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Balanceo De Lineas


Enviado por   •  20 de Enero de 2013  •  1.722 Palabras (7 Páginas)  •  468 Visitas

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1

BALANCEO DE LINEA

Definiciones

• Centro de Trabajo: Conjunto de personas y/o

máquinas que, para fines de planeación de la

capacidad y de programación de la producción,

pueden considerarse como una unidad.

• Disposición de Planta (Facility layout): Forma en

que se arreglan o acomodan físicamente los equipos

y las instalaciones.

• Objetivos de un Estudio de D de Planta:

– Minimizar demoras y reducir manejo de materiales.

– Mantener la flexibilidad.

– Utilizar efectivamente la mano de obra y el espacio.

– Proveer orden y mantenimiento.

• Patrones Típicos de Distribución de Planta:

– Distribución por producto.

– Distribución por proceso.

– Distribución por grupo.

– Distribución por posición fija.

2

DISTRIBUCION POR PRODUCTO

Arreglo físico basado en la secuencia de las

operaciones que se realizan para la producción.

Los materiales se mueven en una trayectoria

continua de uno a otro departamento.

• VENTAJAS:

– Flujo de producción sencillo y lógico.

– Uso de equipo especializado para manejo de

materiales.

– Bajo inventario en proceso, tiempo de producción

corto, bajo manejo de materiales, bajos

requerimientos de personal calificado y planeación y

control de la producción simple.

• DESVENTAJAS:

– Falta de redundancia.

– Flexibilidad limitada.

– Capacidad de línea dada por cuello de botella.

– Trabajo poco satisfactorio para operadores.

3

DISTRIBUCION POR PROCESO

Arreglo físico según funciones. El flujo de materiales

sigue diferentes secuencias entre departamentos.

VENTAJAS

– Generalmente requieren menor inversión en equipo.

– Flexibilidad.

– Mayor satisfacción del operario.

DESVENTAJAS

– Altos costos de manejo y transporte de

materiales.

– Planeación y control de producción complejas.

– Mayor tiempo total de producción.

– Alto inventario en proceso.

– Mayores requerimientos de personal calificado.

4

DISTRIBUCION POR GRUPO

Disposición física según grupos de productos,

también conocida como manufactura celular

(cellular manufacturing). Se basa en la tecnología

de grupos (group technology), que clasifica a las

partes en familias o grupos.

La distribución se hace conforme a las diferentes

máquinas (denominadas celdas) requeridas para

producir una familia de partes.

VENTAJAS

– Cada celda funciona como una sola línea de

producción (en serie): reducción de tiempos de

alistamiento, manejo de materiales, tiempos de

espera, etc.

DESVENTAJAS

– Requiere de un análisis sistemático de los procesos

de producción y de los productos por elaborar.

5

DISTRIBUCION POR POSICION FIJA

Disposición en la cual las herramientas y los

componentes se llevan al lugar de ensamble (en

lugar de que la parte por procesar se desplace).

Se utiliza para la construcción de productos

grandes, como maquinaria pesada, aviones,

locomotoras, etc.

COMPARACIÓN DE PATRONES BÁSICOS DE

DISTRIBUCIÓN DE PLANTA

FACTOR DISTRIBUCIÓN

POR PROCESO

DISTRIBUCIÓN

POR PRODUCTO

DISTRIBUCIÓN

POR GRUPO

FLEXIBILIDAD ALTA BAJA MODERADA

POTENCIAL

PARA AUTOMATIZACIÓN

BAJO ALTO MODERADO

TIPO DE EQUIPO PROPÓSITO

GENERAL

ALTAMENTE

ESPECIALIZADO

MEDIANAMENTE

ESPECIALIZADO

VOLUMEN DE

PRODUCCIÓN

BAJO ALTO MODERADO

UTILIZACIÓN

DEL EQUIPO

BAJO ALTO MODERADO

COSTOS DE

ALISTAMIENTO

(SETUP)

BAJO ALTO MODERADO

6

LINEA DE PRODUCCION

Secuencia fija de diferentes etapas de producción.

Cada etapa consta de una o más máquinas.

CONFIGURACIONES BÁSICAS DE UNA LÍNEA

DE PRODUCCIÓN

LINEA EN SERIE

LINEA EN PARALELO

7

BALANCEO DE LÍNEAS

Asignación de carga de trabajo entre diferentes

estaciones o centros de trabajo que busca una línea

de producción balanceada (carga de trabajo

similar para cada estación de trabajo, satisfaciendo

requerimientos de producción).

Es importante considerar las operaciones por realizar y

las relaciones de precedencia entre éllas.

EJEMPLO

Considere una línea de producción en serie. La

eficiencia de la línea es del 90%. La siguiente

figura muestra las operaciones que la conforman y

los tiempos de operación (minutos/parte) requeridos

en cada una de las operaciones.

A B C

0.5 min/parte 0.3 min/parte 0.2 min/parte

8

EJEMPLO 1 (CONT.)

a) Determine el tiempo requerido para fabricar una

parte (tiempo de manufactura, manufacturing lead

time).

b) Determine la capacidad diaria (1 día = 8 horas) de

producción de la línea si se forma una estación de

trabajo.

c) Determine la capacidad de producción de la línea si

se forman tres estaciones de trabajo.

d) Determine la capacidad de producción de la línea si

se forman dos estaciones de trabajo.

TIEMPO REQUERIDO PARA FABRICAR UNA

PARTE

LINEA DE PRODUCCION CON UNA

ESTACION DE TRABAJO

A B C

0.5 min/parte 0.3 min/parte 0.2 min/parte

Capacidad Teórica:

Capacidad Efectiva:

9

EJEMPLO 1 (Cont.)

LINEA DE PRODUCCION CON TRES

ESTACIONES DE TRABAJO

A B C

0.5 min/parte 0.3 min/parte 0.2 min/parte

Capacidad teórica (1a estación):

Capacidad efectiva (1a estación):

Capacidad teórica (2a estación):

Capacidad efectiva (2a estación):

Capacidad teórica (3a estación):

Capacidad efectiva (3a estación):

CAPACIDAD DE LA LINEA:

MIN{C1, C2,...,Cn}=

Capacidad teórica de la línea:

Capacidad efectiva de la línea:

10

LÍNEA DE PRODUCCIÓN CON DOS

ESTACIONES DE TRABAJO

A B C

0.5 min/parte 0.3 min/parte 0.2 min/parte

Capacidad teórica (1a estación):

Capacidad efectiva (1a estación):

Capacidad teórica (2a estación):

Capacidad efectiva (2a estación):

CAPACIDAD DE LA LINEA:

MIN{C1, C2,...,Cn}=

Capacidad teórica de la línea:

Capacidad efectiva de la línea:

LA LINEA ESTA PERFECTAMENTE

BALANCEADA!

11

TIEMPO DE CICLO (Cr)

Intervalo de tiempo (requerido o existente) entre partes

sucesivas que salen de una línea de producción o de

una estación de trabajo.

EJEMPLO 2

Para la línea de producción del ejemplo anterior,

determine los tiempos de ciclo (en minutos) de las

estaciones de trabajo y de la línea de producción.

a)Para la línea con una estación de trabajo.

b)Para la línea con tres estaciones de trabajo.

c)Para la línea con dos estaciones de trabajo.

12

OBJETIVO DEL BALANCEO DE LÍNEAS

Asignar las cargas de trabajo a las estaciones de trabajo

de tal manera que se minimice el costo de operación

de la línea, satisfaciendo las restricciones de

precedencia y logrando la tasa de producción

deseada.

El balanceo de líneas depende de la similitud de los

tiempos de ciclo entre las estaciones de trabajo y de

la línea de producción.

EJEMPLO 3

El programa de producción de un producto es de 6,000 unidades

por semana. La línea de producción opera 8 horas/turno, 3

turnos/día, 5 días/semana. La fabricación del producto requiere

de una serie de operaciones con los siguientes tiempos de

procesamiento:

OPERACIÓN NUMERO TIEMPO DE PROCESAMIENTO

(min.)

1 .4

2 .7

3 .5

4 .7

5 .4

6 .2

7 .1

8 .3

9 .4

10 .5

11 .6

13

EJEMPLO 3 (Cont.)

a) Determine el tiempo de ciclo requerido (Cr) en

min.

b) Determine el rango de los tiempos de ciclo factibles,

[Crmin, Crmax] en min.

c) ¿Es posible cumplir con los requerimientos de

producción?

d) Determina el número (teórico) mínimo de estaciones

de trabajo.

e) Analiza la línea para una eficiencia del 90%

NUMERO MINIMO DE ESTACIONES DE

TRABAJO:

NWmin = PR (Crmax/H)

PR: requerimientos de producción

Crmax : suma de tiempos de operación

H : tiempo total disponible de operación

14

ALGORITMOS PARA EL BALANCEO DE

LÍNEAS

Procedimientos (generalmente heurísticos) para la formacion

balanceada de estaciones de trabajo.

El tiempo de ciclo de todas y cada una de las estaciones de trabajo

debe ser menor o igual a cr.

ALGORITMO: PRIMERO LA OPERACIÓN DE MENOR

TIEMPO (LA DE MAYOR TIEMPO)

(SMALLEST TIME FIRST/LARGEST TIME FIRST)

1. Determine el tiempo de ciclo requerido para cumplir con los

requerimientos de producción, cr.

2. Construya la red de precedencias de las operaciones.

3. Para la estación de trabajo bajo formación, identifique las operaciones

candidatas para incorporar. Las operaciones:

· No asignadas y

· Cuyos predecesores (todos) ya estan en alguna estación de trabajo.

4. Incorpore en esta estación de trabajo la operación:

· Con el menor (mayor) tiempo de proceso

· Sin exceder cr.

(En caso de empate, seleccione la operación con el numero de etiqueta

mas bajo).

Si no se puede incorporar ninguna operación, forme la siguiente estación

de trabajo.

Continúe hasta que se hayan asignado todas las operaciones.

15

ALGORITMO: JERARQUIZACIÓN SEGÚN EL

PESO POSICIONAL

1. Determine el tiempo de ciclo requerido para cumplir con los

requerimientos de producción, cr.

2. Construya la red de precedencias de las operaciones.

3. Para la estación de trabajo bajo formación, identifique las

operaciones candidatas para incorporar. Las operaciones:

· No asignadas y

· Cuyos predecesores (todos) ya estan en alguna estación de

trabajo.

4. Incorpore en esta estación de trabajo la operación:

· Con el mayor peso posicional (positional weight): suma de

tiempos de proceso de todas las operaciones subsecuentes a

una operación

· Sin exceder cr.

(En caso de empate, seleccione la operación con el numero de

etiqueta mas bajo).

Si no se puede incorporar ninguna operación, forme la

siguiente estación de trabajo.

Continúe hasta que se hayan asignado todas las operaciones.

16

EJEMPLO 4

Las operaciones para fabricar el producto del ejemplo anterior

tienen las siguientes relaciones de precedencia:

OPERACIÓN OPERACIONES PRECEDENTES

1 -

2 -

3 1,2

4 3

5 -

6 4,5

7 6

8 7

9 -

10 8,9

11 10

a) Elabore la red de precedencias.

b) Forme las estaciones de trabajo usando el algoritmo de

balanceo de líneas la operación con el tiempo mas largo

entra primero.

c) Determine la eficiencia de la línea bajo las estaciones de

trabajo del inciso anterior.

d) Forme estaciones de trabajo usando el algoritmo del

mayor peso posicional.

EFICIENCIA DE LA LÍNEA:

E = C

Cr

rmax

NW min

=

TTO

TT+OTTM

NWminnú:m ero de estaciones de trabajo

TTO: tiempo total de operación

TTM: tiempo total muerto (ocioso, idle time)

17

EJEMPLO 4 (Cont.)

RED DE PRECEDENCIAS

OPERACIÓN OPERACIONES PRECEDENTES

1 -

2 -

3 1,2

4 3

5 -

6 4,5

7 6

8 7

9 -

10 8,9

11 10

18

EJEMPLO 4 (Cont.)

FORMACIÓN DE ESTACIONES DE TRABAJO,

ALGORITMO: LA OPERACIÓN CON EL TIEMPO

MÁS LARGO ENTRA PRIMERO

CR = 1.2 min

ESTACION DE TRABAJO I

1

2

3 4

5

6 7 8

9

10 11

0.4

0.7

0.4

0.5 0.7

0.2 0.1 0.3

0.4

0.5 0.6

OPERACIONES ASIGNABLES,

TIEMPO DE PROCESAMIENTO

OPERACIÓN ASIGNADA,

TIEMPO

19

EJEMPLO 4 (Cont.)

ESTACION DE TRABAJO II

ESTACIÓN DE TRABAJO III

ESTACIÓN DE TRABAJO IV

OPERACIONES ASIGNABLES,

TIEMPO DE PROCESAMIENTO

OPERACIÓN ASIGNADA,

TIEMPO

OPERACIONES ASIGNABLES,

TIEMPO DE PROCESAMIENTO

OPERACIÓN ASIGNADA,

TIEMPO

OPERACIONES ASIGNABLES,

TIEMPO DE PROCESAMIENTO

OPERACIÓN ASIGNADA,

TIEMPO

20

EJEMPLO 4 (Cont.)

ESTACIÓN DE TRABAJO V

OPERACIONES ASIGNABLES,

TIEMPO DE PROCESAMIENTO

OPERACIÓN ASIGNADA,

TIEMPO

ESTACIÓN OPERACIONES

ASIGNADAS

TIEMPO DE

OPERACIÓN

TIEMPO

OCIOSO

I

II

III

IV

V

VI

TOTALES: -

EFICIENCIA DE LA LÍNEA =

21

EJEMPLO 4 (Cont.)

FORMACIÓN DE ESTACIONES DE TRABAJO,

ALGORITMO: MÁXIMO PESO POSICIONAL

CR = 1.2 min

1

2

3 4

5

6 7 8

9

10 11

0.4

0.7

0.4

0.5 0.7

0.2 0.1 0.3

0.4

0.5 0.6

ESTACIÓN DE TRABAJO I

OPERACIONES ASIGNABLES,

PESO POSICIONAL

OPERACIÓN ASIGNADA,

TIEMPO

22

EJEMPLO 4 (Cont.)

ESTACIÓN DE TRABAJO II

ESTACIÓN DE TRABAJO III

ESTACIÓN DE TRABAJO IV

OPERACIONES ASIGNABLES,

PESO POSICIONAL

OPERACIÓN ASIGNADA,

TIEMPO

OPERACIONES ASIGNABLES,

PESO POSICIONAL

OPERACIÓN ASIGNADA,

TIEMPO

OPERACIONES ASIGNABLES,

PESO POSICIONAL

OPERACIÓN ASIGNADA,

TIEMPO

23

EJEMPLO 4 (Cont.)

ESTACIÓN DE TRABAJO V

OPERACIONES ASIGNABLES,

PESO POSICIONAL

OPERACIÓN ASIGNADA,

TIEMPO

ESTACIÓN OPERACIONES

ASIGNADAS

TIEMPO DE

OPERACIÓN

TIEMPO

OCIOSO

I

II

III

IV

V

VI

TOTALES: -

EFICIENCIA DE LA LÍNEA =

24

EJEMPLO 4 (Cont.)

Resultados con regla la operación con el tiempo más

pequeño entra primero

ESTACIÓN OPERACIONES

ASIGNADAS

TIEMPO DE

OPERACIÓN

TIEMPO

OCIOSO

1 1, 5 0.80 0.20

2 9 0.40 0.60

3 2 0.70 0.30

4 3 0.50 0.50

5 4, 6, 7 1.00 0.00

6 8, 10 0.80 0.20

7 11 0.60 0.40

TOTAL: - 4.8 min 2.2 min

EFICIENCIA DE LA LÍNEA =

25

PROBLEMAS

Una compañía de componentes eléctricos está

instalando una línea de ensamble con el fin de producir

192 transformadores por turno de 8 horas. La siguiente

tabla muestra las operaciones y los tiempos de

procesamiento requeridos para cada una de ellas:

Operación Tiempo (seg)

A 40

B 80

C 30

D 25

E 20

F 15

G 120

H 145

I 130

J 115

TOTAL

a) Determina el tiempo de ciclo en

seg/transformador.

b) Determina el rango de los tiempos de

ciclo factibles en seg/u.

c) Calcula el número teórico (mínimo) de

estaciones.

d) Determina la eficiencia de la línea.

26

PROBLEMAS

• El ensamble de un producto requiere de tres

operaciones secuenciales.

• Cada una las tres operaciones pueden completarse

en 0.8, 0.5 y 0.3 mins.

• Se dispone de 1 turno de 8 horas al día

• Las operaciones pueden agruparse:

- En una sola estación de trabajo operada por una

sola persona,

- En 3 estaciones de trabajo, cada una operada por

una persona distinta

- En dos estaciones de trabajo separadas

• Qué agrupamiento (# de estaciones) permite

obtener la maxima tasa de producción ?

• Cuántas estaciones se requieren con el objeto de

minimizar el tiempo ocioso ?

27

PROBLEMAS

• Una estación

Tiempo de ciclo = 0.8+0.5+0.3 = 1.6 mins.

Vol. Producción = 480 min / día . = 300 unids. / día

1.6 min / unid.

% Tiempo ocioso= 0

• Dos estaciones

Tiempo de ciclo = max {0.8, 0.5 + 0.3} = 0.8 mins.

Vol. Producción = 480 min / día . = 600 unids. / día

0.8 min / unid.

% Tiempo ocioso= 0

• Tres estaciones

Tiempo de ciclo = max {0.8, 0.5, 0.3} = 0.8 mins.

Vol. Producción = 480 min / día . = 600 unids. / día

0.8 min / unid.

% Tiempo ocioso= t. ocioso = (0.8 - 0.8) + (0.8-0.5) + (0.8-0.3) = 0.33

t. total 3 (0.8)

28

• Para este sistema:

0.8 mins. £ Tiempo de ciclo £ 1.6 mins.

300 unids/día £ Volumen producción £ 600 unids /día

• Al aumentar el # estaciones:

- el tiempo de ciclo tiende a disminuir

- el % tiempo ocioso tiende a aumentar

...

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