Sistema integrato per la costruzione dei tempi standard di lavoro comprensivi di valutazione ergonomica dei carichi biomeccanici

1. Il sistema ERGO-MTM ©
Ing. Gabriele Caragnano
Direttore Esecutivo International MTM Directorate
Direttore Associazione MTM Italia
Workshop, aprile 2011

2. Obiettivi dell’Associazione MTM
• AMI è un’organizzazione “non
profit” dedita alla diffusione e
all’evoluzione dell’MTM
nell’interesse del sistema industriale
italiano
• AMI è membro del Direttorato
Internazionale MTM (IMD)
• AMI si propone con lo scopo di:
– Fornire programmi di formazione ad
aziende, organizzazioni sindacali,
istituti di formazione e singoli
individui
– Certificare applicatori e istruttori
MTM
– Controllare la corretta applicaz ione
dei sistemi in conformità con le
regole internazionali
– Ricercare e sviluppare sistemi di
analis i e miglioramento del lavoro
innovativi
– Favorire la condivisione e la
diffusione delle “best practice”
nell’ambito dell’organizzazione del
lavoro
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 2

3. International MTM Directorate
IMD garantisce la corretta e
uniforme applicazione dei sistemi
MTM ufficiali in tutti i paesi
attraverso il controllo di:
• Procedure di qualificazione
• Regole di applicazione
• Materiale di formazione
IMD coordina e promuove
progetti di ricerca e sviluppo e
conferenze internazionali
• Annual Productivity Master
•Productivity Processes
• EAWS
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 3

4. Contenuti presentazione
• Processo di determinazione tempi
standard di lavoro ERGO-MTM
• Panoramica sui sistemi MTM
– Principali vantaggi
– Campi di applicazione
• Calcolo del Fattore Ergonomico
– Collegamento MTM-EAWS
– Sistema ERGO-MTM
– Esempi applicativi
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 4

5. Processo di determinazione tempi standard di
lavoro ERGO-UAS
Analisi contenuto Analisi carico
di lavoro biomeccanico
(MTM) (EAWS)
Applicazione
Tbase CB sistema Fmagg.
ERGO-MTM
Carico Fattore di
Biomeccanico Maggiorazione
Tstd = Tbase x (1 + Fmagg)
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 5

6. Statistiche IMD 2005-2007
MEK MTM-2
10% 13%
Nr. certificati emessi dalle Associazioni MTM Nazionali
NMTMA MTM-1 MTM-2 SAM UAS MEK Total SAM
Germany 2.017 46 0 2.257 554 4.874 6%
France 261 569 0 270 0 1.100
Japan 660 0 0 157 0 817
USA 161 2 0 485 0 648
Brasil 138 1 0 275 28 442
Spain 49 213 0 174 0 436
Nordic countries 0 0 383 0 0 383
Italy 4 29 0 284 0 317
Poland 136 0 0 159 20 315
Czech 139 0 0 156 15 310
Austria 77 0 0 107 27 211
UK 13 20 0 128 0 161
South Africa 0 0 0 78 0 78
UAS
Switzerland 10 0 0 62 5 77 71%
Serbia 0 0 18 0 0 18
Ut ilizzo si st emi MTM nel mondo pe r mi surare
Total 3.665 880 401 4.592 649 10.187 il lavoro (f ont e IMD A dminist rat ion)
• I sistemi MTM ufficiali sono sistemi costruiti sulla base comune dell’MTM-1 e di proprietà
dell’International MTM Directorate
• Sono tutti sistemi liberi da copyrights e distribuiti senza vinco li dalle Associazioni MTM
Nazionali
• I sistemi MTM ufficiali sono regolati nella loro applicaz ione dalle rispettive procedure di
qualificazione, applicate e controllate dalle Associazioni MTM Nazionali
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 6

7. Ogni sistema MTM è progettato per uno specifico
campo di applicazione
Produzione di serie
Livello di org. (MTM-1/MTM-2)
posto di lavoro
Compito
Compito Produzione a lotti
UAS)
(UAS
Produzione su
Commessa (MEK
MEK)
Compito Livello di metodo
Tempo proporzionale alla Abilità operatore e
variabilità delle modalità di specializzazione
esecuzione
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 7

8. Piattaforma Tecnica Internazionale MTM
Dati
standard
aziendali Cataloghi di dati standard MTM specifici 6 Funzione
5 Sequenza
delle operazioni
Dati MEK UAS/SAM
standard Blocchi di dati Blocchi di dati
universali standard standard 4 Operazioni
MEK UAS Operazioni
3 basilari
Sistemi MTM-
MTM-2 2 Sequenza di
di analisi movimenti
MTM-
MTM-1 1 Movimenti
basilari
Produzione Livello
Produzione Produzione condensazione
su commessa
a lotti di massa dati e velocità
o piccoli lotti di analisi
Livello di metodo

9. Metodo di lavoro – Modalità di lavoro
L’applicazione del Livello di Metodo presuppone la definizione dei
termini Metodo di lavoro e Modalità di lavoro e la definizione della loro
interrelazione
Sequenza di movimenti di un lavoro
(es. assemblare coperchio)
Descrizione Valutazione
COSA? COME?
Fasi di operazioni Conformità
Metodo di lavoro Modalità di lavoro
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 9

10. Livello di metodo
LIVELLO DI METODO Alto Medio Basso
POSTO DI LAVORO
Attrezzature specifiche e dedicate generiche e dedicate generiche e non dedicate
Contenitori standard parzialmente standard generici
Dimensioni medie < 2m 2 - 10 m > 10m
Layout perfettamente definito variabile (set-up) indefinito
MATERIALI
Rifornimenti da lato linea op. Logistico op. diretto op. diretto
Rifornimenti da magazzino op. Logistico op. Logistico op. diretto
PERSONALE
Addestramento elevata manualità medio elevata conoscenza
Specializzazione stretta e profonda generica bassa
Istruzioni lavoro dettagliate (2 mani) generic he (1 mano) assenti (disegni)
Deviazioni di metodo nulle possibili elevate
Curva di apprendimento < 1 settimana 1-4 settimane > 1 mese
ORGANIZZAZIONE
Livello tipico efficienza (MTM) 95% 90% 85%
Stereotipia elevata media bassa
Tempi di recupero brevi pause distribuite (4-5) insaturazione + SBF insaturazione + SBF
PIANIFICAZIONE
Opportunità di ripetizione molto elevata (> 1000/ turno) media (> 4/ turno) bassa (< 1/ turno)
Cadenza tipica < 20 sec. 1-60 min. assente
Mix povero ricco personalizzazioni
CARICO BIOMECCANICO TIPICO
Postura corpo tipica seduto in piedi in piedi con mov. corpo
Utilizzo di forza freq. a bassa intensità possibile a media intensità bassa freq. alta intensità
Movimentazione carichi bassa media alta
Frequenza di azione arti sup. elevata media bassa
Comparto tipico di rischio arti superiori corpo corpo
SCELTA OTTIMALE MTM MTM-1 e MTM-2 UAS MEK
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 10

11. Calcolo del Fattore Ergonomico
• Processo di determinazione
tempi standard di lavoro
ERGO-UAS
• Panoramica sul sistema
UAS
– Principali vantaggi di UAS
Analisi carico
– Campi di applicazione biomeccanico
– Esempio di analisi UAS, (EAWS)
TMC-2 e MTM-1 a
confronto
• Calcolo del Fattore
Ergonomico
– Collegamento UAS-EAWS Applicazione
– Sistema ERGO-UAS CB sistema Fmagg.
– Esempio applicativo ERGO-UAS
Carico Fattore di
• PROKON per progettare il Biomeccanico Maggiorazione
lavoro
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 11

12. EAWS – Il progetto: criticità da affrontare
§ Le aziende necessitano di uno strumento di analisi
ergonomica di II livello per valutare il carico biomeccanico in
tutte le sue componenti (carico statico e dinamico,
applicazione di forze, vibrazioni e trasporto di carichi) in tutte
le parti del corpo
§ Lo strumento deve essere accettato e riconosciuto esaustivo
da tutte le parti (aziende, lavoratori, enti competenti e
magistratura)
§ La deviazione dell’applicatore deve essere minimizzata
rendendo oggettive la identificazione e misurazione delle
azioni tecniche, delle posture incongrue e delle forze
applicate
§ Deve essere possibile utilizzare tale strumento nella fase di
progettazione del prodotto/processo
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 12

13. EAWS – Organizzazione Progetto
Legenda Project Sponsors
IMD International MTM Directorate
(IMD, MTM, IAD, UNI.TO)
IAD Technical University of Darmstadt
UNI.TO Univ ersity of Turin
MTM International MTM Group f or Productivity Services
IEA International Ergonomics Association Project owner
PM Project Manager (MTM)
CRF Centro Ricerche Fiat
WE Whirlpool Europe
Project Manager
(Ing. G. Caragnano)
Project Team Engineering Application Group
• Prof. C. Romano (UNI.TO) • K. Ebert (MTM)
• Dr. A. Baracco (UNI.TO) • M. Di Pardo (CRF)
• Prof. Bruder (IAD)
• Dr. Ing. K. Schaub (IAD) Reference Groups
• Ing. I. Lavatelli (MTM) • National MTM Assoc.
• IEA federated members
• Employers federations
• Unions
Field Application Gr oup
FIAT WE IVECO Porsche Daimler VW Bosch
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 13

14. Fattore di Maggiorazione
Fmagg= Fergo + Ft-o
• Fattore Ergonomico (Fergo):
– Determinato per ogni stazione di lavoro in funzione:
• della sequenza di operazioni assegnate (bilanciamento)
• del carico ergonomico statico complessivo (posture incongrue di tutte le
parti del corpo mantenute più a lungo di 4 sec.)
• del carico ergonomico dinamico (frequenze dei movimenti degli arti
superiori)
• Fattore Tecnico-Organizzativo (Fto)
– Si definisce con Fattore Tecnico-Organizzativo la maggiorazione a
copertura di:
• variazioni non assorbite dall’elasticità del sistema MTM e indipendenti dal
carico biomeccanico
• eventi non pianificabili ma strutturali (es.: ricevere istruzioni straordinarie
da supervisor; micro perdite non riportate)
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 14

15. Sistema di calcolo tradizionale del Fattore di
Riposo
• Prendere oggetto F rip-1 T std-1
• Trasportare F rip-2 T std-2
• Piazzare oggetto F rip-3 T std-3
• Premere F rip-4 T std-4
• Bloccare F rip-5 T std-5
• ....... F rip-n T std-n
l Assegnazione di un Fattore di Riposo variabile (da 1% a 23%) per ogni
singolo micro-elemento di tempo
l Fattore di riposo medio risultante per postazione pressochè uguale per
tutti i posti di lavoro (ca. 6%)
l Non considera la frequenza delle azioni (carico dinamico)
l Indipendente dalla sequenza di operazioni assegnate alla postazione
(carico statico)
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 15

16. Sistema di calcolo ERGO-UAS del Fattore
Ergonomico
Griglia raccomandata del
fattore tecnico-
organizzativo
60 %
55 % 52 , 0% 52 , 0% 52 , % 52, 0%
0 52, 0% 52, 0% 5 2, 0%
Ft-o
50 %
4 5, 0%
45 %
40 % 38, 5%
Modello calcolo fattore
35 % 32, 5%
30 % 27, 0%
Fergo
maggioraz. (EAWS
EAWS)
25 % 22 , %
0
Maggiorazione
20 % 17 , %
5
15 % 13 , 5%
1 0, 0%
10 % 7, 0%
4, %
5
5% 2, %
5
1 , 0%
Fase n
0%
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 1 00 10 5 11 0 115
0 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 10 0 10 5 110
Tempo Base (MTM
MTM) Fase 3
Fase 2
Fase 1
Stazione di lavoro
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 16

17. Modello ERGO-UAS per la determinazione del
fattore ergonomico Fergo
60%
55%
51,0% 51,0% 51,0% 51,0% 51,0% 51,0% 51,0%
50%
44,0%
45%
Fattore ergonomico Fergo
40% 37,5% Curva “esponenziale” del
sistema ERGO-UAS
35%
31,5%
30%
26,0%
25%
21,0%
20%
16,5%
15% 12,5%
9,0% Curva “piatta” del sistema attuale
10%
6,0%
3,5%
5%
1,5%
0,0%
0%
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 EAWS
0 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 17

18. Griglia raccomandata del Fattore Tecnico-
Organizzativo (Fto)
10,0%
480,0
9,0%
8,0%
7,0% 270,0
6,0%
Fto %
5,0%
90,0
4,0%
3,0%
30,0
2,0%
10,0
1,0%
3,0
0,0%
0,5
0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0
Takt time (min)
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 18

19. Fattori di maggiorazione risultanti per
differenti cadenze (zona verde e gialla)
25%
Fmag@TC(1-30sec)
Fmag@TC(30sec-3min)
Fmag@TC(3-10min)
20% Fmag@TC(10-30min)
Fmag@TC(30-90min)
Fattore di maggiorazione (Fmagg)
Fmag@TC(90-270min)
Fmag@TC(>270min)
15%
10%
5% 6% (valore "tipico" del modello di maggiorazione
precedente nel settore automotive - da
confrontare tipicamente con curva rossa o nera)
0%
0-25 25-30 30-35 35-40 40-45 45-50
punti EAWS
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 19

20. Processo ERGO-MTM
1 Analisi MTM 2 Analisi EAWS
Modello calcolo
MTM fattore maggioraz.
(EAWS
EAWS)
PDL 1 PDL 2 PDL 3 PDL 4
3 ERGO-MTM
60%
4 Calcolo tempi std 55% 52,0% 52,0% 52,0% 52, 0% 52,0% 52,0% 5 2,0%
50%
45,0%
45%
38,5%
40%
Fergo. + Ft-o 35% 32, 5%
30% 27, 0%
25% 22,0%
20% 17,5%
15% 13, 5%
10,0%
10% 7,0%
4,5 %
PDL 1 PDL 2 PDL 3 PDL 4 5%
1,0%
2, 5%
0%
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115
0 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 20

21. Bilanciamento iniziale e calcolo Fattore Ergonomico con
sistema tradizionale (per singolo movimento)
Trim Line Project
allowance To be rev iewed
Legenda Legenda
C an be improv ed
Min/turno (time) Basic time ergo points
Good
600 90
Fmagg e punteggio EAWS
non sono collegati
80
500
70
MAX
450
450min
400 60
punteggio EAWS
50
300
40
200 30
20
100
10
0
0 0
1-1
1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
1-8
1-9
1-10
1-11
1-12
1-14
1-15
1-16
1-17
1-18
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1-20
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1-41
1-42
1-43
1-7,1
1-8,1
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 21

22. Bilanciamento iniziale e calcolo Fattore Ergonomico con
sistema ERGO-MTM
To be rev iewed Trim Line Project
Legenda allowance Legenda
C an be improv ed
(time) Basic time ergo points
Min/turno Good
90
600
Fmagg e punteggio EAWS
collegati da modello 80
500 ERGO-MTM
70
MAX
450
450min
60
400
punteggio EAWS
50
300
40
200 30
20
100
10
0
0 0
1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
1-8
1-9
1-7,1
1-8,1
1-10
1-11
1-12
1-14
1-15
1-16
1-17
1-18
1-19
1-20
1-21
1-22
1-23
1-24
1-25
1-26
1-28
1-29
1-31
1-32
1-33
1-34
1-35
1-36
1-37
1-38
1-39
1-40
1-41
1-42
1-43
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 22

23. Bilanciamento finale e calcolo Fattore Ergonomico con
sistema ERGO-MTM
Trim Line Project
tempo maggioraz. A lta criticità
legenda legenda
Media criticità
tempi tempo base punti ergo
min/turno C riticità bassa o assente
90
6 00
Riprogettazione metodi/organizzazione e bilanciamento contenuto di
80
lavoro e carico biomeccanico
5 00
70
MAX
450
450min
60
4 00
punteggio EAWS
50
3 00
40
2 00 30
20
1 00
10
0 0
1-7B
1-8B
1-9B
1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
1-8
1-9
1-10
1-11
1-12
1-14
1-15
1-16
1-17
1-18
1-19
1-22
1-24
1-25
1-26
1-28
1-29
1-32
1-33
1-34
1-35
1-36
1-37
1-38
1-39
1-40
1-42
1-43
1-1
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 23

24. 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
1-19T
1-18T
1-31T
1-12T
1-22T
1-24T
Aprile 2011
1-36T
1-15T
1-29T
1-43T
1-34T
1-35T
1-26T
(modello Fmag tradizionale)
1-8T
1-7T
1-38T
1-25T
1-32T
1-23T
1-42T
1-10T
1-11T
1-14T
1-1T
Distribuzione punteggi EAWS iniziale
1-21T
1-16T
1-17T
1-4T
1-6T
1-7,1T
1-8,1T
1-40T
Workshop ERGO-MTM - © AMI
1-3T
1-5T
1-33T
1-39T
1-28T
1-9T
1-37T
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Pag. 24
1-2T

25. 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
1-36T
1-15T
1-22T
1-24T
1-35T
1-43T
Aprile 2011
1-12T
1-18T
1-26T
1-19T
1-17T
1-8T
1-7T
1-38T
1-16T
1-29T
1-11T
1-32T
1-25T
(Fmag calcolato con modello ERGO-MTM)
1-42T
1-40T
1-14T
1-1T
1-7BT
1-8BT
Distribuzione punteggi EAWS finale(modello
1-4T
1-6T
1-34T
1-9BT
1-9T
Workshop ERGO-MTM - © AMI
1-3T
1-5T
1-33T
1-39T
1-28T
1-37T
1-2T
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26. Esempio di riprogettazione:
Guarnizione porta
188 3P 199
Con martello gomma Con roll-forming
Punti EAWS (arti sup.) = 68 Punti EAWS (arti sup.) = 35
Fmag teorico = 32,5% Fmag = 7%
RIPROGETTARE
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 26

27. Esempio di riprogettazione:
Montaggio sterzo a coppia controllata
PRIMA DOPO
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 27

28. Esempio di riprogettazione:
Guarnizione portellone
PRIMA DOPO
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 28

29. Esempio di riprogettazione:
Maniglia porta
PRIMA DOPO
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 29

30. Esempio di riprogettazione:
Inserimento tappi
PRIMA DOPO
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 30

31. Esempio di riprogettazione:
Connessioni elettriche
PRIMA DOPO
Aprile 2011 Workshop ERGO-MTM - © AMI Pag. 31