LINEAS DE PRODUCCIÓN ESTACIONES DE TRABAJO BALANCE DE LINEAS. SESIÓN No. 7 Ing. Alejandro Suárez PLANTAS INDUSTRIALESPLANTAS INDUSTRIALES

LINEAS DE PRODUCCIÓN ESTACIONES DE TRABAJO

BALANCE DE LINEAS.

SESIÓN No. 7

Ing. Alejandro Suárez

PLANTAS INDUSTRIALES


LINEAS DE PRODUCCIÓN.

Es un sistema que alcanza elevados volúmenes de producción con un máximo de eficiencia y un costo mínimo.

Cuando hablamos de líneas de producción, la adición de las partes a un núcleo o proceso se efectúa de forma progresiva y ordenada, en estaciones de trabajo a lo largo de la línea de producción atendiendo a una secuencia lógica propia del proceso.

La creación de las líneas de ensamble se acreditan a Henry Ford cerca de los años 1913, sin embargo su estudio analítico se ha desarrollado desde hace pocos años.


ELEMENTOS CLAVES DE UNA LINEA DE PRODUCCIÓN

Balance de Líneas

Consiste en establecer una relación entre el conjunto de operaciones, los operadores y los equipos de la línea, de tal forma que el producto fluya en forma continua, entre las estaciones de trabajo con el menor ocio posible para lograr el volumen de producción deseado.

Estación de Trabajo

Es un lugar especifico dentro de la línea de ensamble, donde se realiza una o varias operaciones en un tiempo determinado denominado: tiempo de ciclo.



Tiempo de Ciclo

Es el tiempo que una unidad permanece disponible en una estación de trabajo.

“Es el tiempo transcurrido entre dos unidades consecutivas, a , medida que esta avanzando la línea”

(…continuación)

Tc = Jornada de trabajo (min/día) Producción (unids/día)

min. / unidad

Tiempo de Ocio

Es la cantidad de tiempo que no se trabaja en la línea, debido a la imperfecta asignación de operaciones entre las distintas estaciones de trabajo.


Estaciones en Paralelo


Operaciones Cuello de Botella

Es la operación que tarda mas tiempo en realizarse, constituye una limitación en la línea para el balance y la producción.

(…continuación)

Cuando existen operaciones cuello de botellas, con tiempos mayor al tiempo de ciclo establecido, para lograr cumplir con este es necesario que se disponga de estaciones en paralelo.

Son lugares o sitios de trabajo donde se realizan actividades similares, pero con distintos operarios simultáneamente, logrando obtener varias unidades en ese periodo de tiempo.



Elemento Mínimo Racional de TrabajoEs la mínima subdivisión posible del contenido de trabajo total de ensamble, mas allá del cual el trabajo no puede ser dividido en forma racional, ya que su asignación en distintos operarios solo puede crear trabajo innecesario en la forma de manejo extra.

(…continuación)

Tiempo Total de TrabajoEs la cantidad total de trabajo de producción o ensamblaje de un producto, se calcula sumando todos los tiempos de las operaciones de la línea.

Bloqueo de EstacionesSe dice que una estación de trabajo esta bloqueado cuando el trabajo a realizar sobre la unidad o en una estación no se puede iniciar a causa de de la unidad que le antecede, o la estación anterior de trabajo.


FORMAS DE OBTENER EL BALANCE DE LINEAS

1. Dividir la tareas en elementos de trabajo y asignarlos en diferentes estaciones de trabajo, tratando de conseguir un tiempo igual para cada estación.

2. Asignar grupos de operaciones a grupos de operarios.

3. Mejorar las operaciones mediante estudios de métodos y aplicación de dispositivos para disminuir los tiempos de trabajo, sobre todo en las operaciones cuellos de botella.

4. Variando las velocidades de las maquinas para ponerlas a tono con el resto de las operaciones de trabajo.

5. Realizar las tareas correspondientes a las operaciones mas lentas, así como actividades de almacenaje de materiales en sobre tiempo.


EL PROBLEMA DEL BALANCE DE LINEAS. Fabricación en serie de un producto.

Distribución de las tareas en estaciones de trabajo.

Flujo de Material Uniforme.

Tiempos iguales entre las estaciones de trabajo

BALANCE DE LINEAS

El problema se formula a la asignación de elementos de trabajo a estaciones de trabajo, de forma tal, que el tiempo asignado no sobrepase el tiempo de ciclo, cumpliendo las restricciones del proceso y el tiempo de ocio sea el mínimo posible.

Diseño del Producto. Características Tecnológicas del proceso

RELACIONES DE PRECEDENCIAS


EL PROBLEMA DEL BALANCE DE LINEAS.

RELACIONES DE PRECEDENCIAS

Son una descripción del orden en el cual deben realizarse, las unidades de trabajo en la línea de producción o ensamblaje, existen cuatro condiciones de precedencia:

Debe Preceder: una unidad de trabajo debe realizarse antes que otra pueda ejecutarse.

No debe Preceder: una unidad de trabajo no debe efectuarse sino después que otra haya sido realizada.

Indiferencia: una unidad de trabajo puede realizarse antes o después que la otra.

No Juntas: una unidad de trabajo no puede realizarse en la misma estación que otra debido a limitaciones tecnológicas.

(…continuación)


DIAGRAMA DE PRECEDENCIASEs un modelo básicamente similar a los diagramas empleados por el PERT y CPM, en el que se representan gráficamente la línea de producción o ensamblaje señalando de izquierda a derecha la secuencia lógica de las operaciones, indicando las restricciones técnicas de precedencia con una línea recta que une a dos operaciones.

Procedimiento para su Elaboración:

1. Enumerar todos los elementos de trabajo.

2. Identificar los elementos mínimos de trabajo.

3. Registrar los tiempos de los elementos.

4. Señalar todas la restricciones entre los elementos de trabajo Orden de componentes. Restricciones de Posición. Restricciones de Facilidades Fijas.


5. Dibujar a escala la línea de ensamblaje y el área que la rodea, mostrando las áreas de trabajo y las zonas de almacenamiento.

Procedimiento para su Elaboración:

DIAGRAMA DE PRECEDENCIAS(…continuación)

6. Hacer un diagrama preliminar.

7. Efectuar las correcciones y modificaciones necesarias.

8. Construir el diagrama de precedencias.

A B

C

D

E

F

G H

J

I

L

K M


METODOS ANALITICOS DE BALANCE DE LINEAS Método de las Posiciones Ponderadas: (Helgerson y Birnie)

Consiste en determinar las posiciones ponderadas de cada operación, la cual se calcula sumando al tiempo de la tarea el de las restantes que deben seguirlas.

Después de calcular las posiciones ponderadas, se ordena de mayor a menor y se asignan tareas a las estaciones de trabajo, en el orden de la ponderación, hasta completar el tiempo que resta en la estación, si viola la precedencia se le rechaza y se ensaya la operación siguiente, este procedimiento se realiza hasta que ya no sea posible asignar mas operaciones al lugar de trabajo, por lo que se inicia la siguiente estación de trabajo con la primera operación rechazada en la estación precedente y se continua con las tareas pendientes, hasta terminar con todas las operaciones.

La complejidad de su aplicación esta altamente relacionada con el numero de operaciones, de allí que para líneas con un alto grado de operaciones se requiera el uso de un computador.


METODOS ANALITICOS DE BALANCE DE LINEAS Procedimiento para aplicar el Método de las Posiciones Ponderadas:

1. Construir el Diagrama de Precedencia.

2. Construir la Matriz de Precedencia, las cual es una representación alternativa del diagrama, la notación empleada en la matriz es la siguiente:

3. Calcular las posiciones ponderadas de cada operación, esto se interpreta como el tiempo que se perdería si no se realiza la operación de trabajo considerada.

4. Calcular el Tiempo de Ciclo.

(+1) debe preceder.(-1) no debe preceder.( 0 ) indiferente.

5. Se asignan las operaciones a cada estación de trabajo.


CASO PRACTICO METODO DE LAS POSICIONES PONDERADAS.

A D

B

C

E

F

G J

I

H

K

L N

M

Tc = jornada / produccion = 0.84 min / unid

No. estac = Ti / Tc = 6 estaciones


CASO PRACTICO METODO DE LAS POSICIONES PONDERADAS. (…continuación)

Elemento Posición Pond.

Precedencia Ti TNA OCIO OBSERV.

I C 2,47 == 0,32 0,32 0,52 ASIG

B 2,6 == 0,45 0,77 0,07 ASIG

A 2.35 == 0,20 0,97 0,07 RECHAZ

II A 2.35 == 0,20 0,20 0,64 ASIG

D 2,15 A,B,C 1,23

Esta operación requiere de 02 operarios

Finalmente se presenta el Balance de la Línea en forma de un diagrama de barras para cada estación.


METODOS ANALITICOS DE BALANCE DE LINEAS

Método Heuristico de Kilbridge y Wester:

Esta basado en el mismo diagrama de precedencia que se utiliza en el método de las posiciones ponderadas, pero construido de tal manera que las unidades de trabajo que no son precedidas por alguna otra se colocan en la primera columna del diagrama. En las siguientes columnas K (Kse colocan aquellas unidades de trabajo cuyas precedencias inmediatas ya estén en el diagrama.

El método se fundamenta en las siguientes ideas:

1. Es indiferente el orden en que se realizan las tareas de la misma columna.

2. Las tareas pueden desplazarse de una columna a otra.


CASO PRACTICO METODO HEURISTICO DE KILBRIDGE Y WESTER.

Al igual que en el método de las posiciones ponderadas, el balance esta basado en el mismo diagrama de precedencia.

B D

A

C

E

F

G J

I

H

K

L N

M

Est 1 Est 2


BALANCE DE LINEAS CON MEZCLA DE PRODUCTOS

El balance de línea cuando se produce por lotes, se hará para cada producto o modelo por separado, utilizando cualesquiera de los métodos disponibles.

Cuando se produce en forma mezclada diferentes productos o modelos al mismo tiempo, hay que resolver dos problemas: la asignación de las unidades de trabajo a las diferentes estaciones de trabajo y la determinación de la secuencia de producción.

En forma general los elementos se asignan sobre la base de tiempo total, en vez del tiempo de ciclo y la producción requerida, se obtendrá a partir del programa de producción que tenga la empresa.

t = 1

m

Pi * t iJornada

No. Hb en la = operación


Procedimiento para el balance de línea con mezcla de productos:

BALANCE DE LINEAS CON MEZCLA DE PRODUCTOS

1. Elaborar el diagrama de precedencia conjunto de los diferentes modelos.

2. Construir un cuadro en el cual se indica el tiempo total consumido por día para la realización de cada elemento o unidad de trabajo. La suma de estos tiempos representa el tiempo total necesario para cubrir la producción diaria.

3. Determinar el numero mínimo de estaciones de trabajo necesarias para cumplir con la producción programada por jornada. Para ello se divide el tiempo total por día entre el tiempo efectivo disponible por jornada de trabajo.

4. Hacer las asignación de los elementos de trabajo a las diferentes estaciones de trabajo, para lo cual se puede utilizar el método Heuristico de Kilbridge y Wester o el de las posiciones ponderadas.



BALANCE DE LINEAS CON MEZCLA DE PRODUCTOS(…continuación)

5. Determinar los tiempos que tardan cada unidad de cada uno de los modelos en cada estación (según la asignación de elementos de trabajo a las estaciones ). Habrá modelos a los cuales no hay que hacerles ninguna operación en determinada estación.

6. Determinar la secuencia a seguir para la programación del ensamblaje de los diferentes modelos. Para ello: Se calcula la proporción en que debe producirse cada

modelo, de acuerdo con el programa de producción. Esto se hace sacando el Máximo Común Divisor de las cantidades a producir de cada modelo.

Se escoge una secuencia.



BALANCE DE LINEAS CON MEZCLA DE PRODUCTOS(…continuación)

7. Hacer un grafico de Gantt (o diagrama de barras) para la jornada completa de trabajo.

8. Evaluar la programación de la secuencia.

9. Escoger otra secuencia, hacer el grafico de Gantt para la misma y evaluarla.

10. Seleccionar la secuencia que proporcione el menor tiempo de ocio.


FIN DE LA SESIÓN

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