Monitoreo y control de operaciones

Balanceo de líneas

Objetivo

El balanceo de la línea es el análisis de las líneas de producción que divide prácticamente por igual el trabajo a realizarse entre estaciones de trabajo, de forma que sea mínima la cantidad de estaciones de trabajo requeridas en la línea de producción. EL CONCEPTO DE ENSAMBLE DEL PRODUCTO

Una definición de ensamble dada por el diccionario, aplicable al área de manufactura es la siguiente: armar o unir las partes de. aunque la mayoría de las empresas venden productos que consisten en ensambles de varias partes, la persona típica piensa normalmente en la función de ensamble industrial en términos de automóviles, aparatos domésticos y otros productos que contienen muchas partes individuales. La función de ensamble parece ser el momento de la verdad para una empresa manufacturera: todos los componentes fabricados y comprados se combinan en una unidad o sub-unidad. Si hay componentes defectuosos, equivocados o faltantes se puede interrumpir la función de ensamble. Si el ensamble se lleva a cabo progresivamente mediante el trabajo manual, la distribución uniforme de los elementos a lo largo de las estaciones de ensamble es muy importante, el balanceo de ensamble, llamado con más frecuencia “balanceo de la línea de ensamble”, es una función importante de planear del sub-ensamble, la micro producción, que facilita el flujo uniforme de los ensambles a lo largo del sistema progresivo.

PERSPECTIVA HISTORICA DEL ENSAMBLE PROGRESIVO

Probablemente los dos acontecimientos más importantes ocurridos en el pasado en el área de manufactura, que condujeron al ensamble progresivo, son el concepto de partes intercambiables y el concepto de división del trabajo. Este último lleva al primero varios siglos de ventaja; pero los dos combinados hacen posible el diseño de estaciones de ensamble a lo largo de un transportador en movimiento y en estas los operadores realizan tareas especificas, a menudo seleccionando partes componentes entre centenares y posiblemente millares de partes idénticas colocadas en recipientes al lado de la estación de trabajo.

A continuación se presenta una breve historia del ensamble progresivo, la cual puede dar a primera vista una idea valiosa de cómo el pasado ayudo a dar forma al presente.

TABLA DESARROLLO HISTÓRICO

AÑO ETAPAS DE DESARROLLO DE LA PRODUCCIÒN CONTINUA

1

1260

1438

1496

1617

1717

1731

1746

1785

1785

1798

1799

1804

1809

1830

1837

1839

1846

1847

1848

1851

1855

18611891

18991906

19081913

1922

1923

1924

Comentarios de dante y Marco Polo sobre la divi-sión del trabajo en Venecia.Descripción de la línea de producción en el arsenalDe VeneciaProducción en masa de agujas por Leonardo Da VinciAplicación del proceso automático en línea recta ala acuñación de monedas en EspañaIntento frustrado de fabricar fusiles usando partesintercambiables , en FranciaFabricación de alfileres y botones en línea de produ-cción, en Moscú.Descripción de la producción de alfileres en laLínea de producción, en Inglaterra.Oliver Evans diseña el molino de harina “auto-mático”.Producción de partes intercambiables para mos- 1793 Estalla guerra entre Francia yquete, en Francia Gran Bretaña.Primer contrato de Eli Whitney por 10000 fusi- 1796 Entre España y Gran Bretaña.les ( posteriormente se usarán partes intercam-biables.Contrato del gobierno de Simeon North para la fabricación de fusibles.Fabricación de galletas para los barcos, en lí – 1803 Guerras Napoleónicas nea de producción, en Inglaterra. aProducción en masa de bloques para navíos, en 1830Inglaterra.Fabricación de relojes de latón con partes in-tercambiables –Chauncey Jerome, EUA.Se aplica el principio de distribución de la líneade montaje en la fundición de Bridgewater, Inglaterra.Aplicación del principio de la línea de producción en Chorlton Mills, Inglaterra. Se usan partes intercambiables en las máquinas 1845 Estados Unidos en guerrade coser. Con México a 1848Se usan partes intercambiables en la maquinaria Agrícola, en EUA. Se usan partes intercambiables en la fabricación De relojes, EUA. Exhibición del Palacio de Cristal –demostración departes intercambiables Las fabricas de armas Enfield y de Sudáfrica Britá- 1845 Guerra de Crimeanica modeladas según los sistemas Colt. a 1856Líneas de producción en el proceso de carnes, EUA. 1861 Guerra Civil en EUA Fabricación de furgones de carga en línea de pro- aducción. 1865 Se diseña el auto Oldsmobile de bajo costo Se fabrica automóviles Olds y Cadillac en grandescantidades. Se fabrica el primer auto Ford modelo TSe instala la primer línea de montaje en la fabricaFord. Se instala la primer línea de transferencia en laA.O. Smith Corporation, EUA.Se instala la línea de transferencia “manual” en la Morris Engines, Inglaterra. Se instala la línea de transferencia automática enLa Morris Engine.

2

Método típico

CONCEPTOS BASICOS DEL BALANCEO DE LINEA DE ENSAMBLE

La idea fundamental de una línea de ensamble es que un producto se arma progresivamente a medida que se transforma, pasando frente a estaciones de trabajo relativamente fijas, por un dispositivo de manejo de materiales, por ejemplo una cinta transportadora. Los elementos de trabajo, establecidos de acuerdo con el principio de la división del trabajo, se asignan a las estaciones de manera que todas ellas tengan aproximadamente la misma cantidad de trabajo, cada trabajador, en su estación se le asigna determinados elementos y los lleva a cabo una y otra vez en cada unidad de producción mientras pasa frente a su estación. El ejemplo siguiente muestra la distribución de una línea de ensamble típica.

Método heurístico

La definición que generalmente se acepta del problema de balanceo de la línea de ensamble es la que se atribuye a Salvenson: “minimizar la cantidad total de tiempo ocioso, o lo que es lo mismo, minimizar el número de operadores que harán una cierta cantidad de trabajo con una velocidad dada de la línea de ensamble”. Esto se conoce como “minimización del retrazo del balanceo”. El “retrazo del balanceo “ se define como la cantidad de tiempo ociosos que resulta en toda la línea de ensamble, debido a los tiempos totales desiguales de trabajo asignados a las diferentes estaciones. En los raros casos que es posible se lograra un balanceo perfecto, no habrá tiempo ocioso. Kilbridge y Wester estudiaron las variaciones de los tiempos ociosos causados en las estaciones por diferentes balanceos de la línea de ensamble. Demostraron que el mayor retraso del balanceo va asociado con una amplia gama de tiempos de los elementos de trabajo y con un alto grado de mecanización de la línea y concluyeron que los tres factores que contribuyen principalmente al elevado retrazo del balanceo en el sistema de línea de ensamble de un producto específico es:

Una amplia gama de tiempos de los elementos de trabajoGran cantidad de mecanización inflexible (flexibilidad) de la líneaElección indiscriminada de los tiempos de ciclo.

Sin embargo, el tiempo del ciclo esta gobernado a menudo por el ritmo de producción especifico que se desea, el que a su vez puede no dar lugar a un bajo retrazo del balanceo.

PARAMETROS PARA MODELAR EL SISTEMA DE LINEA DE ENSAMBLE. Para entender mejor el problema de la línea de ensamble (así como los procedimientos de balanceo con ayuda de la computadora), es necesario definir el problema por medio de símbolos. Con este propósito se presentan los siguientes símbolos:

C = Tiempo de ciclo3

K = Número de estaciones de trabajo 1≤ k ≤ K.i = Número de identificación del elemento de trabajo 1 ≤ i ≤ N.Ti = Valor de tiempo para el elemento de trabajo i.S k = Cantidad de tiempo asignado a la estación k.d k = Retraso ( tiempo ocioso) en la estación k.D = Retraso del balanceo en toda la línea de ensamble.

El tiempo ocioso del ciclo define el ritmo con el cual salen los productos ensamblados por el extremo de la línea de ensamble. Es también el máximo durante el producto que se ensambla progresivamente está a disposición de una estación mientras pasa frente a ella. Dado un producto que se va a ensamblar sobre una línea transportadora, el tiempo de ciclo se puede determinar de este modo:

C = H P Donde H = horas por horizonte de planeación (día, trabajo, etc.) y P = volumen de producción deseado en H horas, incluyendo correcciones y desechos.

Al tomar este valor de C, se tiene el siguiente número mínimo posible de estaciones:

K mn = ∑ N i=1 Ti + r (0 ≤ r ≤ 1) = un entero C

Así, si la división de las labores de montaje ∑ N i=1 Ti, para un tiempo de ciclo dado, tie C

ne un residuo r, el balanceo perfecto, o sea aquel con el cual el tiempo de la estación es igual al tiempo de ciclo de todas las estaciones, no es posible. El C para un balanceo perfecto, de ser posible es:

C = ∑Ni=1 Ti

K mn

El retrazo del balanceo en toda la línea (repartido entre todas las estaciones) se define mediante símbolos en la siguiente forma:

D = ∑kk=1 d k = ∑k

k=1 (c-sk)

El ejemplo siguiente indica la relación entre d, c y s correspondiente a una sola estaciónEjemplo: relación entre d, c y s.

dk

RESTRICCIONES DE PRECEDENCIA PARA LA ASIGNACIÓN DE ELEMENTOS A LAS ESTACIONES

4

Sk

o c

C

dk=(C-Sk)

La asignación de elementos a las estaciones con un tiempo de ciclo específico (determinado por el ritmo de producción que se desee) se complica debido a las restricciones impuestas al orden de los elementos. En este punto se recalca que, en la mayoría de los casos, un elemento de trabajo de ensamble es el resultado de una división racional del trabajo total necesario para terminar el producto. Esta división puede crear elementos que se han reducido a un número mínimo de componentes básicos tales como alcanzar, asir, mover e insertan. Tal vez algunos elementos de trabajo, debidos a condiciones locales, no están subdivididos a tal grado.

Un diagrama de precedencia define gráficamente para una observación visual las restricciones que existen entre los elementos de trabajo. El diagrama siguiente, que corresponde a un sencillo ensamble de nueve elementos.

DIAGRAMA DE PRECEDENCIA.

Indica que los elementos 2 y 3 no se pueden llevar a cabo antes de terminar el elemento 1, pero que se pueden realizar en un orden cualquiera, con respecto a ellos mismos, una vez terminado el 1, los demás elementos de trabajo tienen restricciones similares de precedencia. Con esas restricciones respecto a cuando se pueden realizar ceros elementos, se advierte que hay mas de un orden de sucesión en el cual se pueden ejecutar para completar el ensamble, hay 24 sucesiones diferentes.

La información que contiene el diagrama de precedencia se presenta en forma más compacta (aunque sin sus propiedades visuales) en una matriz de precedencia. La que se muestra a continuación, indica las relaciones de precedencia entre los nueve elementos del ejemplo.

EJEMPLO. MATRIZ DE PRECEDENCIA.

i/j 1 2 3 4 5 6 7 8 91 0 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1

2 -1 0 0 +1 +1 +1 +1 +1 +13 -1 0 0 +1 +1 +1 +1 +1 +14 -1 -1 -1 0 +1 +1 +1 +1 +1

5

2

3

4 9

8

5

7

6

1

5 -1 -1 -1 -1 0 0 0 0 +16 -1 -1 -1 -1 0 0 0 +1 +17 -1 -1 -1 -1 0 0 0 0 +18 -1 -1 -1 -1 0 -1 0 0 +19 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 0

En esta matriz un +1 indica la relación de “debe preceder” para el elemento i respecto al elemento j. Por ejemplo, el elemento 3 debe preceder al elemento 4 .Un 0 indica que no hay relación. Esta es una designación para los casilleros que forman la diagonal; pero indica también pares de elementos que no guardan relación como 5 y 6, 7 y 8 etc. Las anotaciones -1 indican una relación de “debe de seguir” del elemento i respecto del elemento j. Esta información es redundante en realidad, puesto que va implícita en la relación de +1. En otras formas de la matriz de precedencia no aparecen las relaciones -1. Método de peso posicional

La matriz de precedencia y las relaciones funcionales entre los parámetros de la línea de ensamble son los factores básicos de un algoritmo de balanceo de la línea, los algoritmos fundamentales operan normalmente en la matriz de precedencia aplicando ya sea un método heurístico o alguna forma de un procedimiento de optimización. Es decir, programación dinámica, ramificación y acotamiento. Aquí se explica el método de valores de posición clasificados, un procedimiento heurístico. Este procedimiento, presentado por Helgenson y Birnie en 1861, ayudado a demostrar como funciona un algoritmo básico de balanceo de la línea de ensamble. Tener presente , sin embargo , que es un algoritmo simple comparado con los procedimientos que se aplican en la industria , los cuales tienen que ser mas complejos debido al gran número de elementos y restricciones de precedencia , a las limitaciones físicas que imponen la línea de ensamble y las herramientas, etc.

La matriz de precedencia antes mencionada se puede aumentar con dos columnas adicionales para proporcionar información sobre tiempos de los elementos que se requieren el método de Helgenson-Birnie. La primera columna de esta matriz contiene el tiempo de operación (en horas) correspondiente al elemento representado por ese renglón de la matriz. La ultima columna (la 11) con tiene los valores de posición de los elementos representados por los respectivos renglones de la matriz. El valor de posición de un elemento es la suma de sus valores de tiempo y los de los otros elementos con los cuales tienen una relación +1. Por ejemplo, el valor de posición del elemento 4 es como: 0.05 + 0.01 + 0.04 + 0.05 + 0 .04 + 0.06 = 0.25.

i/j Ti 1 2 3 4 5 6 7 8 9 PWa

1 0.05 0 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0.372 0.03 -1 0 0 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0.28

3 0.04 -1 0 0 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0.294 0.05 -1 -1 -1 0 +1 +1 +1 +1 +1 0.255 0.01 -1 -1 -1 -1 0 0 0 0 +1 0.076 0.04 -1 -1 -1 -1 0 0 0 +1 +1 0.147 0.05 -1 -1 -1 -1 0 0 0 0 +1 0.118 0.04 -1 -1 -1 -1 0 -1 0 0 +1 0.109 0.06 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 0 0.06

6

La lógica fundamental del método de valores de posición clasificados consiste en asignar elementos a una estación, hasta que este a punto de excederse el tiempo de ciclo de dicha estación asignándolos por orden

decreciente de valores de posición, según lo permitan las restricciones de presencia.

Si el producto definido por el diagrama de precedencia de nueve elementos tuviera un ritmo de producción programado de 285 unidades por cada período de 40 horas, ¿como se establece la línea de ensamble por el

método de valores de posición clasificados? El tiempo de ciclo se calcula en la forma siguiente:

C= H = 40 Hrs = 0.14 horas / unidad = 8.4 minutos/unidad P 285 unid.

EJEMPLO. DIAGRAMA DE FLUJO DE VALORES DE POSICIÓN.

7

Seleccionar un elemento asignado con el valor de

posición más alto.

Inicio

Seleccionar un elemento con el valor de posición más alto.

Seleccionar el elemento con el siguiente valor de

posición más alto

Tiempo de ciclo no asignado = tiempo de ciclo –la suma de los tiempos de elementos

asignados a la estación.

Asignar elemento a la estación de trabajo

AltoSeleccionar la estación

de trabajo siguiente

Para este tiempo de ciclo en particular, el número óptimo de estaciones es:

K= ∑ Ti = 0.37 = 2.64 =

3

estaciones C 0.14

El resultado no entero de Helgenson- Birnie consiste en asignar los elementos a las estaciones por orden decreciente de valor de posición cuando las restricciones de precedencia y el tiempo ocioso no asignado que resta en la estación lo permitan. El diagrama de flujo de la figura anterior, tomando de Wild, define los pasos de la asignación de elementos a la estación. Se podrá elaborar un programa de computadora a partir de este diagrama. Siguiendo la lógica definida por el diagrama de flujo el resultado será el balanceo de tres estaciones que se muestra en el siguiente ejemplo:

Ejemplo; solución para nueve elementos mediante el valor de posición.

BALANCEO DE LINEAS DE ENSAMBLE PARA LA PRODUCCIÓN SIMULTÁNEA DE MAS DE UN MODELO.

Puesto que muchos de los productos elaborados industrialmente pueden tener varias o muchas variantes en su modelo, con demanda simultánea. A veces resulta mas practicó producir más de un modelo a la vez en una línea de ensamble. Un buen ejemplo es la industria automovilística. Donde varios modelos de un mismo automóvil básico analizan al mismo tiempo por la línea de ensamble. Por lo general, puesto que cada modelo requiere tener un diagrama de precedencia diferente, la cantidad de trabajo que cada modelo requiere será

8

Estación deTrabajo( k).

Elemento(i).

Valor deposición

Predecesoresinmediatos

Tiempo deElemento Ti

Tiempode estación∑ Ti

Retrazode balanceC-Sk

1 1 0.37 ----- 0.05 0.05 0.091 3 0.29 1 0.04 0.09 0.051 2 0.28 1 0.03 0.12 0.022 4 0.25 2,3 0.05 0.05 0.092 6 0.14 4 0.04 0.09 0.052 7 0.11 4 0.05 0.14 03 8 0.10 6 0.04 0.04 0.103 5 0.07 4 0.01 0.05 0.093 9 0.06 5,7,8 0.06 0.11 0.03

diferente. Esto puede dar lugar a un flujo no uniforme del trabajo a lo largo de la línea. Lo cual se reflejara en la irregularidad de la asignación de balanceo continuo cuando los modelos están mezclados.Determinar el orden de los elementos o unidades que bajan por la línea.Asignar todos los elementos de todos los modelos a estaciones específicas. Se vera que esto ultimo difiere del balanceo de la línea de un solo modelo. En aquéllos casos en que es factible balancear la línea de ensamble con modelos mezclados, esto puede ser una alternativa económica de la producción por tandas de un solo modelo, en la cual se forma el inventario entre corridas de los diversos modelos y se incurre en gastos de preparación al cambiar de un modelo a otro. Pero habrá que determinar si el balanceo con modelos mezclados que tendrá más retrazo de balanceo que la combinación de varios balanceos con un solo modelo, será más eficiente de acuerdo con su costo. La determinación del orden (de sucesión) en que los diferentes modelos que se van a ensamblar deben avanzar por la línea de ensamble es una parte importante del problema de balanceo con modelos mezclados. A lo largo de la línea las diferentes estaciones de trabajo tienen operadores con habilidades específicas, herramientas fijas o ambas cosas, de manera que el orden de las unidades deben ser tal, que una estación dada no se vea alternativamente con exceso y con cola de trabajo. Un ejemplo de esto es una estación donde se lleve a cabo el trabajo de soldadura. La posible sucesión de seis modelos diferentes exige que la estación practique soldaduras en tres unidades consecutivas y no las haga en las tres siguientes, pero es mejor una sucesión que exija que esta estación efectué trabajo de soldadura una unidad si y otra no. Un procedimiento según en la cual se envié a la línea indicar el montaje sucesivo a intervalos desiguales (dando lugar por lo tanto a un espaciamiento diferente de las unidades en la línea) disminuye la gravedad del problema planteado en el párrafo anterior. Sin embargo, una sucesión especifica y conocida de las unidades en la línea es conveniente por que facilita la coordinación que debe estar disponible en el momento oportuno. Se han propuesto diversos procedimientos para determinar la sucesión correcta de las unidades que se ensamblan progresivamente en una línea con modelos mezclados, la finalidad de esos métodos es determinar la sucesión de modelos capaz de balancear la carga de trabajo de las estaciones repartiéndolas entre las diferentes modelos. Si la estación de trabajo esta organizada en forma tal que el trabajo es móvil (recorre una corta distancia mientras trabaja en la unidad a medida que pasa), un buen método de colocación sucesiva minimización el número de movimientos extremos que el operador debe realizar entre unidades sucesivas. Los métodos del operador causado por una sujeción de modelos en una línea mixta, para cuatro tipos de estaciones con restricciones físicas distintas. Adviértase que si el operador no puede terminar su montaje al momento de llegar a un límite fijo un operador de servicio tendrá que hacerlo.Ejemplo. Cuatro tipos de estaciones.

9

(Estación abierta)Es posible moverse más

allá del límite.

(Estación cerrada)Los límites no se pueden

traspasar.

Estación cerrada a la derecha

Estación cerrada a la izquierda

RELACIONES CON MODELOS MEZCLADOS

Se designaran con las letras A, B, C,…, los diversos modelos que se van a producir en la línea de ensamble progresivo y como Ma, Mb, Mc,…al número total de unidades de cada modelo que se van a producir en un periodo dada T , si tij es la duración del elemento de trabajo i en el modelo j ( j = A,B,C….) el numero mínimo de operadores n , necesario para producir el numero especifico de unidades en el periodo T viene a ser:

n = ∑j (Mj ∑ tij) T Si n es una fracción, se eleva al entero mas lato siguiente. Si no se indican los Nj, pero se sabe que los diversos modelos se deben producir en las proporciones fa, fb, fc…, la producción máxima de cada modelo en el periodo T, con n operadores es:

MAX Mj = nT fj j= A, B, C ∑ (fj ∑j tij) Se supone que el proceso de balanceo reparte uniformemente el trabajo entre los n operadores, de manera que el tiempo que cada operador trabaja en un modelo dado sea aproximadamente el mismo. Ese tiempo se define como el “tiempo de ciclo del modelo”. Se designa como Cj y se determina para cada modelo en la forma siguiente:

Cj = ∑ j tij j= A, B, C…… n

10

Tiempo de congestionamiento en el trabajo

Tiempo de deficiencia en el trabajo

El operador avanza

El operador retrocede

Tiempo de trabajo útil.

Tiempo ocioso

Para un número dado de estaciones, el tiempo máximo de ciclo del modelo corresponde al modelo con la cantidad máxima total de trabajo de ensamble. Para el sistema de iniciación con ritmo fijo, el tiempo máximo de ciclo del modelo es el intervalo que transcurre entre la porción de unidades consecutivas.

EJEMPLO: El ejemplo que sigue, tomado de Thomopolous, ilustra ciertos aspectos del problema de balanceo con modelos mezclados, el programa de producción para un dia, en una línea de ensamble especifica, es como sigue;

MODELO NO. REQUERIDO DE UNIDADES.A 42B 28C 14D 2E 5F 9

100

Si se consideran todos los elementos de trabajo asociados con los siete modelos, el numero será muy grande, no obstante aun cuando los diferentes modelos sean similares, las unidades sucesivas que avanzan por la línea de ensamble no exige necesariamente que se realicen en ellos los mismos elementos de trabajo. Esto tiende a invalidar los métodos de balanceo que funcionan bien en la línea de un solo modelo, la asignación de los elementos a las estaciones con base en un tiempo total (de todas las unidades) y no en el tiempo de ciclo (una unidad) es una manera de asignar los elementos a las estaciones que trabajan con modelos mezclados. En el ejemplo de los seis modelos y 100 unidades, la línea de ensamble se dividió en cuatro secciones principalmente por equipos de mano de obra. Aquí se considera únicamente al primer grupo. Si una estación tiene 450 minutos disponibles de tiempo de ensamble durante una semana de jornada (duración del programa de 100 unidades), la estación esta bien balanceada si los elementos que le fueron asignados equivalen a 450 minutos en la semana. Siguiendo este criterio de asignación de elementos, la relación de los diversos elementos de trabajo asignados a una estación para los diferentes modelos se puede ver en el ejemplo siguiente, con la sucesión correcta de modelos avanzados por la línea de ensamble, es posible que un operador trabajando en su estación, termine todos los elementos de todos los modelos.

Ejemplo. Elementos de trabajo asignados a la estación de modelos variosElemento No

No de unidades del modelo Numero totalDe unidades

Duración delTpo. Del elemento

Tiempo total( min)A B C D E F

1 42 28 14 2 5 9 100 0.32 32.002 0 0 0 0 0 9 9 0.11 0.993 42 28 14 2 5 9 100 0.44 44.04 42 28 14 2 5 9 100 0.62 62.05 0 0 0 0 5 0 5 0.26 1.306 42 28 14 2 5 9 100 0.45 45.007 42 28 14 2 5 9 100 0.26 26.008 0 28 0 0 0 0 28 0.07 1.969 0 0 0 0 5 0 5 0.31 1.5510 0 28 0 0 0 0 28 0.05 1.4011 42 28 14 2 5 9 100 0.20 20.0012 0 0 0 0 0 9 9 0.04 0.3613 42 28 14 2 5 9 100 0.89 89.0014 0 0 0 0 5 0 5 0.16 0.8015 42 28 14 2 5 9 100 0.24 24.0016 0 28 0 0 0 0 28 0.02 0.56

11

17 0 0 0 0 5 0 5 0.12 0.6018 42 28 0 0 0 0 70 0.05 3.5019 0 0 0 0 0 9 9 0.04 0.3620 0 0 0 2 0 0 2 0.17 0.3421 42 28 0 0 0 0 70 0.04 2.8022 42 28 14 2 5 9 100 0.48 48.0023 42 28 14 2 5 9 100 0.08 8.0024 42 0 0 0 5 0 47 0.30 14.1025 42 28 14 2 5 9 100 0.00 0.0026 0 0 0 0 5 0 5 0.15 0.7527 0 0 14 2 0 9 25 0.20 5.0028 0 0 0 2 5 0 7 0.46 3.2231 0 0 0 2 5 9 16 0.40 6.40

443.99

DIVERSAS CONFIGURACIONES DE LAS TRASNFORMACIONES PARA EL ENSAMBLE.

Resulta evidente que el manejo mecanizado de los materiales normalmente por medio de transformación es indispensable para un sistema de ensamble progresivo. De modo general en las líneas de ensamble hay dos tipos de patrones de flujo: Flujo progresivo y flujo al azar. El flujo progresivo es lo que uno espera ver normalmente en una planta industrial; el ensamble tiene lugar progresivamente en paso sucesivos, a medida que avanza a lo largo del transformador. Las primeras líneas de ensamble eran de este tipo, lo mismo que muchos de las líneas modernas. El flujo al azar es un procedimiento relativamente nuevo que permite que los materiales sean trasladados entre estaciones en un orden de sucesión cualquiera. Esto podría ser conveniente cuando algunos ensambles no requieren ciertas operaciones.

En modelos materiales Handling se indica algunos procedimientos adicionales para trasladar las unidades entre estaciones:

El flujo entre estaciones se puede llevar a cabo mediante transportadores convencionales equipado con desviadores. Dentro de un área de ensambles. Por ejemplo se puede establecer un circuito de rodillos transportadores. Los materiales se pueden transportar en cajas identificadas por rótulos reflectores cambiantes. Unos dispositivos exploradores o sensores foto eléctricos montados al lado de los transportadores leen las mesas y envían una señal a un controlador o computadora programable que controla el almacenamiento: como el transportador constituye un circuito cerrado los materiales se pueden dirigir desde una estación cualquiera hasta otra. Aunque hay varias maneras de configurar un sistema de ensamble progresivo equipado con un transformador, el modelo material Handling presenta los diagramas de cinco que se utilizan en la industria.

LINEAS DE ENSAMBLE AUXILIADAS POR LA COMPUTADORA.

Las primeras líneas de ensamble eran balanceadas por el ingeniero industrial mediante análisis tediosos hechos a mano. En 1960, las computadoras eliminaron en muchos casos esa penosa tarea, de manera que muchas configuraciones y tiempos de ciclo se pueden analizar con rapidez. Ahora, en los modernos sistemas de línea de ensamble, se usan ventajosamente las computadoras de control de mini procesos y micro procesos. El Ingeniero Industrial que tiene contacto con esos sistemas debe reconocer el potencial que ofrece el control computarizado. A continuación se describen algunos ejemplos.

12

En 1979, fue diseñada la línea de ensamble de los ejes de transmisión Ford. El sistema construido por Bendix, no sincrónico y automatizado, es el más grande del mundo para el ensamble de transmisiones automáticas. El transportador es de 500 pies de longitud, conecta a 156 estaciones de ensamble, inspección, verificación y prueba, dispuestas de manera que forman tres secciones de configuración oval. Aunque muchas de esas estaciones son automáticas se requiere un total de 67 operadores para llevar a cabo la colocación de ciertas partes y la inspección visual y auditiva de los ensambles.

En Italia, la FIAT tiene una línea de ensamble automatizada para producir carrocerías de automóviles llamado línea Rogogate, este sistema emplea una serie de plataformas auto impulsadas, dirigidas por computadoras, para la producción de motores. Este nuevo sistema flexible de ensamble es capaz de producir 1500 motores diariamente, con cualquiera mezcla de unos 100 tipos y variantes. Un total de 37 plataformas van de un lado a otro entre 10 puestos de ensamble transformando partes trabajo en proceso y motores terminados, el recorrido de plataformas es controlado por la computadora del sistema.

AMPLIACION DE LABORES EN LA LINEA DE ENSAMBLE

La idea de la división del trabajo, concepto que se remota a Adam Smith, tuvo que ver con la posibilidad de establecer las primeras líneas de ensamble (a fines del siglo diecinueve y principios del veinte). En el transcurso de los dos últimos decenios se presentaron algunas aplicaciones exitosas de las líneas de ensamble que tratan de ampliar la cantidad de trabajo que hace cada estación. En esas aplicaciones un transformador en movimiento puede llevar el trabajo a una estación, la estación mantiene un inventario de unidades esperando que se trabajen en ellas, con el fin de absorber las variaciones del tiempo de trabajo.

Esos nuevos tipos de líneas de ensamble, posibles gracias a las configuraciones innovadoras de los transportadores, fueron llamadas por Tuggle sistemas “modulares” de ensamble y toman por lo general diferentes configuraciones físicas para las distintas aplicaciones. Algunas de quienes recomiendan este tipo de línea dicen que se pueden mejorar la calidad haciendo hincapié en la artesanía y estimulando la identificación del trabajador con el producto. Este tipo de línea que algunos trabajadores pueden estar realizando similares, en los ejemplos siguientes aparecen dos muestras de líneas modulares, tomadas de Tuggle.Considerar el siguiente ejemplo

TABLA 2

ELEM Ti 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 PWa1 4 +1 +1 +1 +1 +1 78

13

2

3

4

9

8

5 7

61

11

10

45

812 10

122

101038

34

4

2 38 136

3 45 +1 794 12 745 10 +1 +1 +1 +1 686 8 627 12 588 10 +1 +1 549 2 +1 +1 4610 10 +1 4411 34 0 34

A

continuación considérese el rango de las soluciones posibles. Debe notarse que el tiempo más largo para una actividad es t = 45 segundos para la actividad 3 (actividad más larga) y que la suma de todos los tiempos de las actividades es de 185 segundos. Por tanto el numero máximo de estaciones que se querrá considerar es de 185 /45 = 4.1 o 4. Puede tenerse entonces 4, 3, 2 o 1 estaciones. En la figura 2 se muestra las graficas de demora en balance para 4, 3 y 2 estaciones. La demora de balance d se define como:

d = 100 ( nc- ∑ti ) ncEn donde:

n = número de estaciones en la línea.c = duración del ciclo.ti= duración de las actividades.y n, c , y ti son números enteros.

14

Estación deTrabajo

( k).

Elemento(i).

Valor deposición

Predecesoresinmediatos

Tiempo deElemento Ti

Tiempode estación

∑ Ti

Retrazode balance

C-Sk

Condiciones

1 2 136 - 38 38 52 – 38 = 141 3 79 - 45 83 - No

asignar1 1 78 - 4 42 52 – 42 = 101 5 68 2 10 52 52 – 52 = 02 3 79 - 45 45 52 – 45 = 73 4 74 1, 2 12 12 52 – 12 = 40 3 6 62 4 8 20 52 – 20 = 323 7 58 5 12 32 52 – 32 = 203 8 54 6 10 42 52 – 42 = 103 9 46 7 2 44 52 – 44 = 84 10 44 8, 9 10 10 52 – 10 = 424 11 34 3, 10 34 44 52 – 44 = 8

15

Estación deTrabajo

( k).

Elemento(i).

Valor deposición

Predecesoresinmediatos

Tiempo deElemento Ti

Tiempode estación

∑ Ti

Retrazode balance

C-Sk

Condiciones

1 2 136 - 38 38 52 – 38 = 141 3 79 - 45 83 - No

asignar1 1 78 - 4 42 52 – 42 = 101 5 68 2 10 52 52 – 52 = 02 3 79 - 45 45 52 – 45 = 73 4 74 1, 2 12 12 52 – 12 = 40 3 6 62 4 8 20 52 – 20 = 323 7 58 5 12 32 52 – 32 = 203 8 54 6 10 42 52 – 42 = 103 9 46 7 2 44 52 – 44 = 84 10 44 8, 9 10 10 52 – 10 = 424 11 34 3, 10 34 44 52 – 44 = 8

Estación deTrabajo

( k).

Elemento(i).

Valor deposición

Predecesoresinmediatos

Tiempo deElemento Ti

Tiempode estación

∑ Ti

Retrazode balance

C-Sk

Condiciones

1 2 136 - 38 38 64 – 38 = 261 3 79 - 45 83 - No

asignar1 1 78 - 4 42 64 – 42 = 221 5 68 2 10 52 64 – 52 = 121 4 74 1, 2 12 64 64 – 64 = 02 3 79 - 45 45 64 – 45 = 192 6 62 4 8 53 64 – 53 = 112 8 54 6 10 63 64 – 63 = 13 7 58 5 12 12 64 – 12 = 523 9 46 7 2 14 64 – 14 = 503 10 44 8, 9 10 24 64 – 24 =403 11 34 3, 10 34 58 64 – 58 = 6