estudio del proceso productivo y de la planificación de la

Estudio del proceso productivo y de la planificación de la producción de una
fábrica de aire acondicionado bajo entorno JIT
ESTUDIO DEL PROCESO PRODUCTIVO Y DE LA
PLANIFICACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE UNA FÁBRICA DE
AIRE ACONDICIONADO BAJO ENTORNO JIT
Autor: Fresnillo Vírseda, Álvaro
Director: Mazarias Castro, Francisco
Entidad Colaboradora: ICAI – Universidad Pontifica Comillas
RESUMEN DEL PROYECTO
Los procesos de fabricación de Unidades de Tratamiento de Aire industriales
(UTAs), así como la planificación de la producción de las fábricas que realizan las
UTAs son complejos. Esto se debe al grado de diversificación de estos aparatos, de tal
forma que se diseñan y construyen prácticamente de forma específica para los
requerimientos de cada cliente.
El objetivo de este proyecto es realizar el diseño y la implantación de una fábrica
de UTAs. Para ello el primer paso ha sido desglosar los procesos productivos para
obtener una serie de fases estándar de fabricación comunes a todos los aparatos. Estas
fases, que varían en tiempo en función del tamaño y la potencia de las UTAs son
comunes a todas ellas y permiten diseñar la disposición en planta así como el estudio
de tiempos de fabricación para estimar los recursos necesarios para la producción.
Corte de
líneas
Presoldadura
I. placas
Preparación
compresor
Montaje
bancada base
Montaje
presostato
s
Mecanizado
y cableado
cuadro
elect.
Montaje
ventiladores
Taladros
líneas
Montaje
vainas
Montaje
soportes
Montaje
sondas
Curvado
líneas
Soldado tomas
y cruces
Soldado
arañas
Aislamiento
arañas
Montaje
hilo calef.
Aislamiento
I. placas
Montaje
cantoneras
Montaje
batería
condensadora
Montaje
compresor
Montaje
I. Placas
Montaje
cuadro
Mecaniza
do techo
Cableado
mazo gral.
Cableado
elementos
compresor
Precableado
ventiladore
Fresnillo Vírseda, Álvaro
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Cierre
hidráulico
Fabricación
mazo gral.
Cierre
frigorífico
Rotura,
vacío,
carga
Colocación
V.
expansión
Prueba
dinámica
Limpieza,
adhesivos
Premontaje
paneles
I
Estudio del proceso productivo y de la planificación de la
producción de una fábrica de aire acondicionado bajo entorno JIT
Tras la estandarización de tareas se observa claramente la posibilidad de realizar
trabajos en paralelo. Por ello el proceso productivo idóneo para este tipo de fábricas es
la fabricación en células. En el diseño realizado se han designado 4 células distintas,
cada una encargada de una parte del proceso productivo.

Célula de líneas frigoríficas: en ella se realizan todos los procesos
relacionados con el o los circuitos frigoríficos de las UTAs, de tal forma
que lleguen como productos semielaborados a la siguiente célula y solo
haya que unirlos a los componentes pesados.

Célula de electricidad: realizará los cuadros eléctricos y mangueras
eléctricas de todos los productos, así como el cableado eléctrico de los
componentes.

Célula de montaje: en ella se llevan a cabo todas las fases de montaje,
con los elementos que llegan también de las otras células. El producto
sale de esta célula en funcionamiento

Célula de pruebas: en ella se realizan las pruebas necesarias para
asegurar la calidad de los productos.
El tamaño de las células se ha dimensionado en función del tamaño de los
productos que se van a fabricar y de tal forma que permitan los movimientos necesarios
entre cada célula. Para la distribución en planta se han considerado los movimientos de
materiales tanto desde el almacén como entre las propias células. En la figura podemos
observar la disposición final de las células, en la que no aparece la de electricidad por
tener la empresa otra parte ya dedicada a este tipo de procesos.
Además se han especificado los materiales y herramientas necesarios para llevar
a cabo la fabricación, tanto por células como por fases. Para cada fase, además se han
realizado fichas explicativas para dejar a disposición de los trabajadores sobre los
imputs necesarios y la forma de llevar a cabo correctamente dichas fases.
II
Fresnillo Vírseda, Álvaro
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Estudio del proceso productivo y de la planificación de la producción de una
fábrica de aire acondicionado bajo entorno JIT
Figura: Disposición en planta de las células
Se ha realizado un estudio de costes de adquisición de la maquinaria necesaria
para montar el layout especificado, a los cuales se ha realizado una amortización a 3
años debido al alto grado de deterioro de estos materiales.
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III
Estudio del proceso productivo y de la planificación de la
producción de una fábrica de aire acondicionado bajo entorno JIT
A través de datos históricos sobre una serie de modelos de enfriadoras, y en
función del tamaño y potencia de los demás modelos se ha estimado el tiempo de cada
fase para todos los modelos. A estos tiempos se les han añadido una serie de factores
correctores por ineficiencias o descansos para obtener una estimación más real.
Con estos tiempos y el coste de mano de obra por hora obtenido a través de los
datos del sector, se ha obtenido el coste total de mano de obra por modelo. En la tabla
siguiente se observa el resumen final de estos costes para las enfriadoras.
MODELO
Tiempo total
de producción
(min)
Tiempo total
de ineficiencias
(min)
Tiempo total
de coste
(horas)
Coste total
(Euros)
30/36
727
83.6
13.51
182.0
46/58
769
88.5
14.29
192.5
75/82/93
842
96.8
15.65
210.8
72
1.408
161.9
26.17
352.4
92/116
1.487
171
27.63
372.2
150/164/186
1.631
187.6
30.31
408.3
225
2.073
238.5
38.52
518.9
246
2.192
252.1
40.73
548.7
278
2.409
277.1
44.77
603.0
300
2.741
315.2
50.94
686.1
328
2.897
333.2
53.84
725.2
370
3.179
365.7
59.08
795.8
Figura: Tiempo y coste de M. de O. por modelo de enfriadoras
También se ha estimado una demanda anual, de tal forma que se ha obtenido el
tiempo total necesario de fabricación y con ello y los datos sobre el número de horas de
trabajo medio por trabajador se obtienen los operarios necesarios para cumplir con la
demanda prevista. La tabla siguiente muestra la demanda y el tiempo total necesario
para la fabricación del primer año.
IV
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fábrica de aire acondicionado bajo entorno JIT
Modelo
Demanda
(Uds)
Tiempo por
unidad (h)
Tiempo total
(h)
30/36
40
13,51
540,4
46/58
48
14,29
685,92
75/82/93
124
15,65
1940,6
72
14
26,17
366,38
92/116
34
27,63
939,42
150/164/186
96
30,31
2909,76
225
14
38,52
539,28
246
20
40,73
814,6
278
14
44,77
626,78
300
24
50,94
1222,56
328
44
53,84
2368,96
370
48
59,08
2835,84
Total
520
-
15790,5
Figura: Tiempos totales en función de la demanda prevista
Por último se han repercutido los costes de amortización de maquinaria sobre
cada modelo suponiendo que dicha maquinaria se desgasta de forma lineal conforme al
número de horas trabajadas para cada producto. No obstante, el coste de amortización
de la maquinaria representa un 2,6 % sobre el coste de mano de obra, por lo que no es
demasiado significativo.
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V
Estudio del proceso productivo y de la planificación de la
producción de una fábrica de aire acondicionado bajo entorno JIT
STUDY OF PRODUCTION PROCESS AND PRODUCTION
PLANNING FOR AN AIR CONDITIONING FACTORY UNDER JIT
ENVIRONMENT
ABSTRACT
Manufacturing processes of industrial Air Treatment Units (ATUs) and
production planning for factories that manufacture ATUs are complex. This is due to
the high diversification degree of these machines, practically designed and constructed
specifically for each client’s requirements.
The objective of this project is to design and implement a ATUs factory. For
this, the first step was to detail production processes to obtain a range of standard
manufacturing phases common to all devices. These phases, which may vary in time
depending on size and power of the ATUs are common between all of them and allow
the layout design and the study of manufacturing time to estimate the required resources
for the production.
Pipe
cutting
Exchanger
pre-welding
Pipe
drilling
Pipe
bending
Crosses
welding
Pods
assembling
Heating
wire
placement
Exchanger
isolation
Spiders
welding
Spiders
isolation
Hydraulic
closure
Compressor
preparation
Ground/
bedplate
assembling
Swith
assembling
Distribution
panel
machining and
cabling
Fan
assembling
VI
Brackets
assembling
Probes
assembling
Pre-cabling
Edgeboards
assembling
Compressor
cabling
Condenser
assembling
Distribution
panel
assembling
Compressor
assembling
Roof
machining
Exchanger
assemblin
g
Electric
deck
cabling.
Electric deck
manufacturing
Fridge
pipes
closure
Breaking,
vacuum,
load
Expansion
valve
assembling
Dynamic
test
Cleaning,
stickers
Panels
assembling
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Tasks standarization clearly shows the possibility of working with parallel jobs.
Therefore the most suitable production process for this type of manufacturing is cells
production. In the design made ther have been designated four different type of cells,
each one responsible for a part of the production process.

Cooling lines cell: it will perform all processes related with cooling
circuits of the ATUs, so they arrive as finished products to the next cell
and are ready to just link them to the heavy components.

Electricity cell: it will manufacture all the electrical distribution panels
and electrical cables of all products, as well as the electrical wiring of all
the components.

Assembling cell: on it are carried out all the assembling phases, with
elements arriving from the other cells. The product exits the cell ready to
use

Test cell: it does all test to ensure a good quality of all the products.
The cell size has been dimensioned according to the size of the products that are
going to be manufactured and so as to allow the necessary movements between each
cell. For the layout are considered material movements from both the warehouse and
between the cells themselves. In the figure we can observe the final, where the
electricity cell does not appear because the company already has a part dedicated to this
type of processes.
There have been specified the materials and tools needed to carry out the
manufacture, both at cell and phases level. For each phase, there have been made
explanatory factsheets to leave them available to workers about the imputs needed and
how to correctly perform these phases.
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VII
Estudio del proceso productivo y de la planificación de la
producción de una fábrica de aire acondicionado bajo entorno JIT
Figure: Cells layout
There has been performed a cost analysis for the acquisition of the necessary
equipment to install the specified layout, to which there has been done a 3-year
amortization due to the high degree of deterioration of these materials.
VIII
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Through historical data on a number of models of chillers, and depending on the
size and power of the other models we have estimated the time of each phase for all
models. To those times there has been added a number of correction factors for
inefficiencies or breaks to get a more realistic estimation.
With these times and the cost of labor per hour obtained through the metal sector
data, it has been obtained the total cost of labor per model. The following table shows
the final summary of these costs for the chillers.
MODEL
Production
time (min)
Inefficiencies
time (min)
Total time
(hours)
Total cost
(Euros)
30/36
727
83.6
13.51
182.0
46/58
769
88.5
14.29
192.5
75/82/93
842
96.8
15.65
210.8
72
1.408
161.9
26.17
352.4
92/116
1.487
171
27.63
372.2
150/164/186
1.631
187.6
30.31
408.3
225
2.073
238.5
38.52
518.9
246
2.192
252.1
40.73
548.7
278
2.409
277.1
44.77
603.0
300
2.741
315.2
50.94
686.1
328
2.897
333.2
53.84
725.2
370
3.179
365.7
59.08
795.8
Figure: Time and cost of labor force for each chiller model
It has also been estimated an annual demand, to obtain the total time required to
manufacture all the components. With this and data on the number of hours worked per
employee are obtained the number of workers needed to meet with the expected
demand. The following table shows the demand and the total time required to
manufacture for the first year.
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IX
Estudio del proceso productivo y de la planificación de la
producción de una fábrica de aire acondicionado bajo entorno JIT
Modell
Demand
(Units)
Time per unit
(h)
Total time (h)
30/36
40
13,51
540,4
46/58
48
14,29
685,92
75/82/93
124
15,65
1940,6
72
14
26,17
366,38
92/116
34
27,63
939,42
150/164/186
96
30,31
2909,76
225
14
38,52
539,28
246
20
40,73
814,6
278
14
44,77
626,78
300
24
50,94
1222,56
328
44
53,84
2368,96
370
48
59,08
2835,84
Total
520
-
15790,5
Figure: Total times required for the expected demand
Finally, we have impacted the depreciation costs of equipment on each model
assuming that such machinery wears away linearly according to the number of hours
worked for each product. However, the cost of depreciation of machinery represents
2.6% of the labor cost, so it is not very important.
X
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