PLANEACIN DE PROCESOS AUTOMATIZADOS

PLANEACIN DE PROCESOS AUTOMATIZADOS

3. LINEAS DE PRODUCCIN

Las lneas de produccin son una clase importante en los sistemas de manufactura cuando se van a realizar grandes cantidades de productos idnticos o similares. Son convenientes para realizar un trabajo en la parte o producto que requiere muchos pasos separados. Entre los ejemplos estn los productos ensamblados (los automviles y los aparatos elctricos), as como las partes maquinadas se producen en forma masiva, en las cuales se requieren mltiples operaciones de maquinado (bloques de motores y alojamiento de transmisiones).

En una lnea de produccin, el trabajo total se divide en tareas pequeas y se asignan trabajadores o maquinas para realizar estas actividades con gran eficiencia. Gran parte del crdito para el desarrollo y financiamiento de la lnea de produccin se debe a Henry Ford y su equipo de ingeniera en la Ford Motor Company.

Por cuestiones de organizacin, las lneas de produccin se dividen en dos tipos bsicos: lneas de ensamble manual y lneas de produccin automticas, aunque son frecuentes las lneas hibridas con operaciones tanto manuales como automatizadas.

3.1 FUNDAMENTOS DE LAS LINEAS DE PRODUCCIN.

Una lnea de produccin la forman una serie de estaciones de trabajo ordenadas para que los productos pasen de una estacin a la siguiente y en cada posicin se realice una parte del trabajo total.

Configuracin general de una lnea de produccin:

La velocidad de produccin de la lnea se determina por medio de su estacin ms lenta. Las estaciones de trabajo con ritma ms rpido, llegaran a verse limitados por la estacin ms lenta, que representa un cuello de botella. La transferencia del producto a lo largo de la lnea por lo general se realiza mediante un dispositivo de transferencia mecnica o sistema de transporte, aunque algunas lneas manuales simplemente pasan el producto a mano entre las estaciones.

Las lneas de produccin se asocian con la produccin masiva. Si las cantidades del producto son muy grandes y el trabajo se va a dividir en tareas separadas que pueden asignarse a estaciones de trabajo individuales, una lnea de produccin es el sistema de manufactura ms apropiado.

3.1.1 VARIACIONES DE PRODUCTO.

Las lineas de produccion se disean para enfrentar las variaciones en los modelos de productos, siempre y cuando las diferencias entre los modelos no sean demasiado grandes.

En terminos de la capacidad de una lnea de produccion para enfrentar las variaciones de modelos, se distinguen tres tipos de lneas:

1) Lnea de modelo unico. Produce solo un modelo y no hay variaciones en el, por tanto las tareas que se realizan en cada estacion son iguales sobre todas las unidades de productos.

2) Lnea de modelo por lote. Produce dos o mas modelos del producto en la misma linea. Produce cada modelo en grandes cantidades. Las estaciones de trabajo se separan para producir la cantidad deseada del primer modelo y despues se reconfiguran para producir la cantidad requerida del modelo siguiente y asi sucesivamente.

3) Lnea de modelo mixto. Produce dos o mas modelos del producto en la misma linea. Los modelos se entremezclan en la misma linea, en lugar de producirse por lotes. Mientras un modelo particular se trabaja en una estacion, se procesa un modelo distinto en la siguiente. Cada estacion esta equipada con las herramientas necesarias y es capaz de realizar las tareas que se requieren para producir cualquier modelo que se solicite. Muchos productos de consumo se ensamblan en lineas de modelo mixto.

Ventajas de una linea de modelo mixto sobre una linea de modelo por lotes: Se reduce el descenso de los tiempos entre modelos. Se evitan inventarios altos de algunos modelos cuando hay escasez de otros. Las velocidades de produccion y las cantidades de los modelos aumentas y descienden de acuerdo a los cambios en la demanda.

Por otra parte, el problema de asignar tareas a las estaciones de trabajo para que compartan una carga de trabajo igual es mas complejo en una linea de modelo mixto. La programacion y la logistica son mas dificiles en este tipo de linea.3.1.2 MTODOS DE TRANSPORTE DE TRABAJO

Hay distintas formas de mover las undiades de trabajo de una estacion a la siguiente. Las dos categorias basicas son manual y mecanizada.

1. Mtodos manuales de transportes de trabajo.Los mtodos manuales implican pasar las unidades de trabajo entre las estaciones en forma manual. Estos mtodos se asocian con las lineas de ensamble manual. En algunos casos, el producto de cada estacion se recopila en una caja o una charola de carga, cuando la caja se llena, se mueve a la siguiente estacion. Esto puede producir una cantidad significativa de inventario dentro de los procesos, lo cual no es deseable.

En otros casos, las unidades de trabajo se mueven en forma individual a lo largo de una tabla plana o un transportador sin energia (por ejemplo un transportador de rodillos). Cuando se termina una tarea en una estacion, el trabajador simplemente empuja la unidad a la siguiente estacion. En general se permite un espacio para recolectar una o mas unidades entre las estaciones, con lo que se suavisa el requerimiento de que todos los trabajadores ejecuten sus respectivas tareas en forma sincronizada.

Un problema asociado con los mtodos manuales de transporte de trabajo es la dificultad para controlar la velocidad de produccion en la linea. Los trabajadores tienden a trabajar a un ritmo mas lento, a menos que cuenten con un medio mecanico que les marque el ritmo.

2. Mtodos mecanizados de transporte de trabajo.Por lo general se usan sistemas mecanizados sin energia para mover unidades de trabajo a lo largo de una linea de produccion. Estos sistemas incluyen dispositivos para levantar y cargar, mecanismos para levantar y colocar, transportes con energia (pr ejemplo, transportadores de cadena colgante, cintas transportadoras y transportadores de cadena al piso) y otro equipo de manejo de materiales, algunas veces se combinan varios tipos en la misma linea.

Tipos de sistemas de transferencia de partes de trabajo que se usan en las lineas de produccin: Sistemas de transferencia continua. Consiste en un transportador que se mueve continuamente y opera a una velocidad constante. Es el mas comun en las lineas de ensamble manual. Sistemas de transferencia sincrnica. Las unidades de trabajo se mueven simultaneamente con un movimientos rapido y discontinuo. Estos sistemas se conocen con el nombre de transferencia intermitente. Se usa en sistemas automatizados. Sistemas de transferencia asincrnica. Permite que cada unidad de trabajo salga de la estacion actual cuando se termine el procesamiento. Cada unidad se mueve en forma independiente.3.2. LNEAS DE ENSAMBLE MANUAL

Una lnea de ensamble manual consiste en mltiples estaciones de trabajo ordenadas en forma secuencial en los cuales trabajadores humanos ejecutan operaciones de ensamble.

El procedimiento usual en una lnea manual empieza con el lanzamiento de una parte base en el extremo inicial de la lnea.

Con frecuencia se requiere un transportador de trabajo que contenga la parte durante su movimiento a lo largo de la lnea. La base viaja por cada estacin, en donde los trabajadores realizan tareas que construyen el producto progresivamente. En cada estacin se aaden componentes a la parte base hasta que todo el contenido de trabajo se ha terminado cuando el producto sale de la estacin final.

Factores que promueven el uso de lneas de ensamble manual son: 1. La demanda por el producto es alta o media 2. Los productos hechos en la lnea son idnticos o similares 3. El trabajo total requerido para el ensamble del producto puede ser dividido en pequeas unidades de trabajo. 4. Es tecnolgicamente imposible o econmicamente inviable la automatizacin de dichas operaciones.

Productividad lneas manuales de produccin

Especializacin del trabajo. Este principio de divisin del trabajo, primero propuesto por Adam Smith, menciona que cuando un trabajo grande o pesado es dividido en pequeas tareas y cada uno es asignado a un trabajador, el trabajador se convierte en altamente eficiente en esa prctica, un especialista. (Demasiada especializacin tiene contras).Partes intercambiables, en cada componente manufacturado con tolerancias suficientemente cercanas al diseo de la parte, puede ser seleccionado para el ensamble con cualquier componente correspondiente. Sin partes intercambiables, el ensamble requerira correcciones y ajustes para el ensamble, haciendo el proceso imprctico.

Principio de trabajo en manejo del material, provee que cada unidad de trabajo fluye suavemente a travs de la lnea de produccin, viajando distancias mnimas entre estaciones.

Ritmo de la lnea. Los trabajadores en una lnea de ensamble son usualmente requeridos para completar sus tareas asignadas en cada unidad de productos dentro de un cierto ciclo de tiempo, el cual genera el ritmo de la lnea para establecer una razn de produccin especificada. La sincrona se realiza generalmente con bandas transportadoras mecanizadas. El ritmo de produccin lo da la estacin ms lenta.

Operaciones tpicas de una lnea de ensamble manual Aplicacin de adhesivos Aplicacin de selladores Soldadura de arco Aplicaciones de ajustes Costura Engrapado Atornillado Unin justa de dos partes Soldadura de partes electrnicas Punteado de soldadura Ensamble ajustado Insercin de componentes.

3.3 LNEAS DE PRODUCCION AUTOMATIZADAS.

Una lnea de produccin automatizada consiste en estaciones de trabajo automatizadas conectadas a un sistema de transferencia de partes que las coordina.

Lneas de produccin automticas requieren de una inversin de capital significativa. Son ejemplo de automatizacin fija y, generalmente, es difcil alterar la secuencia y contenido de las operaciones de procesamiento una vez construida la lnea.

Su aplicacin es por lo tanto apropiada solo bajo las siguientes condiciones: Alta demanda del producto Diseo estable del producto Larga vida del producto Operaciones mltiples en la manufactura.

La aplicacin de lneas de produccin tiene los siguientes beneficios: 1. Bajo contenido de trabajo directo 2. Bajo costo del producto al reducir costos de equipo fijo en muchas unidades 3. Altos ritmos de produccin 4. Minimizacin de tiempo crtico de produccin y el trabajo hecho en proceso.5. Minimizacin del espacio en planta.

Fundamentos de lneas de produccin automatizadas.

Una lnea de produccin automatizada consiste de mltiples estaciones que estn enlazadas por un sistema de manejo de trasferencia de partes de una estacin a la siguiente. La parte de trabajo original entra por un lado de la lnea y los pasos de procesamiento son realizados secuencialmente al paso de la parte por la misma.

La lnea podra incluir estaciones de inspeccin para realizar verificacin de la calidad y tambin podra contener etapas manuales de operaciones que pueden resultar ser muy costosas o difciles de automatizar. Cada estacin hace operaciones diferentes y la secuencia de operaciones definida en la lnea de produccin es lo requerido para completar el producto en demanda. Mltiples partes son manufacturadas en la lnea y cada una de ellas en cada estacin de trabajo.

Una lnea de produccin opera en ciclos, similares al ensamble manual. Cada ciclo consiste de una lnea de procesamiento mas el tiempo de transferencia de las partes a la estacin siguiente. La estacin ms lenta rige el ritmo de la lnea. El sistema de transferencia depende de la geometra y tipo de pieza de trabajo. Una fijacin o pallet es un dispositivo de sujecin que se disea para: (a) fijar la parte a una locacin precisa referida a su base. Y (b) poder moverse, y precisamente mantener la posicin en estaciones de trabajo sucesivas en la transferencia del sistema.Configuraciones del sistema.

El flujo puede en realidad ser de varias formas: (1) en-lnea, (2) segmentado en lnea(3) rotacional.

Configuracin en lnea. Consiste en una secuencia de estaciones en un arreglo de lnea recta. Esta configuracin es comn para grandes piezas de trabajo a maquinar. Pero estas partes requieren de un gran nmero de operaciones, una produccin, y la lnea podra tener mltiples de trabajo. Dicha configuracin puede tener grandes cantidades de estaciones y ser integrada con espacios de almacenamiento a lo largo del flujo.

Configuracin de segmento en lnea. La configuracin de segmento en lnea, consiste de dos o ms lneas rectas de transferencia.Hay varias razones por las que se prefiere esa configuracin a la lnea recta: 1. Espacio de piso disponible 2. Permite reorientacin de la pieza de trabajo para diferentes superficies de maquinado.3. El layout rectangular un retorno de la pieza de trabajo al inicio del ciclo para el retorno de material de sujecin y hardware que requiere otra pieza nueva.

Configuracin rotatoria. En la configuracin rotatoria, las partes de trabajo estn fijas alrededor de una mesa de trabajo circular, y la mesa es indexada para posicionar las piezas de trabajo a las estaciones correspondientes.

ING. SHIRLEY MARBELLA ROJAS MINJAREZPgina 7