Balanceo de Lineas de Produccion

USB PS4161 GESTION DE LA PRODUCCION I BALANCE DE LINEAS

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Balance de Lneas de Produccin

PS 4161 Gestin de la Produccin I


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Contenido

Equilibrado de la lnea de produccin

Lnea de fabricacin

Lnea de ensamblaje


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Objetivos de aprendizaje

Cuando haya completado este captulo, debeser capaz de:

Describir o explicar:

Cmo equilibrar el flujo de produccin en una instalacin repetitiva u orientada al producto


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Balance de lneas de produccin

El problema de balance de lneas de produccin consiste en distribuir fsicamente las tareas o procesos individuales entre estaciones o celdas de trabajo, con el objetivo (idealmente) de que cada estacin de trabajo nunca est ociosa.

Se genera en organizaciones orientadas al producto.Dispuesta para fabricar un producto especfico.


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Problema de balance de lneas de produccin

Asignar tareas individuales a estaciones de trabajo tal que se optimice una cierta medida de desempeo definida para tal fin.

Existe un balance perfecto en una lnea de produccin, cuando todas sus estaciones de trabajo tienen la misma cantidad de labor y el producto fluye sin retrasos.


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Objetivos

Su objetivo es minimizar el desbalance en la lnea de fabricacin o ensamblaje:

Balancear la salida de cada estacin de trabajo

Reducir los desequilibrios entre mquinas o personal, al tiempo que se obtiene la produccin deseada de la lnea.


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Objetivos

Crear un flujo suave y continuo sobre la lnea de produccin.

Mnimo de tiempo ocioso entre cada estacin.

Maximizar la eficacia.

Minimizar el nmero de las estaciones de trabajo.


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Ejemplo de balance de lneas

Una industria desea estructurar una lnea de ensamblaje para producir un determinado producto, requeriendo para ello, la realizacin de 10 tareas.

Tarea Tiempo (segs) Tarea Predecesora1 40 2,3 2 30 4,5 3 50 6,7 4 36 8 5 20 8 6 25 97 19 98 10 109 14 10 10 30 -


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Ejemplo

Tareas y su precedenciaTareas u Operaciones


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Ejemplo

Distribucin posible Estaciones de Trabajo


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Ejemplo

Distribucin posible

120 segs.

88 segs.

66 segs.


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Ejemplo

Las estaciones de trabajoTrabajan en paraleloAl mismo tiempo se efectan tareas en

cada estacin de trabajoLa idea es que las estaciones de

trabajo se pasen el producto en proceso in steptodas a la vezen el mismo momento


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Ejemplo

WS1 le pasa a WS2WS2 le pasa a WS3WS3 le pasa a la prxima etapa en el procesoWS1 WS2 WS3

120 segs. 88 segs.66 segs.

Ninguna estacin de trabajo puede pasar el producto hasta que la siguiente halla terminado su proceso (est libre) (estrategia just-in time)


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Ejemplo

En la solucin planteada, la lnea de ensamblaje termina un producto cada 120 segs.

El sistema progresa a la velocidad de la estacin de trabajo ms lenta.


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Ejemplo

Distribucin con 6 estaciones de trabajo a fin de tener al menos un producto cada 60 segs.

40 segs.

50 segs.

55 segs. 55 segs.44 segs.

30 segs.


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Problema de balance de lneas de produccin

Asignacin de n procesos a k estaciones de trabajo, minimizando el tiempo muerto (ocioso) sujeto a restricciones de precedencia y tecnolgicas.

Se requiere asignar los n procesos o tareas necesarias para la elaboracin de un cierto producto en k estaciones de trabajo.

k = nmero de estaciones de trabajo n = nmero de procesos y tareas

nk


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El tiempo de ciclo

El tiempo de ciclo, c, es el tiempo que permanece cada pieza o producto en proceso en cada estacin.

Tiempo de produccin disponible por turno (d)c = -----------------------------------------------------------------------------------

Demanda por turno o Tasa de produccin por turno oVolumen de produccin deseado por turno (V)

Es el tiempo que marca la velocidad de procesamiento del producto.Cada vez que se cumple el tiempo de ciclo, cada

estacin debe pasar el producto en proceso a la siguiente estacin.


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El tiempo de ciclo

Ejemplo:Se desean producir 1.000 unidades por turno de trabajo

V = 1000 unidades/turnocon una disponibilidad de 480 minutos por turno

d = 480 minutos/turnoEl ciclo de la lnea ser

c = d / V = 480 minutos/turno / 1000 unidades/turnoc = 0,48 minutos/unidades


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Tiempo de ciclo

c= Tiempo/unidad de producto.Es un dato dado previamente.No tiene sentido establecer una distribucin

de estaciones para producir, por ejemplo: 90 unidades cada hora

(c=3600/90 = 40 segs/unidad)si slo requerimos

45 unidades por hora(c=3600/45 = 80 segs/unidad)


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El tiempo muerto

El tiempo muerto, TM, es la medida de desempeo utilizada en un problema de balance de lneas de produccin.

=

=n

iitkcTM

1

it

=

=n

iit tT

1

es el tiempo estndar de elaboracin del proceso o tarea i , determinado por las tcnicas de medicin del trabajo

i = 1,2,...,n

es el tiempo estndar total de trabajo para terminar una unidad del producto, si

-cada tarea o proceso se realiza secuencialmente-sin tiempos de espera entre las tareas


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Ejemplo

En el ejemplo anterior: Tiempo de ciclo deseado

Suponga d = 3600 segundos/horaV = 60 unidades/hora

c = 3600 segs/hr / 60 unid/hr = 3600/60 = 60 segs./unidad No. de estaciones de trabajo k = 6 estaciones kc=60x6=360 sgs.

=

=n

iit tT

1= 40 +50 + 55 + 55 +44 +30 = 274 segs.

=

=n

iitkcTM

1

TM = 6x60 -274 = 360 - 274 = 86 segs.


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Medidas de eficiencia

Eficacia (Eficiencia) del ciclo = / kc x 100Es el porcentaje real de utilizacin de la mano de obra empleada en la lnea. Tambin se llama Tasa de Utilizacin (Utilization Rate)

EC = 274 / 360 x 100 = 76,11% Idealmente debe ser 100%

Retraso del balance = TM / kc x 100 = 1 - ECEs el porcentaje de la mano de obra ociosa

RB = 86 / 360 x 100 = 23,89% Idealmente debe ser 0%

=

n

iit

1


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Minimizacin del tiempo muerto

Minimizar TM es equivalente a minimizar k

Si TM = 0, entonces, el nmero de estaciones terico es

Para tener un retraso mnimoc

tk

n

ii

t

== 1

=

=n

iitkcTM

1


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Mtodos de resolucin

Mtodos exactosProgramacin dinmicaProgramacin enteraTeora de redes

Mtodos heursticos

Presentan problemasen cuanto al tamao del problema a resolver

Ayudan a dar una respuesta adecuada a problemas de mayor dimensin


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Proceso normal de un equilibradode la lnea de ensamblaje

Calcular el tiempo de ciclo requerido dividiendo el tiempoproductivo o disponible diario o por turno (d) entre lasunidades de demanda diaria o por turno (o tasa de produccin) (V).

Calcular el nmero mnimo terico de estaciones de trabajo. Esto es, la duracin total de las tareas dividida porel tiempo de ciclo.

Equilibrar la lnea, asignando tareas de montajeespecficas a cada estacin de trabajo.

Vdc =

c

t

cTk

n

ii

tt

=== 1

min


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Pasos del equilibrado de la lnea de ensamblaje

1. Identificar una lista maestra de tareas u operaciones.2. Estimar la secuencia, considerando las restricciones:

1. De secuencia de realizacin de las operaciones.2. Tecnolgicas, en cuanto a qu operaciones deben realizarse en

la misma estacin o por el contrario, no pueden realizarse en la misma estacin.

3. Operarios: Nro. de trabajadores requeridos por operacin (Oi)3. Dibujar el diagrama de precedencia.4. Calcular los tiempos de las tareas.5. Calcular el tiempo del ciclo. 6. Calcular el nmero de estaciones de trabajo.7. Asignar las tareas.8. Calcular la eficacia u eficiencia.9. Estimar el retraso en el balance (inactividad).


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Operarios

En cuanto al Nmero de Operarios, Trabajadores u ObrerosConviene que todas las operaciones de una

misma estacin tengan asignado el mismo nmero de obreros.Si no es as, se presentarn problemas de

inactividad.Supondremos, que el nmero de

trabajadores en cada puesto de cada estacin de trabajo Oi es el mismo para cada operacin.


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Casos de Problemas

Ciclo es mayor que los tiempos estndar

Ciclo es menor que los tiempos estndar

Problemas Mixtos

itc >

itc

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