ayuda de la semana 7 - balance de línea(1).pdf

Unidad: VII Semana: 7

BALANCE DE LNEAS DE PRODUCCIN

Mag. Ing. Gustavo Manuel Yez Wendorff

1

BALANCE DE LINEA

2


El balance o balanceo de lnea es una de las herramientas ms importantes para el control de la

produccin, dado que de una lnea de fabricacin

equilibrada depende la optimizacin de ciertas variables

que afectan la productividad de un proceso, variables

tales como los son los inventarios de producto en

proceso, los tiempos de fabricacin y las entregas

parciales de produccin.

3


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

4


Una vez registrados los hechos de un proceso, se puede analizar el mismo para determinar si existe una adecuada

asignacin de recursos humanos y materiales. El balance de

lnea del proceso en cuestin, garantizar de forma

cuantitativa, la informacin necesaria para esta labor.

El Balance de Carga y Capacidad consiste en la determinacin y comparacin de las cargas y capacidad de la empresa y

constituye un elemento fundamental para la correcta direccin

de la produccin.

Un proceso est balanceado cuando todas sus actividades tienen aproximadamente la misma capacidad (ver siguiente

Tabla). 5


Contenido total de trabajo

asignado a una actividad

Posibilidad que tiene una

actividad de absorber ese

contenido total

o

El trabajo que debe

hacerse en una actividad

El trabajo que puede hacerse

en una actividad

o

Carga total de trabajo

asignada a una actividad

Capacidad total que tiene una

actividad

6

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.

7

OBJETIVO

El objetivo fundamental de un balanceo de lnea corresponde a igualar los tiempos de trabajo en todas las estaciones del proceso.

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

Balancearla salida de cada estacin de trabajo

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

Crear un flujo suave y continuos obre la lnea de produccin.

Mnimo de tiempo ocioso entre cada estacin.

Maximizarla eficacia.

Minimizar el nmero de las estaciones de trabajo.

8


Establecer una lnea de produccin balanceada requiere de una juiciosa consecucin de datos, aplicacin terica,

movimiento de recursos e incluso inversiones

econmicas. Por ende, vale la pena considerar una serie

de condiciones que limitan el alcance de un balanceo de

lnea, dado que no todo proceso justifica la aplicacin de

un estudio del equilibrio de los tiempos entre estaciones.

Tales condiciones son:

https://www.youtube.com/watch?v=8YHBy-Htp2g

https://www.youtube.com/watch?v=buzTgihniig

9

CONDICIONES DEL BALANCE DE LNEAS DE

PRODUCCIN

Cantidad

El volumen o cantidad de la produccin debe ser suficiente para cubrir la preparacin de una lnea. Es decir, que debe

considerarse el costo de preparacin de la lnea y el ahorro que

ella tendra aplicado al volumen proyectado de la produccin

(teniendo en cuenta la duracin que tendr el proceso).

Continuidad

Deben tomarse medidas de gestin que permitan asegurar un aprovisionamiento continuo de materiales, insumos, piezas y

subensambles. As como coordinar la estrategia de mantenimiento

que minimice las fallas en los equipos involucrados en el proceso

10

LNEA DE FABRICACIN Y LNEA DE ENSAMBLE

11


Las lneas de fabricacin deben ser balanceadas de tal manera que la frecuencia de salida de una mquina debe ser

equivalente a la frecuencia de alimentacin de la mquina que

realiza la operacin siguiente.

De igual forma debe de realizarse el balanceo sobre el trabajo realizado por un operario en una lnea de ensamble.

En la prctica es mucho ms sencillo balancear una lnea de ensamble compuesta por operarios, dado que los cambios

suelen aplicarse con tan solo realizar movimientos en las

tareas realizadas por un operario a otro.

12


Para ello tambin hace falta que dentro de la organizacin se ejecute un programa de diversificacin de habilidades, para

que en un momento dado un operario pueda desempear

cualquier funcin dentro del proceso.

Por otro lado, el ritmo de las lneas de fabricacin suele ser determinado por los tiempos de la mquina, y se requiere de

desarrollo ingenieril o cambios mecnicos para facilitar un

balanceo.

13


Dentro de las lneas de produccin susceptibles de un balanceo se encuentran las lneas de fabricacin y las lneas

de ensamble.

La lnea de fabricacin se encuentra desarrollada para la construccin de componentes, mientras la lnea de ensamble

se encuentra desarrollada para juntar componentes y obtener

una unidad mayor.

14

DE BALANCE DE LNEAS

Una industria desea estructurar una lnea de ensamblaje para producir un determinado producto, requiriendo para ello, la

realizacin de 10 tareas.

Tarea Tiempo(seg.) Tarea Predecesora

1 40 2,3

2 30 4,5

3 50 6,7

4 36 8

5 20 8

6 25 9

7 19 9

8 10 10

9 14 10

EJEMPLO

15

TAREAS Y SU PRECEDENCIA

Tareas u Operaciones

EJEMPLO

16

DISTRIBUCIN POSIBLE Estaciones de trabajo

EJEMPLO

17

DISTRIBUCIN POSIBLE

66 seg.

120 seg.

88 seg.

EJEMPLO

18

Las estaciones de trabajo

Trabajan en paralelo

Al mismo tiempo se efectan tareas en cada estacin de trabajo

La idea es que las estaciones de trabajo se pasen el producto en proceso in step (paso a paso)

Todas a la vez

En el mismo momento

EJEMPLO

19

Las estaciones de trabajo

Trabajan en paralelo

Al mismo tiempo se efectan tareas en cada estacin de trabajo

La idea es que las estaciones de trabajo se pasen el producto en proceso in step (paso a paso)

Todas a la vez

En el mismo momento

EJEMPLO

20

WS1 le pasa a WS2

WS2 le pasa a WS3

WS3 le pasa a la prxima etapa en el proceso

WS1 WS2 WS3

120 seg. 88 seg. 66 seg.

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

just-in time)

EJEMPLO

21

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

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

EJEMPLO

22

EJEMPLO

Distribucin con 6 estaciones de trabajo a fin de

tener al menos un producto cada 60 seg.

40seg.

55 seg. 55 seg.

50seg.

30 seg.

44 seg.

23

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

k n

24

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 o

Volumen 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.

25

EL TIEMPO DE CICLO

Se desean producir 1.000 unidades por turno de trabajo

V = 1000 unidades/turno

con una disponibilidad de 480 minutos por turno

d = 480 minutos/turno

El ciclo de la lnea ser

c = d / V = 480 minutos/turno /1000 unidades/turno

c = 0,48 minutos/unidades

EJEMPLO

26

EL 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 seg./unidad)

si slo requerimos

45 unidades por hora

(c = 3600/45 = 80 seg./unidad)

EJEMPLO

27

EL TIEMPO MUERTO El tiempo muerto, TM, es la medida de desempeo utilizada en

un problema de balance de lneas de produccin.

Es el tiempo estndar de elaboracin del proceso o tarea i ,

determinado por las tcnicas de medicin del trabajo

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

28

EJEMPLO

En el ejemplo anterior:

Tiempo de ciclo deseado Suponga d = 3600 seg./hora

V = 60 unidades/hora

c = 3600 seg./hr/60 unid/hr = 3600/60 = 60 seg./unidad

No. de estaciones de trabajo k = 6 estaciones

Kc = 60x6 = 360 seg.

EL TIEMPO MUERTO

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

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

29

MEDIDAS DE EFICIENCIA

= EC = Eficacia (Eficiencia) del ciclo

Es el porcentaje real de utilizacin de la mano de obra empleada en la lnea. Tambin se llama Tasa de Utilizacin(UtilizationRate)

EC= 274 / 360 x 100 = 76,11%

Idealmente debe ser 100%

Retraso del balance = RB = TM / kcx 100 = 1 - EC

Es el porcentaje de la mano de obra ociosa

RB = 86 / 360 x 100 = 23,89%

Idealmente debe ser 0%

30

MINIMIZACIN DEL TIEMPO MUERTO

Minimizar TM es equivalente a minimizar k

Si TM= 0, entonces,

el nmero de estaciones terico es

Para un retraso mnimo

31

MTODOS DE RESOLUCIN

Mtodos exactos Programacin dinmica Programacin entera Teora de redes

Mtodos heursticos

Presentan problemas en

cuanto al tamao del

problema a resolver

Ayudan a dar una

respuesta adecuada a

problemas de mayor

dimensin

32

PROCESO NORMAL DE UN EQUILIBRADO DE LA

LNEA DE ENSAMBLAJE Calcular el tiempo de ciclo requerido dividiendo el tiempo

productivo o disponible diario o por turno (d) entre las unidades

de demanda diaria o por turno (o tasa de produccin) (V).

c = d

V

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

ciclo.

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

33

PASOS DEL EQUILIBRADO DE LA

LNEA DE ENSAMBLAJE 1.Identificarunalistamaestrade tareas u operaciones.

2.Estimarla 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 : Nmero 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). 34

OPERARIOS

En cuanto al Nmero de Operarios, Trabajadores u Obreros, (Oi).

Conviene 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.

35

CASOS DE PROBLEMAS

36

CICLO ES MAYOR QUE LOS TIEMPOS ESTNDAR Con divisin del Trabajo

Supone una operacin por cada estacin

37

CICLO MAYOR QUE LOS TIEMPOS ESTNDAR

Y DIVISIN DEL TRABAJO

38



39

Combinacin de operaciones cuyos ti sumen c o menos

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

40

CASOS DE DISTRIBUCIN FSICA QUE PUEDEN

UTILIZARSE PARA ASIGNAR TAREAS EN UN

EQUILIBRADO DE LNEA DE ENSAMBLAJE

Tiempo de tarea ms largo.

Elegir la tarea que tenga el tiempo ms largo.

Ms tareas siguientes.

Elegir la tarea que tenga ms tareas siguientes.

Mayor peso en secuencia.

Elegir la tarea que, sumando los tiempos de las tareas siguientes, tenga mayor peso.

Tiempo de tarea ms corto.

Elegir la tarea que tenga el tiempo ms corto.

Menor nmero de tareas siguientes.

Elegir la tarea que tenga el menor nmero de tareas siguientes.

41

EJEMPLO: RELACIONES DE PRECEDENCIA

Considere nueve tareas cuya relacin de precedencia se ilustra en la figura y se cuantifica en la tabla siguiente:

42

TIEMPO DE PROCESAMIENTO

Tarea Tiempo de procesamiento

1 5 2 3

3 6

4 8

5 10

6 7

7 1

8 5

9 3

= 48

43

VALORES MXIMOS Y MNIMOS PARA c

El ciclo c se calcula empricamente, su valor oscila entre una cota inferior y una cota superior.

El nmero de estaciones de trabajo, debe ser un nmero entero.

44

SE ESTIMAN ALTERNATIVAS DE VALOR DE c

c puede tomar cuatro valores diferentes de modo que la relacin resulte un nmero entero.

45

SE SELECCIONA EL VALOR DE C Y CON ESE

VALOR SE CONSTRUYE LA SIGUIENTE TABLA

Seleccionando c = 16

46

SE ASIGNAN TAREAS A LAS ESTACIONES

DE TRABAJO Se asignan trabajos a la estacin 1 hasta encontrar en la columna que

corresponde a la primera fila mayor o igual a c = 16

(ocurre en la cuarta fila con un valor de 22 e incluye las relaciones de

precedencia I y II).

Se asignan los procesos del grupo I (que requieren 8 unidades de tiempo) a la estacin 1, lo que reduce el valor de c= 16 8 =8.

Se busca en el grupo II si cualquier combinacin de procesos proporciona 8 unidades de tiempo. Esto ocurre con el proceso 4. Se

asigna el proceso 4 a la estacin 1.

Ahora el valor de ces nulo para la estacin 1. No se deben asignar ms procesos a esta estacin.

47

ASIGNACIN DE TAREAS A LA ESTACIN 1

Seleccionando c=16

48

SE SIGUE EL MISMO PROCEDIMIENTO PARA EL

RESTO DE LAS ESTACIONES

De manera anloga, para la estacin 2 se utiliza un ciclo c= 16 unidades. Al revisar la tabla, concluimos que el proceso 3 debe

asignarse a la estacin 2.

El ciclo se reduce a . Buscando en el grupo III, se concluye que el proceso 5 se puede asignar a la estacin 2.

c= 0. No se asignan ms procesos a la estacin 2.

Repitiendo el mismo procedimiento, se obtiene que la estacin 3 estarintegrada por los procesos 6,7,8 y 9.

E = 48/(3x16) = 100%

49

ESTACIONES DE TRABAJO PARA c = 16

Asignacin de 3 estaciones de trabajo

50


Y CONCENTRACIN DEL TRABAJO Con concentracin mxima del trabajo

Todas las operaciones se asignan a una sola estacin

51


Y CONCENTRACIN DEL TRABAJO Con concentracin mxima del trabajo


Se tendra una sola estacin con 5 puestos de trabajo, cada uno realizara las 10 operaciones.

52


Y CONCENTRACIN DEL TRABAJO

Con concentracin mxima del trabajo


En la teora, la concentracin mxima es superior.

En la prctica, no es posible, por cuanto:

Resulta antieconmica si cada operacin requiriera un nmero diferente de trabajadores para su realizacin.

Por restricciones tecnolgicas, algunas operaciones no se pueden realizar en el mismo lugar de las dems.

Conduce a una duplicidad innecesaria de equipos, cuando las operaciones no son todas manuales.

La variedad excesiva del trabajo puede reducir la productividad de la mano de obra.

53

CICLO MENOR QUE LOS TIEMPOS ESTNDAR

La secuencia de realizacin de las operaciones no interfiere en la solucin del problema.

Se deben tener en cuenta las restricciones tecnolgicas.

54


Y DIVISIN DEL TRABAJO Requerimientos de produccin

V = 1000 unidades/turno

d = 480 minutos/turno

El ciclo de la lnea ser

c = d / V = 480 /1000 unid/turno

c = 0,48 minutos/unidades

55



Clculos

56



Clculos

57



Clculos

Eficiencia del ciclo mnimo

58



59



E = 14,04/15,84 = 88,64% E= 14,04/15,4275 = 91,01% RB = 11,36% RB= 8,99%

60



61



62



E = 14,04/15,36 = 91,41% RB = 8,59%

E= 14,04/14,96 = 93,85% RB= 6,15%

63

Problemas Mixtos Resolver el siguiente problema:

Por restricciones

tecnolgicas, las siguientes

operaciones deben

realizarse en la misma

estacin:

1, 2, 5 3, 6, 7 4, 8, 9 Suponga un c = 0,45

64

Problemas Mixtos

Operacin Estacin ti Oi Piteric Pireal tai

ti ti * c Entero

Superior de

Piteric

Pireal * c

1, 2, 5 I 0.44 1 0.20 1 0.45

3, 6, 7 II 0.43 1 0.19 1 0.45

4, 8, 9 III 0.45 1 0.20 1 0.45

10 IV 0.80 2 0.36 1 0.45

Total 2.12 5 0.95 4 1.80

65

Problemas Mixtos

Operacin Estacin

ti * Oi tai * Oi tai * Oi

1, 2, 5 I 0.44 0.45 1.45

3, 6, 7 II 0.43 0.45 1.45

4, 8, 9 III 0.45 0.45 1.45

10 IV 1.6 0.9 2.9

Total 2.92 2.25 7.25

E = E= (ti * Oi) / (tai * Oi) = 2,92 / 2,25 = 1.30 = 129.78% RB = RB= 1 - E = 1 - 1.30 = -0.30 = -29.78%

E = E = 129.78%

RB = RB = -29.78%

66

Problemas Mixtos Operacin Procedencia ti Oi

1 0.15 1

2 1 0.08 1

3 1 0.08 1

4 2 0.08 1

5 2 0.06 1

6 5, 7 0.08 1

7 3 0.18 1

8 7 0.06 1

9 4, 6, 8 0.14 2

10 9 0.75 2

Total 1.66 12

Pregunta

a) Calcular la eficiencia

b) Calcular el retrazo

1, 4, 6

3, 5, 7

2, 8, 9

Suponga un c = 0,35

Suponga un c = 0,35

Suponga c = 0,45 0.35 tiempo de ciclo

Suponga c = 0,46 0.35

Por restricciones tecnolgicas, las

siguientes operaciones deben

realizarse en la misma estacin:

E = E= (ti * Oi) / (tai * Oi) = 2,50 / 2,57 = 0.98 = 97.53%

RB = RB= 1 - E = 1 - 0.9753 = 0.025 = 2.468%

a) E = E= = 97.53%

b) RB = RB= = 2.47%

Tiempo

Nmero

de

operarios

promedio

Nmero

de

puestos

terico

Nmero de

puestos real

Tiempo

asignado

por

operacin

Ciclo

individual

por tarea

Tiempo

asignado

del ciclo

mnimo

(Tiempo) *

(nmero de

operarios)

(Tiempo

asig. x

operacin) *

( Nm.

operarios

prom.)

(Tiempo

asig. ciclo

mn.) * (

Nm.

operarios

prom.)

Operacin Estacin ti Oi Piteric Pireal tai ci tai

ti ti / c

Entero

Superior de

Piteric

Pireal * c ti / Pireal Pireal * c ti * Oi tai * Oi tai * Oi

1, 4, 6 I 0.31 1.0 0.89 1 0.35 0.310 0.35 0.31 0.35 0.35

3, 5, 7 II 0.32 1.0 0.91 1 0.35 0.320 0.35 0.32 0.35 0.35

2, 8, 9 III 0.28 1.3 0.80 1 0.35 0.280 0.35 0.37 0.47 0.47

10 IV 0.75 2.0 2.14 2 0.70 0.375 0.70 1.50 1.40 1.40

Total 1.66 5.3 4.74 5 1.75 1.75 2.50 2.57 2.57

GRACIAS

68

ayuda de la semana 7 - balance de línea(1).pdf

Documents