Aprende a hacer el muestreo de trabajo con los ejercicios resueltos del libro de Niebel
Ejercicios resueltos del libro de Niebel muestreo de trabajo
Introducción
El muestreo de trabajo es una técnica que permite estimar la proporción de tiempo que se dedica a diferentes actividades o categorías de trabajo en un proceso, mediante la observación aleatoria y periódica de una muestra representativa de casos. El muestreo de trabajo sirve para evaluar la eficiencia, la productividad, el rendimiento, el uso de recursos, el nivel de ocupación y el balanceo de cargas de trabajo en una organización o un sistema productivo.
Ejercicios resueltos del libro de niebel muestreo de trabajo
Uno de los autores más reconocidos en el campo de la ingeniería industrial y el estudio del trabajo es Benjamin W. Niebel, quien junto con Andris Freivalds escribió el libro Ingeniería industrial: métodos, estándares y diseño del trabajo, publicado por primera vez en 1958 y actualizado en varias ediciones hasta el año 2009. Este libro es una referencia obligada para los estudiantes y profesionales que quieren aprender los principios, las técnicas y las aplicaciones de la ingeniería industrial.
El libro de Niebel se estructura en cuatro partes: métodos, estándares, diseño del trabajo y ergonomía. En cada parte se presentan conceptos teóricos, ejemplos prácticos, casos de estudio y ejercicios propuestos para que el lector pueda afianzar sus conocimientos y desarrollar sus habilidades. En este artículo nos vamos a centrar en la parte de métodos, específicamente en el capítulo 14 que trata sobre el muestreo de trabajo. En este capítulo se explican los fundamentos, los objetivos, los pasos, las ventajas y las limitaciones del muestreo de trabajo, así como algunos ejercicios resueltos que ilustran su aplicación.
Ejercicios resueltos
Ejercicio 1: Determinación del tamaño de la muestra
El enunciado y los datos del problema son los siguientes:
Un supervisor desea determinar el porcentaje promedio de tiempo que sus empleados dedican a actividades no relacionadas con el trabajo durante su jornada laboral. Para ello decide utilizar el muestreo de trabajo con un nivel de confianza del 95% y un error máximo admisible del 5%. Qué tamaño mínimo de muestra debe utilizar?
La fórmula para calcular el tamaño mínimo de muestra (n) para el muestreo de trabajo es:
Donde:
Z es el valor crítico asociado al nivel de confianza deseado.
P es la proporción esperada o estimada de la actividad o categoría que se quiere medir.
E es el error máximo admisible expresado como porcentaje.
En este caso, los valores conocidos son:
Z = 1.96 (corresponde al nivel de confianza del 95%).
P = 50 (se asume como el valor más conservador cuando no se tiene una estimación previa).
E = 5 (se da en el problema).
Sustituyendo estos valores en la fórmula se obtiene:
Como el tamaño mínimo de muestra debe ser un número entero, se redondea al siguiente valor mayor, es decir:
n = 385
Esto significa que el supervisor debe observar al menos 385 veces a sus empleados para estimar con un 95% de confianza y un 5% de error máximo admisible el porcentaje promedio de tiempo que dedican a actividades no relacionadas con el trabajo.
La interpretación y conclusión del resultado son las siguientes:
El supervisor necesita una muestra relativamente grande para obtener una estimación precisa del porcentaje de tiempo no productivo, debido a que no tiene una idea previa de cuál podría ser ese porcentaje y quiere tener un margen de error pequeño. Si tuviera una estimación inicial o aceptara un margen de error mayor, podría reducir el tamaño de la muestra.
Ejercicio 2: Aplicación del muestreo de trabajo a un proceso productivo
El enunciado y los datos del problema son los siguientes:
de trabajo a un proceso productivo que consiste en la fabricación de piezas metálicas mediante un torno. El analista observó 200 veces el proceso y registró el número de veces que el torno estaba en funcionamiento, en espera o en mantenimiento. Los resultados fueron los siguientes:
Estado del tornoNúmero de observaciones
Funcionamiento140
Espera40
Mantenimiento20
Total200
Qué proporción de tiempo se dedica a cada estado del torno? Qué conclusiones se pueden sacar del estudio?
La fórmula para calcular la proporción de tiempo (P) que se dedica a cada estado del torno es:
Donde:
f es la frecuencia o el número de observaciones de cada estado.
n es el tamaño total de la muestra.
En este caso, los valores conocidos son:
f = 140, 40 y 20 para los estados de funcionamiento, espera y mantenimiento respectivamente.
n = 200 (se da en el problema).
Sustituyendo estos valores en la fórmula se obtiene:
Esto significa que el torno está en funcionamiento el 70% del tiempo, en espera el 20% del tiempo y en mantenimiento el 10% del tiempo.
La interpretación y conclusión del resultado son las siguientes:
El analista puede concluir que el proceso productivo tiene un nivel de utilización del torno bastante alto (70%), lo cual indica que se está aprovechando bien la capacidad instalada. Sin embargo, también puede identificar oportunidades de mejora para reducir el tiempo de espera (20%) y el tiempo de mantenimiento (10%), que son tiempos improductivos que afectan la eficiencia y la rentabilidad del proceso. Para ello, podría analizar las causas de estos tiempos y proponer acciones correctivas o preventivas.
Ejercicio 3: Evaluación de la eficiencia de un operario mediante el muestreo de trabajo
El enunciado y los datos del problema son los siguientes:
Un supervisor quiere evaluar la eficiencia de un operario que realiza una tarea manual consistente en ensamblar piezas de plástico. Para ello utiliza el muestreo de trabajo con un nivel de confianza del 95% y un error máximo admisible del 5%. El supervisor observa al operario 400 veces y registra el número de veces que está trabajando o descansando. Los resultados fueron los siguientes:
Estado del operarioNúmero de observaciones
Trabajando320
Descansando80
Total400
El supervisor sabe que el estándar de producción para la tarea es de 80 piezas por hora y que el operario produce 72 piezas por hora. Qué eficiencia tiene el operario? Qué conclusiones se pueden sacar del estudio?
La fórmula para calcular la eficiencia (E) del operario es:
Donde:
S es el estándar de producción por unidad de tiempo.
P es la proporción de tiempo que el operario está trabajando.
T es el tiempo total observado.
R es el ritmo o la producción real por unidad de tiempo del operario.
En este caso, los valores conocidos son:
S = 80 piezas por hora (se da en el problema).
P = 0.8 (se obtiene al dividir el número de observaciones trabajando entre el tamaño total de la muestra: 320/400).
T = 400 minutos (se asume que cada observación dura un minuto).
R = 72 piezas por hora (se da en el problema).
Sustituyendo estos valores en la fórmula se obtiene:
Esto significa que el operario tiene una eficiencia del 66.67%.
La interpretación y conclusión del resultado son las siguientes:
El supervisor puede concluir que el operario tiene una eficiencia menor al 100%, lo cual indica que no está cumpliendo con el estándar de producción establecido para la tarea. Esto se debe a que el operario está trabajando solo el 80% del tiempo y produce menos piezas por hora que lo esperado. Para mejorar la eficiencia del operario, el supervisor podría analizar las causas del tiempo de descanso y del bajo ritmo de producción y proponer acciones formativas, motivacionales o correctivas.
Conclusión
En este artículo hemos visto qué es el muestreo de trabajo, para qué sirve y cómo se hace mediante tres ejercicios resueltos del libro de Niebel sobre métodos, estándares y diseño del trabajo. Hemos aprendido a calcular el tamaño mínimo de muestra, la proporción de tiempo dedicada a diferentes actividades o categorías de trabajo y la eficiencia de un operario mediante esta técnica estadística.
El muestreo de trabajo es una herramienta muy útil para evaluar la productividad, la utilización, el rendimiento y el balanceo de cargas de trabajo en una organización o un sistema productivo. Sin embargo, también tiene algunas limitaciones, como la necesidad de tener una muestra representativa y aleatoria, la dificultad para clasificar las actividades o categorías de trabajo y la posibilidad de introducir sesgos o errores en las observaciones o los cálculos.
Por lo tanto, se recomienda aplicar el muestreo de trabajo con rigor metodológico, siguiendo los pasos adecuados y utilizando las fórmulas correctas. Además, se sugiere complementar el muestreo de trabajo con otras técnicas como el estudio de tiempos, el análisis de movimientos, los diagramas de flujo o los diagramas causa-efecto para obtener una visión más completa y profunda del proceso estudiado.
Referencias bibliográficas
Preguntas frecuentes
Qué es el muestreo de trabajo?
El muestreo de trabajo es una técnica que permite estimar la proporción de tiempo que se dedica a diferentes actividades o categorías de trabajo en un proceso, mediante la observación aleatoria y periódica de una muestra representativa de casos.
Qué ventajas tiene el muestreo de trabajo?
El muestreo de trabajo tiene la ventaja de ser más económico en costo y tiempo que otros métodos como el estudio de tiempos, pues el muestreo de trabajo es más ágil y logra emplear a menos personal para su ejecución.
Qué fórmula se usa para calcular el tamaño mínimo de muestra para el muestreo de trabajo?
La fórmula que se usa para calcular el tamaño mínimo de muestra (n) para el muestreo de trabajo es:
Donde Z es el valor crítico asociado al nivel de confianza deseado, P es la proporción esperada o estimada de la actividad o categoría que se quiere medir y E es el error máximo admisible expresado como porcentaje.
Qué fórmula se usa para calcular la proporción de tiempo que se dedica a cada actividad o categoría de trabajo?
La fórmula que se usa para calcular la proporción de tiempo (P) que se dedica a cada actividad o categoría de trabajo es:
Donde f es la frecuencia o el número de observaciones de cada actividad o categoría y n es el tamaño total de la muestra.
Qué fórmula se usa para calcular la eficiencia de un operario mediante el muestreo de trabajo?
La fórmula que se usa para calcular la eficiencia (E) del operario mediante el muestreo de trabajo es:
Donde S es el estándar de producción por unidad de tiempo, P es la proporción de tiempo que el operario está trabajando, T es el tiempo total observado y R es el ritmo o la producción real por unidad de tiempo del operario.