Balanceo de lineas oct-converted

SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
CAMPUS VERACRUZ.
Depto. Ing. Industrial
Carrera Ing. Industrial
MATERIA:
ESTUDIO DEL TRABAJO II
UNIDAD 2
BALANCEO DE LÍNEAS.
EQUIPO 1:
Gracia Muñoz Beatriz Renata
Ramírez Espino Lizbeth
Hernández Sánchez José Manuel
CATEDRÁTICO:
ING. Fredy Martínez Cortés
H. VERACRUZ, VER. 25 DE OCTUBRE DE 2018
1
ÍNDICE
BALANCEO DE LÍNEAS. .......................................................................................................... 1
ÍNDICE............................................................................................................................................ 2
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 3
OBJETIVO GENERAL ....................................................................................................................... 4
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................................ 4
CONCEPTOS ................................................................................................................................... 5
BALANCEO DE LINEA ..................................................................................................................... 6
OBJETIVOS DE BALANCEAR ........................................................................................................... 7
VENTAJAS Y CONDICIONES............................................................................................................ 7
RESTRICCIONES ............................................................................................................................. 8
MÉTODO DE PESO POSICIONAL O DE “HELGENSON Y BIRNIE” .................................................... 8
EJERCICIO BAJO PESO POSICIONAL ............................................................................................. 10
MÉTODO HEURÍSTICO DE KILBRIDGE Y WESTER ......................................................................... 12
MÉTODO DE BALANCEO DE LÍNEAS DE ACUERDO AL VOLUMEN DE PRODUCCIÓN .................. 15
BALANCEO DE LINEAS PARA MÁS DE UN MODELO .................................................................... 18
PROBLEMA .................................................................................................................................. 19
CONCLUSIÓN ............................................................................................................................... 24
BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 25
2
INTRODUCCIÓN
El balanceo de líneas de producción constituye una de las herramientas más
importantes para el departamento de producción, pues de un buen balance o
equilibrado de una línea de producción depende que se consiga el máximo
aprovechamiento de los recursos tanto humanos como de maquinaria y demás
elementos productivos, y que se logre o no los objetivos previstos.
Los objetivos que pretende un balanceo de líneas de producción lo podemos
resumir en los siguientes puntos:
➢
➢
➢
➢
Alcanzar la producción planeada.
Disminuir los tiempos de espera.
Evitar los cuellos de botella.
Mantener la eficiencia de cada uno de los operarios.
El balance de línea es una de las herramientas más importantes para el control
de la producción dado que de una línea de fabricación equilibrada dependen la
optimización de ciertas variables que afectan la productividad de un proceso.
El objetivo fundamental de un balanceo de línea corresponde a igualar los
tiempos de trabajo en todas las estaciones del proceso. Establecer una línea de
producción balanceada requiere de una consecución de datos, aplicación
teórica, movimiento de recursos e incluso inversiones económicas. Por ende,
vale la pena considerar una serie de condiciones que limitan el alcance de un
balanceo de línea, dado que no todo proceso justifica la aplicación de un estudio
del equilibrio de los tiempos entre estaciones.
3
OBJETIVO GENERAL
Comprender que es el balanceo de líneas de producción, así como adquirir los
conocimientos necesarios para desarrollar el balanceo de una línea utilizando
los métodos expuestos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
➢ Conocer el concepto de balanceo de línea.
➢ Comprender el objetivo que persigue balancear una línea de producción.
➢ Saber cuáles son las ventajas de balanceo de líneas.
➢ Conocer las restricciones y condiciones que se deben tomar en un
balanceo de líneas.
➢ Conocer los conceptos fundamentales para un balanceo de líneas.
➢ Comprender y saber realizar correctamente los métodos para balancear
una línea.
4
CONCEPTOS
LINEA DE FABRICACION
■ Es una línea que construye componentes en una serie de maquinas
Línea de ensamble:
■ Es una línea que junta las partes fabricadas en una serie de estaciones
de trabajo
CONDICIONES DE UNA LINEA DE ENSAMBLE
■ CANTIDAD// (de producción), debe ser suficiente para cubrir el costo de
la preparación de la línea. Depende del ritmo de producción y de la
duración que tendrá la tarea
■ EQUILIBRIO// Tiempos para c/operación en la línea deben ser
aproximadamente ser iguales
■ CONTINUIDAD// Una vez puesta en marcha, deberá ser continua. Deben
tomarse precauciones para asegurar un aprovisionamiento continuo del
material, piezas, sub-ensambles, etc y la previsión de fallas del equipo
LINEA DE PRODUCCION:
■ Una serie de estaciones de trabajo de montaje manual o automatizado en
las cuales se producen una secuencia de un producto o varios
-H.A. Maynard
■ Disposición de áreas de trabajo donde :
Las operaciones consecutivas están colocadas inmediata y mutuamente
adyacentes.
Donde el material se mueve continuamente y a un ritmo uniforme a través de
una serie de operaciones equilibradas.
Que permiten la actividad simultánea en todos los puntos, moviéndose el
producto hacia el fin de su elaboración
5
-Roberto García Criollo
BALANCEO DE LINEA
DEFINICION:
Agrupación de actividades secuenciales de trabajo en centros de trabajo con el
fin de lograr el máximo aprovechamiento de la mano de obra y equipo y de esa
forma reducir o eliminar el tiempo ocioso
■ La idea fundamental de una línea es que un producto se arma
progresivamente a medida que es transportado, pasando frente a
estaciones de trabajo relativamente fijas, por un dispositivo de manejo de
materiales.
PRINCIPIOS BASICOS
■ Principio de la mínima distancia recorrida
■ Principio del flujo de trabajo
■ Principio de la división del trabajo
■ Principio de simultaneidad o de las operaciones simultaneas
■ Principio de trayectoria fija
■ Principio de mínimo tiempo y del material en proceso
■ Principio de intercambiabilidad
BENEFICIOS
■ Reducción de costos y estandarización
■ Administración de producción
■ Aumento de productividad general y motivación personal
■ Eliminar inventarios y cuellos de botella
6
OBJETIVOS DE BALANCEAR
El objetivo fundamental de un balanceo de línea corresponde a igualar los
tiempos de trabajo en todas las estaciones del proceso, así como también:
1. Conocido el tiempo de operaciones, determina el número de operarios
necesarios para cada operación.
2. Conocido el tiempo de ciclo, minimiza el número de estaciones de trabajo.
3. Conocido el número de estaciones de trabajo, asignar elementos de
trabajo a la misma.
4. Mayor productividad
5. Procesos con tiempos mínimos
6. Eliminación de desperdicios
7. Administración de la producción
8. Sistemas de pagas de producción
VENTAJAS Y CONDICIONES
Algunas ventajas que podemos encontrar con el balanceo de líneas son:
-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.
Establecer una línea de producción balanceada requiere de una juiciosa
consecución de datos, aplicación teórica, movimiento de recursos e incluso
inversiones económicas. Por ende, vale la pena considerar una serie de
condiciones que limitan el alcance de un balanceo de línea, dado que no todo
proceso justifica la aplicación de un estudio del equilibrio de los tiempos entre
estaciones. Tales condiciones son:
•
Cantidad: El volumen o cantidad de la producción debe ser suficiente
para cubrir la preparación de una línea. Es decir, que debe considerarse
el costo de preparación de la línea y el ahorro que ella tendría aplicado al
volumen proyectado de la producción (teniendo en cuenta la duración que
tendrá el proceso).
•
Continuidad: Deben tomarse medidas de gestión que permitan asegurar
un aprovisionamiento continuo de materiales, insumos, piezas y
subensambles. Así como coordinar la estrategia de mantenimiento que
minimice las fallas en los equipos involucrados en el proceso.
7
RESTRICCIONES
Las restricciones impuestas al orden o a la secuencia de tiempo, en que los
elementos de trabajo pueden ejecutarse, es decir, respetar las precedencias y el
tiempo de ciclo, y son de tres tipos:
1. Restricciones técnicas en el orden desmontaje de los componentes
elementales.
2. Restricciones impuestas para las instalaciones o maquinaria en la línea.
3. Restricciones de posición, bien sea de uno o más trabajadores.
La idea fundamental de una línea de ensamble es que un producto se arma
progresivamente a medida que es transportado, pasando en frente a estaciones
de trabajo relativamente fijas, por un dispositivo de manejo de materiales, por
ejemplo, una banda transportadora.
MÉTODO DE PESO POSICIONAL O DE “HELGENSON Y BIRNIE”
Este método es uno de los más simples para balancear una línea de producción,
consiste en asignar el peso posicional de cada una de las tareas así como la
suma de su tiempo, más aquellas que la siguen. Donde las tareas son asignadas
de acuerdo a su peso posicional, cuidando no rebasar el tiempo de ciclo ni violar
las precedencias. Un objetivo a perseguir es el intentar que todas las estaciones
de trabajo tengan aproximadamente la misma carga de trabajo con el objetivo de
minimizar los tiempos inactivos u ociosos.
El proceso de balanceo de líneas bajo este método se sigue llevando a cabo los
siguientes pasos:
1.- Descomposición de las tareas: Vamos a descomponer el trabajo en
elementos de trabajo, es decir, tareas independientes y se determina para cada
tarea o elemento el tiempo necesario para llevarla a cabo y las actividades que
deben precederla, o sea, las que deben haberse realizado anteriormente.
Para cumplir satisfactoriamente con el paso, requerimos de hacer una tabla
donde se describan las operaciones, el tiempo que les corresponde y la actividad
que les precede; en donde se ha de calcular el tiempo total de las actividades a
ejecutar. Para sacar el tiempo de ciclo (tiempo máximo de permanencia del
producto en cada estación de trabajo) se emplea la siguiente fórmula:
8
𝑇𝐶 =
tiempo de jornada laboral
unidades requeridas diarias
Cabe destacar que todo eso se recoge en un diagrama de precedencias
(representación gráfica), donde a través de círculos ilustraremos cada tarea
individual y se utilizan flechas para indicar el orden de ejecución o el
procedimiento requerido.
2.- La suma del tiempo necesario para llevar a cabo la actividad + los tiempos de
desempeño de las actividades que le preceden: Se procede a construir una
matriz donde se han de llenar filas y columnas con las operaciones de acuerdo
a la secuencia y se pone una marca cuando existe relación de precedencia de
manera vertical y horizontal.
En este método es prioritario saber los pesos posicionales y estos se obtienen
mediante la siguiente formula:
∑todas las actividades que le precedan + tiempo de ciclo de la actividad calculando
3.- Se prosigue a acomodar de mayor a menor los pesos posicionales obtenidos
en el paso anterior. Estos datos se añaden en una tabla donde quedarán
registradas las operaciones, el tiempo que se tarda en ejecutar la misma, las
operaciones precedentes y los pesos posicionales. El orden ha de ser basado
en peso posición.
4.- Empezamos a balancear la línea de producción y para ello hemos de llenar
otra tabla con el balanceo que estamos ejecutando donde es prioritario respetar
precedencias de los elementos y el tiempo de ciclo:
ESTACION
ELEMENTO
PESO
POSICIONAL
•
•
•
•
•
•
•
PRECEDENCIA
TIEMPO DEL
TIEMPO
TIEMPO NO
ELEMENTO
ACUMULADO
ASIGNADO
Estación: es la creada para empezar el balanceo, siendo la estación
donde se está trabajando
Elemento: tarea o elemento de trabajo que se está realizando y se ha de
añadir a la estación
Peso posicional: Dato obtenido en el paso 2
Precedencia: Son los elementos de trabajo que preceden a la actividad
que se esté registrando y que por restricción se deben respetar
Tiempo del elemento: Tiempo que tarda el operario en ejecutar la tarea
que se ha registrado
Tiempo acumulado: Es la suma del elemento que se ha registrado más el
tiempo de otros elementos que se incorporen a la estación
Tiempo no asignado: Es la resta del tiempo de ciclo menos el tiempo
acumulado
9
5.- Realizamos un nuevo diagrama donde se ilustren los elementos con sus
respectivas precedencias, pero, en este se ha de registrar el nuevo agrupamiento
de las estaciones
6.- Por ultimo procedemos a calcular la eficiencia de nuestra línea bajo la
siguiente fórmula
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜
𝐸 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑐𝑟𝑒𝑎𝑑𝑎𝑠∗𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚á𝑠 𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎 *100
EJERCICIO BAJO PESO POSICIONAL
Suponga que la empresa Fulanitos necesita cambiar su forma de trabajo debido a la demanda
exigida por sus consumidores, por ello, se necesita implementar una nueva linea de ensamblado,
donde las activiades estan representados en la columna izquierda y su tiempo de ejecucion en
la columna derecha.
OPERACIONES
TIEMPO DE
OPERACIÓN (minutos)
0.3
1.24
0.84
2.07
2.4
1
2
3
4
5
SOLUCION:
OPERACIÓN
1
2
3
4
5
TIEMPO DE
OPERACIÓN
0.3
1.24
0.84
2.07
2.4
PRECEDENCIA
PRECEDENCIA
INMEDIATA
1
2
3
4
1
2,1
3,2,1
4,3,2,1
PESO
POSICIONAL
0.3
1.54
2.38
4.45
6.85
Diagrama de precedencia de elementos de trabajo:
0.3
1
1.24
0.84
2.07
2.4
2
3
4
5
ELEMENTOS DE
TRABAJO
PESO POSICIONAL
ELEMENTOS DE
TRABAJO
ORDENADOS POR
SU PESO POSI.
PRECEDENCIA
INMEDIATA
1
0.3
5
4
10
2
3
4
5
1.54
2.38
4.45
6.85
4
3
2
1
3
2
1
-
Procedemos a determinar el tiempo de ciclo:
𝑇𝐶 =
tiempo de jornada laboral
unidades requeridas diarias
Pero como podemos observar, no contamos con la cantidad de unidades requeridas, por ello,
haremos uso de la operación más lenta, es decir, la que más tiempo tarda en ejecutar su tarea.
𝑇𝐶 = 𝑂𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑎𝑠 𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎 = 2.4 minutos
Ilustramos las precedencias en la siguiente tabla:
OPERACIÓN TIEMPO DE
OPERACIÓN
1
0.3
2
1.24
3
0.84
4
2.07
5
2.4
1
2
3
4
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
5
Recordemos que para asignar los elementos a cada estación debemos respetar las precedencias
y que para determinar el tiempo no asignado debemos realizar la resta del tiempo de ciclo
menos el tiempo acumulado
El tiempo de ciclo es 2.4 minutos
ESTACION
1
2
3
ELEMENTO
5
4
3
2
1
PESO
TIEMPO DEL
TIEMPO
POSICIONAL
ELEMENTO
ACUMULADO
6.85
4.45
2.38
1.54
0.3
2.4
2.07
0.84
1.24
0.3
2.4
2.07
0.84
2.08
2.38
TIEMPO NO
ASIGNADO
(MIN)
0
0.33
1.56
0.32
0.02
Diagrama de precedencia acorde a las estaciones creadas:
11
Procedemos a calcular la eficiencia para concluir:
𝐸=
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜
6.85
∗ 100 =
∗ 100
𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 ∗ 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚á𝑠 𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎
3 ∗ 2.4
𝐸 = 95.13 %
MÉTODO HEURÍSTICO DE KILBRIDGE Y WESTER
La palabra heurístico proviene del griego y significa descubrir. Los heurísticos
son un conjunto de reglas que tratan de obtener una o más soluciones
específicas de un problema dado; estas reglas están basadas en razonamientos
deductivos de personas debido a su intuición, conocimiento y experiencia.
Por lo general los heurísticos se construyen para darle apoyo al algoritmo en los
problemas que tienen dimensiones grandes.
Dos métodos heurísticos son proporcionados por el método anteriormente
explicado Helgeson - Birnie y por el método Kilbridge - Wester que se explicará
a continuación.
En el método de Kibridge – Wester se considera las restricciones de precedencia
entre las actividades, de esta forma busca reducir o minimizar el número de
estaciones para un tiempo de ciclo en específico.
Los pasos para llevar a cabo el método son los siguientes:
1. Construya el diagrama de precedencia de tal manera que los nodos
representen los elementos de trabajo.
Los elementos de trabajo de idéntica precedencia estén ordenados
verticalmente en columnas, es decir, al mismo nivel.
2. Enliste los elementos en el orden de la columna a la que corresponde; en
la primera columna es donde encabeza la lista.
Es importante recordar que un elemento puede ubicarse en más de una
columna, liste todas las columnas para tal elemento.
En la tabla también debe incluirse el valor de tiempo para cada elemento
y la suma de los valores de tiempo para cada columna; este punto se
resume indicando la precedencia de cada elemento.
3. Para asignar los elementos a las estaciones del trabajo comience con los
elementos a las estaciones de trabajo de la primera columna y continúe
en el orden del número de la columna.
4. Definir el tiempo de ciclo (C) que se requiere para satisfacer la demanda.
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 =
tiempo de jornada laboral
unidades requeridas diarias
12
Si no se cuenta con las unidades requeridas, el tiempo de ciclo será
representado con la operación más lenta, es decir la que se lleva más tiempo.
5. Calcular el número teórico mínimo de estaciones de trabajo, con la
siguiente formula:
𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 =
∑ 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑡𝑎𝑟𝑒𝑎𝑠
tiempo de ciclo
6. Iniciar la asignación de tareas a estaciones respetando las precedencias
y buscando minimizar el tiempo de ocio en cada estación.
7. Para determinar la eficiencia se aplica la fórmula:
% 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =
∑ 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑡𝑎𝑟𝑒𝑎𝑠
∗ 100
El número real de estaciones de trabajo ∗ el tiempo de ciclo
8. Para obtener el porcentaje de ocio, debemos restar al 100% el porcentaje de
efectividad que hayamos obtenido.
El método se ilustra con el ejemplo siguiente:
1
3
5
8
7
2
4
TAREA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6
TIEMPOS (MINUTOS)
5
3
6
8
10
7
1
5
3
9
PRECEDENCIA
1
1,2
3,4
4
5,6
7
7
13
TOTAL
48
Un dato importante para poder balancear nuestra línea es que necesitan producir
30 unidades por jornada.
Considerando lo anterior procedemos a obtener el tiempo de ciclo:
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 =
tiempo de jornada laboral
480
=
= 16 𝑚𝑖𝑛/𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑
unidades requeridas diarias
30
Procedemos a calcular el número mínimo de estaciones de trabajo.
𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 =
∑ 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑡𝑎𝑟𝑒𝑎𝑠 48
=
= 3 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠
tiempo de ciclo
16
Se realiza una tabla en la cual se iniciara a la asignación de acuerdo con el tiempo más
largo y respetando las precedencias.
Estación
Tarea
1
2
4
3
5
6
7
8
9
1
2
3
1
3
Tiempo de la
tarea
(minutos)
5
3
8
6
10
7
1
5
3
Tiempo
acumulado
Tiempo de
ocio.
5
8
16
6
16
7
8
13
16
11
8
0
10
0
9
8
3
0
5
8
7
2
4
6
9
14
Iniciar la asignación de tareas a estaciones respetando las precedencias y
buscando minimizar el tiempo de ocio en cada estación, se asigna igual que al
diagrama de precedencias; al reasignarse la tarea 4 a la estación I se cumple el
tiempo de ciclo; repetimos el proceso con la estación II, ahí podemos observar
que la tarea 5 que está ubicada en la estación III, se puede reasignar a la
estación II., esta reasignación satisface el tiempo de ciclo. Se repite nuevamente
el proceso y observamos que el resto de las tareas pueden reasignarse a la
estación III. Teniendo como resultado que la línea se balanceó optimizando la
cantidad de estaciones y con un ocio de cero.
Por lo tanto si sacamos la eficiencia obtendremos un 100%
∑ 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑡𝑎𝑟𝑒𝑎𝑠
∗ 100
El número real de estaciones de trabajo ∗ el tiempo de ciclo
48
=
∗ 100 = 100%
3 ∗ 16
% 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =
La tabla que realizamos nos demostró que no tenemos tiempo de ocio y se puede
comprobar con la formula siguiente.
% 𝑂𝑐𝑖𝑜 = 100% − %𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖 = 100% − 100% = 0%
Este método como se puede observar, es útil cuando se necesita hacer un balance de
líneas de manera rápida, sin olvidar que este método es de solución grafica por lo que
puede variar según la apreciación del investigador a cargo.
MÉTODO DE BALANCEO DE LÍNEAS DE ACUERDO AL VOLUMEN
DE PRODUCCIÓN
El diagrama de procesos de grupo nos ayuda a determinar el número ideal de
operadores que se deben asignar a una línea de producción, al igual que el
número de operadores que se debe asignar a una estación de trabajo. Quizá la
situación de balanceo de línea más elemental, que se encuentra muy a menudo,
15
es uno en el que varios operadores, cada uno de los cuales lleva a cabo
operaciones consecutivas, trabajan como si fueran uno solo. En dicha situación,
la velocidad de producción depende del operador más lento.
Este método es utilizado cuando se necesita balancear una línea de producción
para cumplir con un requerimiento específico de cierta cantidad de piezas de un
pedido
Por ejemplo, en una línea de producción que tiene ciertos operarios y cada uno
de ellos tiene una tarea en específico la cual le lleva cierto tiempo realizarla, para
ello nos ayudamos de una tabla en la que se vaciaran los siguientes datos:
•
•
•
•
Operador
Minutos estándar para llevar a cabo la operación
Tiempo de espera con base en el operador más lento
Tiempo estándar
En el operador se pondrá el número de operarios que se van a estudiar, en los
Minutos estándar para llevar a cabo la operación es el tiempo en minutos que le
lleva a cada operador correspondiente realizar su tarea, después se establece el
tiempo estándar que será determinado por el tiempo que tarda el operador más
lento en realizar su tarea, una vez establecido este tiempo estándar se calculará
el tiempo de espera con base en el operador más lento que será:
Tiempo de espera con base al operador más lento = tiempo estándar (en min)el tiempo que tarda un operador en realizar su tarea
𝐸=
Σ 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛
𝑥100
Σ minutos estándar establecidos
Después de calcular la eficiencia calcularemos el tiempo de ocio en porcentaje
que será:
%𝑜𝑐𝑖𝑜𝑠𝑜 = 100 − 𝐸
Estos datos son obtenidos para determinar el número de operadores necesarios
para fijar la velocidad de producción requerida, calculándolo de la siguiente
manera:
1.-La velocidad de producción para saber el número de piezas por jornada
laboral.
𝑉𝑒𝑙. 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑 =
𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑗𝑜𝑟𝑛𝑎𝑑𝑎
2.- El número de operadores de manera global que voy a necesitar para cumplir
con el pedido:
𝑁=
𝑉𝑝 ∗ Σ𝑇𝐸
𝑁𝐸
Dónde: Vp= velocidad de producción;
16
TE= tiempo estándar establecido;
NE= nivel de eficiencia determinado;
A continuación, llenaremos la siguiente tabla:
OPERACIÓN
MINUTOS
ESTÁNDAR
MINUTOS
ESTÁNDAR
MINUTOS/UNIDAD
NÚMERO DE
OPERADORES
Donde en operación se ponen todas las operaciones que se realizan para cumplir
con un producto, en minutos estándar es donde se describe el tiempo que
requiere dicha operación, en los minutos estándar se realizan los siguientes
cálculos para poder obtener este dato:
1.- El tiempo de ciclo que es:
𝑇𝑐 =
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑗𝑜𝑟𝑛𝑎𝑑𝑎
𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎𝑠
2.- Minutos estándar por operación es :
𝑀𝑒 =
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜
3. El número de operadores por cada operación que es:
𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =
𝑀𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜
Luego de llenar esta tabla nos servirán para calcular la operación más lenta en
la producción de este pedido en específico, no de mi proceso, y con ello
determinaremos si el balanceo de la línea es el adecuado para cumplir el pedido.
𝑂𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚á𝑠 𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎 =
𝑆𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 =
𝑀𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛
𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜𝑠
(𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚á𝑠 𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎)(𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑗𝑜𝑟𝑛𝑎𝑑𝑎)
𝑀𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟
Si este ritmo de producción no es adecuado, se necesitará incrementar el ritmo
de producción en la operación más lenta este objetivo que puede lograrse
mediante:
•
•
•
Uno o ambos operarios trabajen en la operación más lenta con tiempo
extra, lo que acumula un pequeño inventario en esta estación de trabajo.
Mediante el empleo de los servicios de un operador más, de tiempo parcial
en la estación de trabajo.
A través de la reasignación de parte del trabajo de la operación a otra
operación.
17
•
Mejorar el método en la operación para reducir el tiempo del ciclo de esta
operación.
BALANCEO DE LINEAS PARA MÁS DE UN MODELO
Una estrategia importante para balancear la línea de ensamble es compartir los
elementos de trabajo. Dos operarios o más con algún tiempo ocioso en su ciclo
de trabajo pueden compartir el trabajo de otra estación para lograr la
mayor eficiencia. Por ejemplo, la figura muestra la línea de ensamble con seis
estaciones de trabajo. La estación uno tiene tres elementos, A, B y C, con un
total de 45 seg. Observe que los elementos B, D y E no pueden iniciar hasta
terminar A y que B, D y E pueden ocurrir en cualquier orden. Es posible compartir
el elemento H entre las estaciones 2 y 4 con un incremento de solo un segundo
de tiempo de ciclo (de 45 a 46 seg.), a la vez que ahorrar 30 segundos por unidad
ensamblada. Debe observarse que compartir elementos puede aumentar el
manejo de materiales, pues quizá tengan que entregarse las partes en más de
un lugar. Además, es posible que se incrementen los costos por la duplicidad de
herramientas.
Una segunda posibilidad para mejorar el balanceo de una linea de ensamble es
dividir un elemento de trabajo. En la figura es posible dividir el elemento H, en
lugar de tener la mitad de las partes de la estacion 2 y la otra mitad en la estación
4.
También cabe recalcar que una secuencia de ensamble distinta puede producir
resultados más favorables. En general, el diseño del producto determina la
secuencia de ensamble. Sin embargo, no deben ignorarse las alternativas. Las
líneas de ensamble bien balanceadas no solo son costosas, también ayudan a
mantener un buen animo en los trabajadores porque existen diferencias muy
pequeñas en el contenido de trabajo de los centros.
18
PROBLEMA
Vamos a iniciar con una nueva línea de ensamblado y para estar en condiciones
de competir en el mercado de la telefonía necesitamos producir 2500 celulares
por turno, para ello tenemos ya estandarizado y cronometrado los diferentes
tiempos de operación y de operadores, los cuales damos a continuación:
Operación 1 – 2.15 min
Operación 2 – 3.18 min
Operación 3 – 1.45 min
Operación 4 – 4.10 min
Operación 5 – 1.38 min
Operación 6 – 2.35 min
Operador 1 – .32 min
Operador 2 – .45 min
Operador 3 – .19 min
Operador 4 – .54 min
Operador 5 – .28 min
Operador 6 – .35 min
a) ¿Cuál será el número de operadores necesarios en toda la línea?
b) ¿Cuál será el número de operadores en cada una de las estaciones de
trabajo?
c) ¿Cuál es la operación que determina la salida de la línea?
d) ¿Cuál debe ser mi producción en 1 jornada?
e) ¿Cuál es el tiempo de espera de cada uno de los trabajadores?
f) ¿Cuál es la eficiencia de la línea si la requiero al 100%?
SOLUCION
Primero debemos calcular el tiempo de ciclo.
𝑇𝐶 =
𝑇𝐼𝐸𝑀𝑃𝑂 𝐷𝐼𝑆𝑃𝑂𝑁𝐼𝐵𝐿𝐸
480
𝑚
=
= 0.192
𝑈𝑁𝐼𝐷𝐴𝐷𝐸𝑆 𝐴 𝐹𝐴𝐵𝑅𝐼𝐶𝐴𝑅 2500
𝑢
Debido a que el tiempo de ciclo es menor a cada una de las operaciones, no
podemos hacer divisiones de estaciones de trabajo, por lo que recurriremos a
poner más trabajadores.
Para esto debemos de calcular es el índice de productividad.
𝐼𝑃 =
𝑈𝑁𝐼𝐷𝐴𝐷𝐸𝑆 𝐴 𝐹𝐴𝐵𝑅𝐼𝐶𝐴𝑅
𝑇𝐼𝐸𝑀𝑃𝑂 𝐷𝐼𝑆𝑃𝑂𝑁𝐼𝐵𝐿𝐸
19
𝐼𝑃 =
2500 𝑈𝑁𝐼𝐷𝐴𝐷𝐸𝑆
𝑢
= 5.20
480 𝑀𝐼𝑁𝑈𝑇𝑂𝑆
𝑚
Después buscamos el número de trabajadores que se necesitan, este número
puede variar debido a los cálculos de números de operadores por cada
operación.
𝑁𝑂 =
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 ∗ 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎𝑑
𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
Para resolver esta división necesitamos el tiempo estándar de la pieza, que será
la sumatoria de todas las operaciones.
Operación 1 – 2.15 min
Operación 2 – 3.18 min
Operación 3 – 1.45 min
Operación 4 – 4.10 min
Operación 5 – 1.38 min
Operación 6 – 2.35 min
Total:
14.61
La eficiencia será tomada al 100%
𝑁𝑂 =
14.61 ∗ 5.2
= 75.92 = 76 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
1
El siguiente paso será estimar cuantos trabajadores se necesitan para cada
operación.
Esta se calculará de la siguiente manera
𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 =
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑎 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜
Operación 1
2.15 𝑚𝑖𝑛
= 11.19 = 11 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
0.192 𝑚𝑖𝑛
Operación 2
3.18 𝑚𝑖𝑛
= 16.56 = 17 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
0.192 𝑚𝑖𝑛
20
Operación 3
1.45 𝑚𝑖𝑛
= 7.55 = 8 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
0.192 𝑚𝑖𝑛
Operación 4
4.10 𝑚𝑖𝑛
= 21.35 = 21 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
0.192 𝑚𝑖𝑛
Operación 5
1.38 𝑚𝑖𝑛
= 7.18 = 7 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
0.192 𝑚𝑖𝑛
Operación 6
2.35 𝑚𝑖𝑛
= 12.23 = 12 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
0.192 𝑚𝑖𝑛
Se reafirma que son 76 los trabajadores necesarios
Al principio podíamos notar que la operación más lenta era la numero 2, pero al
hacer esto, la operación más lenta cambia. Para determinar la operación más
lenta procedemos a hacer la siguiente operación.
𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑚𝑎𝑠 𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎 =
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑎 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛
𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑎 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛
Proseguimos a hacer las operaciones
Operación 1
2.15 𝑚𝑖𝑛
𝑚
= 0.195
11 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
𝑡
Operación 2
3.18 𝑚𝑖𝑛
𝑚
= 0.187
17 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
𝑡
Operación 3
1.45 𝑚𝑖𝑛
𝑚
= 0.186
8 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
𝑡
Operación 4
4.10 𝑚𝑖𝑛
𝑚
= 0.195
21 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
𝑡
Operación 5
21
1.38 𝑚𝑖𝑛
𝑚
= 0.197
7 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
𝑡
Operación 6
2.35 𝑚𝑖𝑛
𝑚
= 0.195
12 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
𝑡
Después de hacer estas operaciones determinamos que la operación más lenta
es la numero 5.
Al obtener la operación más lenta, podemos obtener cuantas piezas
produciremos diariamente, la operación es la siguiente.
𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 =
𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑎𝑠 𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎 ∗ 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑙𝑒
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑎𝑠 𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎
𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 =
7 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 ∗ 480 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠
= 2434.78 = 2435 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑗𝑜𝑟𝑛𝑎𝑑𝑎
1.38 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠
Proseguiremos a sacar el tiempo de ocio de cada operario, primero debemos
determinar cuál es el operario más lento
Operador 1 – .32 min
Operador 2 – .45 min
Operador 3 – .19 min
Operador 4 – .54 min
Operador 5 – .28 min
Operador 6 – .35 min
Total: 2.13min
El operario más lento es el número 4, con el nos vamos a basar sacar los
tiempos de ocio de cada uno
Tiempo de ocio
Operador 1 = 0.54 minutos – 0.32 minutos = 0.22 minutos
Operador 2 = 0.54 minutos – 0.45 minutos = 0.09 minutos
Operador 3 = 0.54 minutos – 0.19 minutos = 0.35 minutos
Operador 4 = 0.54 minutos – 0.54 minutos = 0.00 minutos
Operador 5 = 0.54 minutos – 0.28 minutos = 0.26 minutos
Operador 6 = 0.54 minutos – 0.35 minutos = 0.19 minutos
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Después debemos de calcular la eficiencia de la línea, esta se calcula de la
siguiente manera
𝑀𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑡𝑜𝑑𝑜𝑠 𝑙𝑜𝑠 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜𝑠
𝐸 = 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑚𝑎𝑠 𝑙𝑒𝑛𝑡𝑜∗𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 x 100
𝐸=
2.13 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠
𝑥 100 = 65.74%
0.54 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 ∗ 6 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
Respondiendo a los incisos marcado al inicio de este problema las respuestas
son las siguientes.
a) ¿Cuál será el número de operadores necesarios en toda la línea? 76
trabajadores
b) ¿Cuál será el número de operadores en cada una de las estaciones de
trabajo?
Operación 1 = 11 trabajadores
Operación 2 = 17 trabajadores
Operación 3 = 8 trabajadores
Operación 4 = 21 trabajadores
Operación 5 = 7 trabajadores
Operación 6 = 12 trabajadores
TOTAL = 76 Trabajadores
c) ¿Cuál es la operación que determina la salida de la línea? La
operación 5
d) ¿Cuál debe ser mi producción en 1 jornada? 2434.78 unidades
e) ¿Cuál es el tiempo de espera de cada uno de los trabajadores?
Operador 1 = 0.22 minutos
Operador 2 = 0.09 minutos
Operador 3 = 0.35 minutos
Operador 4 = 0.00 minutos
Operador 5 = 0.26 minutos
Operador 6 = 0.19 minutos
f) ¿Cuál es la eficiencia de la línea si la requiero al 100%? 65.74%
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CONCLUSIÓN
En conclusión, podemos decir que el balanceo de líneas es una herramienta muy
importante en el área de producción ya que gracias a esta herramienta podemos
tener una línea de producción equilibrada o balanceada y así cumplir con los
objetivos de esta misma, es decir, tener un tiempo standard en nuestras
estaciones para así aprovechar al máximo todos los recursos y economizar los
procesos para así alcanzar el total de productos deseados en tiempo y forma y
de buena calidad.
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BIBLIOGRAFÍA
Niebel, B. W. (s.f.). Ingeniería industrial. McGrawHill.
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