trabalho uma carga condizente com sua capacidade. Ford veio na sequência, dando continuidade a essa nova era da gestão fabril, implantando a produção em massa e criando as peças intercambiáveis, sendo essa sua maior contribuição aos sistemas produtivos mundiais, como forma eficiente e eficaz de redução de custos com a padronização de peças que passariam a servir em diversos modelos de automóveis (Slack; Chambers; Johnston, 2008).

Ainda segundo Slack, Chambers e Johnston (2008), a manufatura enxuta pode ser dividida em três níveis: manufatura enxuta como filosofia de produção; manufatura enxuta como técnica para gestão da produção; e manufatura enxuta como método de planejamento e controle.

4.2 MANUFATURA ENXUTA E SEUS NÍVEIS 4.2.1 MANUFATURA ENXUTA COMO FILOSOFIA DE PRODUÇÃO Segundo Slack, Chambers e Johnston (2008), os motivos essenciais para que a manufatura enxuta seja entendida como filosofia de produção são:

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CAPÍTULO 5 ESTUDO DE CAPACIDADE PRODUTIVA

Para mensurar a real capacidade produtiva instalada é preciso, principalmente, dos tempos-padrão dos produtos a serem fabricados. Aliado a isso, precisa-se também da disponibilidade de horas para trabalhar, do número de homens e máquinas envolvidos no processo e da quantidade de matéria-prima disponível, pois esses são os fatores limitantes de capacidade, ou seja, pode-se até ter, por exemplo, horas, homens e máquinas disponíveis, porém, se faltar matéria-prima, a capacidade fica aquém do normal.

A quantidade de máquinas sendo preestabelecida, o número de funcionários é visível e claro. Logo, o cálculo da real capacidade de produção, de forma simplista, é feito assim: C = horas disponíveis por mês ÷ tempo-padrão em horas por unidade Por exemplo, pense na operação de facear e chanfrar a placa de choque da folha de observações dada como exemplo. Se tivéssemos 44 horas semanais, 176 horas mensais, disponíveis, seu cálculo de capacidade seria assim: C = 176 [h/mês] x 60 [min/h] ÷ 0,19 [min/peça] = 55.579 peças/mês Existem dois casos e formas de medir a capacidade produtiva: (1) o caso de processos com um ou poucos produtos e recursos dedicados a eles; (2) e o caso de processos com diversos produtos compartilhando os mesmos recursos.

No caso 1, a capacidade produtiva é definida pelo gargalo do sistema produtivo. Por exemplo, caso existam 4 recursos produtivos com as capacidades produtivas de 5 peças/ hora, 8 peças/hora, 3 peças/hora e 10 peças/hora, encontra-se primeiramente o gargalo, que neste caso é 3 peças/hora, e este é definido como sendo a capacidade do sistema.

A melhor forma de encontrar e definir o gargalo e, assim, a respectiva capacidade do sistema será abordado à frente, no capítulo específico sobre balanceamento de linha.

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CAPÍTULO 6 BALANCEAMENTO DE LINHA

Nos diferentes tipos de produção existem muitas operações distintas de processamento a serem executadas sobre o produto. Invariavelmente, a sequência dos passos é restrita, pelo menos até um certo ponto, em termos da ordem na qual as operações podem ser executadas. Por exemplo, para executar um furo roscado, deve-se fazer o furo primeiro (p. ex., com uma broca), e depois a rosca (p. ex., com um macho). Na fixação mecânica, a arruela deve ser colocada sob a cabeça do parafuso antes que a porca possa ser girada e apertada. Essas restrições são chamadas restrições de precedência. Isso normalmente acontece no caso em que o produto deve ser fabricado numa dada taxa de produção de modo a satisfazer a demanda. É desejável que no projeto de uma linha de montagem todas as especificações sejam satisfeitas o mais eficientemente possível.

O problema de balanceamento de linha consiste em combinar as tarefas individuais de processamento e montagem para que o tempo total exigido em cada estação de trabalho seja aproximadamente o mesmo. Se os elementos de trabalho podem ser agrupados de modo a que todos os tempos em cada estação sejam exatamente iguais, ter-se-á o caso de um balanceamento perfeito da linha e, consequentemente, a produção será suave.

Entretanto, na maioria das situações práticas é muito difícil alcançar um balanceamento perfeito. Quando os tempos das estações de trabalho são diferentes, a estação mais lenta determina a taxa de produção global da linha.

Além das restrições de precedência, existem outros tipos de restrições à solução do problema de balanceamento. Estas referem-se às restrições no arranjo das estações em vez da sequência dos elementos de trabalho. O primeiro tipo de restrição no arranjo das estações chama-se restrição de área, que pode ser positiva ou negativa. Uma restrição de área positiva significa que certos elementos de trabalho devem ser localizados próximos

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CAPÍTULO 7 PRODUTIVIDADE E COMPETITIVIDADE

7.1 INTRODUÇÃO O intuito de obter um alto rendimento do trabalho e a necessidade de racionalizá-lo não é nova. Ainda nos séculos XVII e XVIII, alguns teóricos da economia, como François Quesnay, Adam Smith e David Ricardo, fizeram referência a esses temas em suas pesquisas. Era a preocupação da produtividade ainda sem nome.

Depois da 2ª Guerra Mundial, vários países da Europa, como o Reino Unido, a França, a Alemanha, a Áustria, a Bélgica, a Holanda, a Noruega e outros, desenvolveram ações políticas organizadas em ministérios, institutos e comissões nacionais, com o intuito de utilizar da melhor forma possível os recursos disponíveis na reconstrução e no desenvolvimento através das seguintes ações: • • • • • •

Organização racional das empresas com o fim de reduzir os custos de produção.

Criação de gabinetes de estudo da melhoria da produtividade.

Serviços de documentação sobre produtividade.

Difusão das noções referentes ao aumento da produtividade.

Desenvolvimento da formação profissional.

Aprimoramento de sistemas de incentivos ao rendimento do trabalho e à qualidade.

Trabalho e produtividade estão intimamente ligados. Mas não devemos confundir produtividade com produção, já que a produção é um valor absoluto enquanto a produtividade é um quociente. Ou seja, a produtividade é o rendimento que resulta da relação entre os bens produzidos e os meios utilizados.

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CAPÍTULO 8 INDICADORES DE DESEMPENHO (KEY PERFORMANCE INDICATOR – KPI)

8.1 INTRODUÇÃO KPI é a sigla em inglês para Key Performance Indicator, ou Indicador-Chave de Desempenho. Eles também são conhecidos como KSI, ou Keys Success Indicator (Indicador-Chave de Sucesso). KPIs são métricas que a empresa elege como essenciais para avaliar um processo gerencial.

São indicadores usados para acompanhar a evolução das operações, evitando assim que o gestor se perca em meio a relatórios e dados que pouca utilidade têm. É através dos KPIs que deve ser mantido o foco nas metas realmente interessantes para o negócio.

Além disso, é uma ferramenta que auxilia na transmissão da missão e visão da empresa aos colaboradores que não estão em cargos de liderança. Logo, ao estabelecer e divulgar os indicadores-chave que serão medidos e monitorados aos demais colaboradores, todos ficarão cientes de quais parâmetros realmente interessam à empresa e assim tenderão a buscar melhorá-los.

8.2 DEFINIÇÃO O ato de medir qualquer ação é o princípio para formalizar maneiras de controlar o desempenho de sistemas. Não é possível controlar e gerenciar o que não se pode medir.

Então medir o desempenho é essencial para alcançar os resultados esperados quando da elaboração do planejamento estratégico da empresa.

O objetivo principal de qualquer sistema de medição de desempenho, que gerará KPIs, seja em indústrias, prestadoras de serviços, comércio, instituições em geral, é melhorar a compreensão organizacional de sua realidade atual. Com essa melhor compreensão

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Nesta obra, o leitor encontrará um guia completo sobre engenharia de métodos e produtividade, explorando desde os fundamentos do estudo de movimentos e tempos até práticas avançadas de balanceamento de linhas, mapeamento do fluxo de valor, indicadores de desempenho e gestão estratégica da melhoria contínua. Escrito em linguagem clara e apoiado em exemplos práticos, o livro aproxima teoria e prática para oferecer soluções aplicáveis no chão de fábrica e em ambientes de gestão. Seja você um estudante que inicia sua trajetória na Engenharia de Produção, seja um supervisor, coordenador ou gestor que busca aperfeiçoar processos e liderar equipes com eficiência, esta leitura proporcionará ferramentas sólidas para transformar desafios do dia a dia em resultados consistentes e sustentáveis.

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Em um mundo cada vez mais competitivo, a eficiência produtiva se tornou essencial para a sobrevivência das organizações. Esta obra apresenta, de forma clara e aplicada, os fundamentos da engenharia de métodos e produtividade, abordando desde o estudo de movimentos e tempos até ferramentas de gestão como PDCA, MASP, mapeamento do fluxo de valor e indicadores de desempenho. Com exemplos práticos e foco na melhoria contínua, o livro é indispensável para estudantes, profissionais e gestores que desejam transformar processos em resultados sustentáveis.

A produtividade é o elo que conecta conhecimento técnico, eficiência operacional e competitividade empresarial.

WAGNER CARDOSO

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Engenheiro de Produção, com Mestrado e Doutorado em Engenharia de Produção. É Gestor de cursos de graduação, Coordenador do Núcleo de Práticas de Engenharia, Tecnologia da Informação e Arquitetura (NUPEIA), Professor de Engenharia de Produção, Administração, Gestão da Qualidade e Logística presencial e EAD. Até junho/2025 atingiu a marca de 170 TCC’s orientados ou avaliados em bancas, 32 turmas formadas, 37 homenagens como patrono, paraninfo e/ou nome de turma. Tem experiência como Supervisor Industrial, Gerente Industrial e Gerente de Operações, além de atuar desde 2006 como Consultor e Assessor Industrial objetivando a redução de custos, o aumento da produtividade e a implantação de Planejamento e Controle de Produção (PCP). É autor de 9 livros.

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